盐湖卤水提锂和矿石提锂工艺的技术分析

许显宁

青海省盐化工产品质量监督检验中心 青海格尔木 816099

长期以来，锂矿资源主要是由锂辉石、锂云母等组成的内生锂矿床，而锂霞石、磷锂石等由于资源有限，工业价值较低。因此，历史上锂资源的开发和利用 主要集中在含锂矿物如锂辉石，橄榄岩和锂云母的加工和提纯。上世纪80年代以后，发现盐湖卤水中含有大量外源锂资源，经过二十多年的研究和开发，盐湖卤水中的锂逐渐成为碳酸锂、金属锂和各种锂化合物的主要来源，盐湖卤水中的锂是锂生产的另一种原料来源。

1 矿石提锂与卤水提锂工艺的技术比较

1.1 矿石工艺技术成熟，产品质量稳定可靠

“硫酸法”处理锂矿的锂提取工艺技术经过50多年的发展已经逐渐趋于成熟，由于本工艺处理的原料是锂辉石精矿，除硅和铝的主要杂质外，原料化学成分相对稳定和简单，此外，其他杂质含量极低，工艺易控制，产品质量稳定可靠，对生产高质量电池级碳酸锂具有绝对优势。

而盐湖卤水提锂技术的发展起步较晚，许多关键技术还不够成熟，且由于盐水中SO42-和Cl-活性较大的离子的存在，设备容易腐蚀，工艺能耗高，化学成分很复杂，锂提取过程不易控制，因此产品质量波动较大，只能达到工业级碳酸锂国家标准，尚不能达到电池级碳酸锂行业标准。具体化学成分如下：

从表可以看出，由于原料性质不同，所采用的工艺路线不同，所生产产品的质量差异较大，对于这种差异，可以认为从盐湖卤水中提取的主要的锂产品应该是碳酸锂，锂矿提取过程产生的主要产品应该是电池级碳酸锂，两种不同等级的碳酸锂产品可以与市场供应形成互补关系，满足市场上不同的需要[2]。

1.2 矿石提锂过程灵活，易于同时生产多种锂化合物

锂萃取过程灵活，它可以用来直接生产其他种类的无机锂化合物，通过使用酸化焙烧硫酸锂浸出液和其他价格较低的化学原料，自由灵活地产生需要的产品。低钠无水氯化锂生产线，用于生产钠含量小于10ppm的无水氯化锂，专门用于锂金属的电解生产，它可以根据客户的需求生产。该工艺使用硫酸锂渗滤液和氯化钙作为原料，其成本远低于碳酸锂或氢氧化锂一水合物和盐酸中和的成本，同时矿石提锂还可以使用硫酸锂作为原料生产其他锂化合物。盐湖卤水提锂工艺的卤水产品主要是碳酸锂，为了加工成其他锂化合物产品，必须进一步与相应的酸反应，从而延伸产品的生产工艺，这样就不可避免地增加了生产成本。

2 科技进步为矿石提锂工艺的可持续发展提供了强劲动力

锂生产商继续积累生产经验，实施技术创新以及节能降耗措施，从而降低生产成本。同时，随着科学技术的进步，新技术和新设备的出现为矿石提锂的可持续发展提供了强劲的推动力。四川天齐锂业股份有限公司新建的锂辉石烘烤段率先采用中国PLC自动控制系统，从锂精矿原料到硫酸锂浸出液的输出，包括尾气处理系统，实现了全自动化控制。自动控制后，氧化锂矿的转化率和酸化率以及浸出率均大幅度提高，废渣中总锂含量降至0.15%以下，氧化锂回收率明显提高。该公司还计划对碳酸锂板块和元明粉板块进行改造，逐步实现整个工艺的自动控制，进一步提高锂回收率。同时，对锅炉系统实施“固硫浓缩液复合燃烧”技术改造，大大降低了煤耗，经过技术改造后，碳酸锂等产品的生产成本将进一步降低[3]。

3 结语

目前，中国碳酸锂产品的生产主要来自固体锂矿石材料，大多数锂生产公司使用锂辉石精矿作为原料，主要生产企业包括四川天齐锂业股份有限公司，江西赣锋锂业股份有限公司，新疆锂盐厂公司等，而从盐湖卤水生产碳酸锂的企业有：青海中信国安科技发展有限公司、青海锂业有限公司、青海盐湖蓝科锂业有限公司和甘肃白银锂业公司等，目前生产碳酸锂的原料主要是锂辉石精矿，即碳酸锂是由固体锂矿石制备而成，目前锂固体产品生产的锂产品约占总产量的90%，从盐湖卤水中提取的锂的比例将逐渐增加，中国的盐湖卤水比矿锂资源更加丰富，但后者在很长一段时间内仍将是碳酸锂的主要来源，这是因为该原料生产的碳酸锂质量高，生产工艺成熟，产品质量稳定可靠。盐湖卤水虽然锂资源比较丰富，但生产工艺比较复杂，由于产品质量不纯，不能达到电池级单级要求，只能生产工业级碳酸锂。这样，两种不同类型的原料，使用不同的生产工艺，产生不同含量的碳酸锂产品，这两者形成了互补关系。因此，可以预见，在未来相当长的一段时间内，国内锂矿的使用和盐湖卤水的使用将会共存和发展，产品互补性将持续很长时间，也意味着提锂检测技术有待进一步提高，迎来锂工艺的进一步发展。