盐湖氯化锂的生产工艺与影响因素探析

马有海，马成功

(青海盐湖工业股份有限公司，青海 格尔木 816000)

在自然界之中，锂元素含量极为丰富，排列在第27位，地壳之中的含量约占0.065%，而且锂在自然界的存在形式主要以化合物为主。氯化锂的用途极为广泛，在电解生产金属锂过程中，需要消耗大量氯化锂。现阶段，我国最为常见的金属锂生产方法来源于1893年刚茨提出的理论，也就是氯化锂融盐电解操作，由于该方式比较简单有效，在生物学和医学等领域得到广泛应用。

1 氯化锂生产工艺

1.1 矿石直接转化法

在实际研究过程中，主要以锂辉石为研究对象，将其放置到930 ℃～1 000 ℃的环境下进行煅烧操作，确保锂辉石能够发生化学反应，之后继续在1 000 ℃的温度下与KCl进行离子交换反应，产生的具体摩尔组比为60%的KCl和40%的LiCl，二者会充分混合在一起。全部冷却之后，再提取LiCl，主要操作手段为蒸发回收醇类，此时该种物质纯度能够达到99.47%。当LiCl提取后，剩余残渣需要用水进行处理，之后所得到的KCl能够循环利用。

1.2 碳酸锂或氢氧化锂转化法

此处所介绍的方法，是实际LiCl工业生产中最为常见的手段，我国大多数LiCl生产都来源于这种形式。首先，相关工作人员需要在腐蚀的反应器中加入碳酸锂或氢氧化锂，之后再加入30%的盐酸，盐酸数量应该稍过量，直到得到饱和的LiCl溶液。此时，LiCl溶液呈现出明显的酸性特点，工作人员向其中加入氯化钙，将溶液之中的硫酸根杂质去除，过滤之后得到氢氧化锂，此时，工作人员还要做好pH值的调节工作，借助于喷雾干燥等形式，得到无水氯化锂。

1.3 萃取法

可借助于有机溶剂对锂进行萃取，让LiCl实现有效提纯，该种方式在盐湖卤水提锂操作中极为常见。能够完成该种萃取工作的方法有异戊醇萃取法、异丙醇萃取法和复合溶剂萃取法等。

1.4 离子交换吸附法

从现有研究工作中能够看出，吸附剂或者是交换机主要包括的内容有氢氧化铝型吸附剂、二氧化锰吸附剂和二氧化钛锂吸附剂等。氯化锂成为诱变剂的主要材料，在食品、啤酒制作中发挥出重要的作用。在此过程中，同样需要应用离子交换吸附法，对优质菌种进行有效培育，并合成医药中间体，实现对菌种遗传性的改变。对于整体有机结构的全面分析，LiCl具备明显的阳离子特性。在新材料应用的过程中可看出，能够在甲壳素生产过程中得到广泛应用，是整个LiCl应用价值体现最高的地方。

2 氯化锂的主要影响因素

青海柴达木盆地西台吉乃尔盐湖，有全世界首条千吨级氯化锂生产线，生产的氯化锂质量指标能够达到99.5%。该项目的投产时间为2015-12-24，至2016-01-21生产线全线贯通。该生产线主要以盐湖资源为原材料，实现该项资源有效利用，尤其是在锂和硼等元素提取上，展示出重要价值。截至2013年，全球已经查明的锂矿产资源总量达到了4 051.5万t，总储备量达到了2 340.7万t，其中不包含察尔汗盐湖之中的氯化锂，具体总数为1 204万t，该类矿产主要包括两大类，即固体型锂矿和盐湖卤水型锂矿，储备量分别达到了21.6%和78.3%，可以看出，盐湖卤水提锂方法是后续发展的必然趋势。

2.1 盐湖卤水中的锂含量

根据之前的盐湖以及盐类矿产生产工作可知，实际氯化锂的边界品位一般为150 mg/L，最低工业品位也会达到300 mg/L。站在实际角度来说，虽然察尔汗盐湖中的锂含量有限，在提钾之后为300 mg/L，能够达到生产过程中的最低工业品要求，但对于如何进行收集和浓缩等操作，相关工作人员还需要进一步研究。

2.2 盐湖卤水镁、锂比

我国的盐湖锂资源含量十分丰富，但很多盐湖卤水中的镁、锂含量比例都在40 ∶1以上，最高达到1 837 ∶1，比工业开采标准高出很多，一般要求是镁、锂比低于或等于6 ∶1。另外，在对角线规则的影响之下，盐湖卤水之中的镁、锂化学性质并不会产生太大差异，相似度很高，这进一步增加了镁、锂分离困难，让生产成本居高不下。现阶段，最基本工艺为化学除镁，通过烧碱以及复产氢氧化镁进行，操作困难，后者是通过阳离子树脂进行除镁操作，在具体混合物中加入大量氯化钠，该过程会消耗大量淡水资源，如果利用纳滤膜法进行除镁操作，还会消耗大量成本。为了将更好的除镁效果呈现出来，相关工作人员需要开展全面的研究操作，通过对盐湖卤水镁、锂比重新确认，为后续氯化锂生产创造更多有利条件。

2.3 盐湖提锂生产工艺选择

盐湖卤水具备多样化特点，这主要是由于整个盐湖矿产资源十分丰富，综合利用率较高，呈现出明显的复杂性和不可照搬特性。例如，在实际盐酸型盐湖之中，含有丰富的锂元素，此时在氯化锂提取和制作过程中，可以选择煅烧工艺进行。除此之外，如果镁和锂元素比例较高，可以借助锂的专用吸附工艺开展后续工作，如果盐湖呈现出硫酸性特点，可以借助膜过滤操作，确保氯化锂提取工艺得到完善。如果出现某些细节性离子，如钠离子、钙离子等，相关工作人员均可使用相同的除杂工艺手段。

2.4 氯化锂的总体发展趋势

从基本的锂盐产品中可以了解到，其中包含碳酸锂、氢氧化锂和氯化锂等，附加值最高的是氯化锂。在世界市场角度来说，工业级氯化锂生产已经处于饱和状态，而高程度氯化锂却始终供不应求，而且该类产品价格要远高于初级产品价值。截止到目前，主流氯化锂生产工艺为碳酸锂转化法，俗称酸化法，其中杂质含量极高，在生产过程中能够得到更多的初级产品。例如，在青海察尔汗盐湖卤水之中，当进行完氯化锂富集之后，可以借助碳酸钠进行沉锂操作，得到更多的碳酸锂，再通过盐酸的酸化操作，最终得到氯化锂。该工艺主要是以富集锂为主，可以更好地起到浓缩和蒸发效果。随着蒸发和膜分离技术的实施，如果能够从卤水之中直接进行氯化锂提取操作，整个生产成本将会得到有效控制。

3 总结

综上所述，在盐湖提取氯化锂操作过程中，关键的技术内容集中在富集锂和除杂的操作上，在整个过程中，很多研究人员已经取得了较高成就。一般来说，除杂方面由于盐湖卤水之中并不包含重金属离子，主要去除的内容有钾离子、钠离子和镁离子等，其中最难去除的是钠离子，需开展针对性研究。