本文主要介紹了礦石提鋰技術、鹽湖提鋰技術和粘土提鋰技術的方法，并分析了各種方法的優(yōu)缺點。

 

礦石鋰提取技術

鋰及其化合物廣泛應用于各個領域。近年來，隨著新能源電動汽車的進一步推廣，鋰電池的用量越來越大，對鋰的需求持續(xù)增加，從基礎巖石中的含鋰礦物中提取鋰越來越受到關注，相關公司包括中國排名前10的鋰礦業(yè)公司。

在自然界中，含鋰礦石主要包括鋰云母、鋰輝石和鉀長石。從鋰礦中提取鋰、銣、銫等有價金屬的方法主要有石灰石法、硫酸法、硫酸鹽法、氯化物法和壓力蒸煮法。

 

石灰石焙燒法

石灰石煅燒方法是將鋰云母和石灰石（一般質量比1:3）混合，在800°C以上的溫度下充分研磨和焙燒。含鋰礦石的晶體形態(tài)發(fā)生轉變，鋰云母中不溶的鋰鹽轉變?yōu)橐兹苡谒匿圎}。

反應原理如下：該方法的主要優(yōu)點是非常實用，幾乎可以用于所有鋰礦物。缺點是浸出液中鋰含量低，蒸發(fā)能耗大，鋰的回收率低。

 

硫酸法

硫酸法處理鋰礦需要將鋰礦在高溫下預焙燒，使結構由致密變?yōu)槭杷?，球磨后再與過量硫酸混合。在250°C的旋轉爐中焙燒和溶解，在水中浸泡以獲得粗硫酸鋰溶液，并在提純、鋰沉淀、蒸發(fā)和濃縮后獲得碳酸鋰產品。

優(yōu)點：能耗低，物料流小，生產效率高，特別是液相和固相易于混合，滲濾液中鋰的濃度高，鋰和鉀的回收率高。

缺點：浸出液雜質含量高，后續(xù)凈化負荷重，工藝難度大，使用硫酸量大，對設備防腐性能要求高。

 

硫酸鹽法

硫酸鹽法通常用于處理硅酸鹽礦物，但當它用于從鋰礦中提取鋰時，需要經過鋰礦和硫酸鉀（鈉）的混合、造粒和高溫焙燒。礦石中的鋰用可溶性硫酸鋰代替，用稀硫酸浸出，浸出液經提純沉淀得到碳酸鋰。

 

優(yōu)點：焙燒時間和浸出時間短，浸出液中鋰濃度高，蒸發(fā)量小，能耗低等。

缺點：鉀鹽消耗量很大，對焙燒溫度的要求非常嚴格。

 

氯化焙燒法

氯化焙燒法主要使用氯化劑（氯化鈣）將鋰礦中的鋰和其他有價金屬轉化為氯化物。它分為兩個過程：中溫氯化和高溫氯化。

優(yōu)點：鋰轉化率高、能耗低、焙燒時間短、鋰和鉀等貴重金屬回收率高、浸出液中鋰濃度高等。

缺點：焙燒過程需要高防腐設備，后期使用碳酸鈉進行鋰沉淀大大增加了成本。

 

 

壓力沸騰法

與硫酸法類似，壓力蒸煮法也需要預先對鋰礦石進行轉化或脫氟，然后將焙燒后的礦石與一定量的Na2CO3混合均勻。在200°C和壓力（0.2~2MPa）下處理，用Na代替Li，然后將CO2送入水浸漿料中，將碳酸鋰轉化為高溶解度的LiHCO3。分離殘余物后，加熱溶液以沉淀碳酸鋰產物。

該方法具有較短的工藝流程和較低的成本，但對工藝條件和礦物類型有更嚴格的要求。通過技術創(chuàng)新和改造，進一步降低成本是礦石鋰提取技術的發(fā)展趨勢。與石灰石焙燒法相比，硫酸法、硫酸鹽法、氯化焙燒法和壓力蒸煮法能耗低，鋰浸出率高，有取代石灰石法的趨勢。

 

鹽湖提鋰技術

鹽湖的稟賦不同，鋰提取技術也不同。根據鹽湖鹵水的資源稟賦，鹽湖提鋰技術可分為高鎂鋰比鹽湖提鋰工藝和低鎂鋰比鹵水提鋰工藝。

目前已工業(yè)化的鹽湖大多為低鎂鋰比鹽湖（鎂鋰比低于8），包括沉淀法和太陽能池法，其中沉淀法多用于南美鹽湖。高鎂鋰比鹽湖的鋰提取技術日趨成熟，我國正在積極探索高鎂鋰比例鹽湖的提取方法。

目前比較成功的鋰提取方法有吸附法、膜法、提取法、煅燒浸出法和電滲析法。如果你想了解鋰鹽企業(yè)，請參考中國鋰鹽企業(yè)前10名。

 

 

（1） 沉淀法：鹽水在陽光下干燥，使其自然蒸發(fā)和濃縮。在除去諸如硼、鈣和鎂的雜質之后，將沉淀劑或鹽析劑添加到母液中以以沉淀物的形式分離鋰。沉淀法在工業(yè)上應用較早，工藝成熟可靠，生產成本低，但不適用于鎂鋰比高的鹽湖。

（2） 太陽能池法：利用該地區(qū)的低溫氣候，獲得高鋰混合鹽鹵水（鋰接近飽和點），然后通過太陽能池技術蒸發(fā)加熱，獲得富鋰混合鹽和芒硝沉淀。目前，該方法已被扎布耶鹽湖西藏扎布耶鋰業(yè)高新技術有限公司使用。

雖然這種方法已經實現(xiàn)了工業(yè)化生產，但它對資源和當地自然條件的發(fā)生要求很高。目前，這種方法已在中國西藏北部的恩加里地區(qū)和阿根廷的一些地區(qū)使用。

（3） 吸附方法：用對鋰有選擇性的吸附劑吸附鹽水中的鋰，然后用淡水解吸以分離和富集其他雜質，然后在小鹽田中濃縮和化學沉淀鋰。吸附法是一種從環(huán)境和適用性角度來看具有巨大優(yōu)勢的鋰提取技術，尤其適用于低品位高鎂鋰比鹵水和海水鋰提取。該方法的難點在于開發(fā)性能優(yōu)異的吸附劑。目前，吸附劑主要分為錳基、鈦基離子篩和鋁基吸附劑。

（4） 膜法：主要在工業(yè)試驗階段，使用各種類型的濾膜逐漸分離鹽水中的雜質成分，富集和濃縮鋰，然后化學沉淀鋰。

其優(yōu)點是鹽水適應性強，工藝簡單，鋰回收率高，選擇性好，對環(huán)境影響??；難點在于開發(fā)具有高選擇性、低能耗和良好循環(huán)性能的濾膜。

（5） 萃取方法：通過用有機溶劑萃取鋰來實現(xiàn)鋰和其他雜質組分的分離和濃縮，并將高濃度的反萃取液進一步生產成各種鋰鹽。優(yōu)點是它可以處理高鎂鋰比的鹽水，并且易于工業(yè)化，但對提取設備的高要求和大量的研究投資使得該技術不成熟。

用于萃取方法的萃取劑包括有機溶劑和離子液體。有機溶劑具有較高的萃取選擇性，但容易腐蝕和污染環(huán)境；離子液體是綠色和環(huán)保的，但提取劑的制備很復雜。

（6） 煅燒法：將硼提取后的鹽水濃縮干燥，煅燒分解成氧化鎂，然后將氧化鎂中的可溶性鋰鹽用水溶解，然后沉淀出碳酸鋰產物。

 

 

煅燒浸出法生產工藝是由青海中信國安科技發(fā)展有限公司有限公司開發(fā)的鹽田老鹵工藝，主要針對鋰含量高、鎂鋰比高的鹽湖，易于工業(yè)化。然而，它具有高能耗、強腐蝕、大環(huán)境影響和高成本。

（7） 電滲析：在外部直流電場的作用下，固體或液體離子交換膜對水中的離子有選擇性，水中的一部分離子通過交換膜轉移到另一部分水中，從而達到分離鎂和濃縮鋰的目的。

其優(yōu)點是可以處理高鎂鋰比鹽湖，效率高；難點在于開發(fā)具有優(yōu)異選擇性、高鋰容量和高穩(wěn)定性的鋰捕獲材料。與礦石提鋰相比，當前鹽湖提鋰主要特點是生產成本低，但生產周期長，產能保障差。隨著技術的發(fā)展和成熟，未來鹽湖提鋰的發(fā)展方向如下：

（1） 擴大開采范圍：通過膜、吸附劑、萃取和電滲析等技術，開發(fā)和利用過去不經濟的低濃度、高鎂鋰比鹽湖鹵水。

（2） 產能持續(xù)提升：目前鹽湖提鋰主要采用濃縮沉淀法，因此受天氣、自然環(huán)境等因素影響。未來，隨著新興技術的發(fā)展，外部環(huán)境的限制將減少。

（3） 生產周期不斷縮短：使用新興技術，在濃縮、分離和濃縮方面不斷優(yōu)化和改進，以及持續(xù)的工業(yè)生產以提高效率。

中國鹽湖鋰提取不斷優(yōu)化，成本降低具有經濟價值。在中國鹽湖開發(fā)鋰提取的早期階段，該技術還不夠成熟，導致成本過高，生產也不具有經濟價值。

據研究，隨著技術的不斷升級和技術的優(yōu)化，新興高鎂鋰比鹽湖的提鋰技術成本基本不超過4萬元/噸LCE。

與礦石的鋰提取成本相比，沒有缺點。預計隨著技術的不斷完善和生產規(guī)模的擴大，鹽湖提鋰成本仍有望下降。

規(guī)模仍然很小，利用率不足。根據數據，2019年，我國主要鹽湖產量約為45000噸LCE，行業(yè)平均產能利用率僅為52%。

 

 

粘土鋰提取技術

粘土鋰提取過程取決于賦存狀態(tài)。鋰的賦存狀態(tài)是決定粘土鋰提取過程的關鍵因素。粘土型鋰礦的主要材料組成和化學成分決定了后續(xù)的提取過程，甚至是提純和除雜過程。

從類型來看，碳酸鹽粘土型鋰礦主要是焙燒后用硫酸浸出；火山巖粘土型鋰礦可以直接浸出，用添加劑焙燒，氯化和硫化；Jadar型鋰礦可在多級破碎和濕式閉路重力分離洗滌后用濃硫酸浸出。

鋰粘土鋰提取工藝的特征在于能夠結合礦石鋰提取和鹽湖鋰提取的優(yōu)點，鋰提取工藝可以在短時間內以礦石鋰提取的速度完成，并且鋰提取也可以以類似于鹽水鋰提取的成本以較低的成本完成。