盐湖卤水提锂技术及产业化发展

 据美国地质调查局2020年最新统计，已查明的世界锂资源量为8000万t，其中59%锂资源分布在盐湖中，寻找不同类型盐湖的提锂技术亟待解决。根据盐湖卤水中锂和其他伴生离子赋存特征，综述了沉淀法、膜法、萃取法、盐梯度太阳池法、吸附法等盐湖提锂技术发展现状，总结了锂资源生产流程，探讨了各种方法对不同镁锂比盐湖的适应性及优势。研究发现，盐湖提锂不能按照单一方法进行，要根据不同盐湖赋存类型进行提锂工艺的选择。沉淀法已经在低镁锂比盐湖中经过工业化生产验证；吸附法是目前在高镁锂比盐湖中综合效果最为理想的提锂技术，其吸附容量高、一步直接提锂、循环性能高、稳定性强；天然矿物改性吸附法是未来盐湖提锂产业化应重点关注的方向。     

盐湖卤水提锂进展研究

介绍了世界锂资源的分布状况和目前盐湖卤水的主要提锂方法,重点介绍了沉淀法、离子筛法的工艺技术和工业化情况,并对中国盐湖锂资源的开发现状及技术发展方向进行了分析,希望能够为中国盐湖卤水锂资源开发提供参考。     

典型锂矿石提锂技术研究进展

随着高容量储能锂电池材料的大规模应用,使得低成本、高效环保地从含锂矿物中提取锂技术需求越来越迫切,着重阐述硫酸焙烧法、硫酸盐焙烧法、氯化焙烧法、石灰石焙烧法和压煮法等从锂云母和锂辉石两种典型含锂矿石中提锂技术的最新研究进展.通过对不同提锂方法的分析,得出单一提锂方法均存在其优势和不足.多种方法协同利用,多种有价金属协同提取,是今后提锂工艺研究的重要方向.同时,应加大锂渣资源化利用力度,促进锂行业绿色可持续发展.     

盐湖提锂工艺——高镁锂比盐湖锂盐吸附剂研发进展

 据2019年美国地质调查局统计全球已查明锂资源量6200万t,其中59%锂资源分布在盐湖中,而绝大部分盐湖为高镁锂比盐湖,高镁锂比盐湖中锂的提取工艺更难,吸附剂可以一步直接提锂,研发循环性能高、稳定性强、制备高效的高镁锂比盐湖锂盐吸附剂迫在眉睫。根据吸附剂的制备材料和吸附机理不同,将现有吸附剂进行分类,总结了离子筛吸附剂、铝盐吸附剂、天然矿物改性吸附剂发展现状及吸附流程。对比研究发现,天然矿物改性吸附剂具有离子筛吸附剂和铝盐吸附剂提锂的所有优势,制备简单不产生废料,经济、环保、高效,在未来高镁锂比盐湖提锂工艺中应予以重点关注。     

锂的来源及应用

从锂提取的角度,简述了锂矿石、盐湖卤水、海水、地热水及煤与锂电池等含锂资源的开发情况,并简述了锂及其化合物的用途,最后对提锂技术和锂的应用前景进行了展望。     

锂辉石低碳冶炼现状与发展

随着锂电池在便携式电子设备和电动车辆等的广泛应用,锂的需求量在不断增加。锂辉石由于含锂量高,已经成为生产高端锂盐的主要锂源。天然锂辉石结构致密,化学性质稳定,目前的主流工艺是将α-锂辉石在高温下焙烧转型成为化学性质活泼的β-锂辉石,然后进行下一步处理。高温焙烧转型导致能耗大、提取成本较高,在“碳达峰”和“碳中和”的背景下,迫切需要开发低能耗绿色提取锂新工艺。在总结传统高温焙烧提取锂方法的基础上,深入分析锂矿石成矿机制,得出矿石提取锂的关键是破坏其铝硅酸盐结构,并综述锂辉石低碳直接提取的主要方法类拜耳法和氟化学法,它们可以直接破坏α-锂辉石的晶体结构,是未来绿色经济提取锂的新方向。     

盐湖锂资源直接提取及精制加工技术

我国盐湖锂资源丰富,但开发的理论基础和技术关键均没有实质性突破,高镁锂比卤水中锂的直接提取技术的突破是我国盐湖锂资源开发的急迫需求。该课题以国家战略需求为导向,着眼于解决国际上高Mg/Li比盐湖卤水提锂的关键技术问题,符合国家中长期科技发展纲要的要求。通过该课题研究,将提高盐湖锂资源提取技术集成创新能力,实现盐湖资源平衡综合开发和利用,促进盐湖地区资源优势转化为经济优势,构建盐湖卤水综合利用的新型产业链。主要研究内容包括:(1)分离用锂离子筛功能材料设计与制备:设计制备对Li+具有特殊选择性和高交换容量的离子筛型吸附剂,研究Mg/Li比与其他共存离子对提锂性能的影响,揭示离子筛氧化物结构与其反应分离性能之间的内在规律。(2)盐湖锂离子快速识别络合吸附材料合成及制备:采用传感信号响应技术,设计并快速筛选高选择性锂离子受体,创制新型络合吸附分离材料,探讨材料构性等对锂离子的分离性能,提出最优化的分离材料设计方案,研究络合吸附材料微观结构与锂离子吸附性能的关系。(3)盐湖高锂选择性复合吸附材料合成与优化:发展以分子模拟技术为指导、高锂选择性为导向的新型复合吸附材料设计方法,实现以氢氧化物为改性吸附剂的可控合成,确定合成工艺中优化的改性吸附剂浓度,并优化合成工艺参数。(4)吸附功能材料规模化制备关键技术:冷模研究规模化制备吸附材料合成釜中流体流动特性,结合CFD确定合成釜放大关键参数和放大准则;研究成型工艺,考察在吸附-脱附过程中的稳定性;批量制备吸附剂。(5)卤水直接提锂工艺及示范装置:确定吸附-脱附最佳工艺流程和参数;建立提锂过程模型,通过模拟和分析确定最优工艺参数;开发新型Li Cl分离技术工艺软件包;建设100 t/a氯化锂提取装置,并进行示范运行。(6)Li2CO3精制加工关键技术研究:针对不同的卤水组成,开发相应的除杂富锂关键技术,获得初级碳酸锂产品,并进一步精制加工,最终形成适应我国盐湖资源特点的高纯碳酸锂和电池级碳酸锂产品制备成套技术。预期目标:(1)建立100 t级Li Cl提锂示范装置。锂的收率≥85%,Li Cl纯度≥99%;(2)申请相关发明专利8~10项;发表高水平论文10~15篇;(3)培养博士研究生8~10名,硕士研究生12~15名,形成1个专门从事盐湖资源开发利用的创新团队。     

适用沉淀法分离盐湖卤水镁锂比的确定及碳酸锂制备

采用氨水和氢氧化钠溶液两次沉淀除镁,可以实现高镁锂比的盐湖卤水的提锂和碳酸锂制备。实验结果表明:该法能够使镁锂比为40∶1的盐湖卤水得到较好分离。母液蒸发浓缩提锂后,在反应温度90℃,反应时间40 min,沉锂剂滴加速度25 mL/min条件下能够制得高纯度碳酸锂。     

封面图片说明

 以锂资源为基础的锂电新能源产业快速发展，使世界锂资源的需求不断增长，全球范围内锂矿的勘查和锂提取保持持续的活跃态势。锂资源可大致分为固态矿石资源和液态锂资源（包括盐湖卤水型、深部卤水型、油田水型）.近年来研究发现，中国青藏高原南部部分高温地热田地热水中锂品位接近甚至超过盐湖卤水锂矿边界品味。     

高原富锂水盐体系相平衡及热力学性质研究进展

 中国西部高海拔青藏高原腹地拥有众多盐湖,这些盐湖以富含锂而闻名世界。其卤水组成可用Li⁺,Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2-,CO₂^3-,borate-H₂O表示。开展多组分复杂盐湖卤水体系相平衡及热力学性质研究,不仅对该种类型盐湖卤水的成因和成矿规律及化学行为的揭示具有重要意义,而且对于盐湖卤水盐类资源综合利用具有指导意义。本文重点归纳总结了国内外高原富锂水盐体系的稳定相平衡、介稳相平衡及热力学性质的研究进展,指出了含锂水盐体系相平衡及热力学性质研究存在的问题及未来研究发展方向。     

西藏地区盐湖锂的地球化学分布规律

通过统计西藏高原盐湖镁离子及锂离子质量浓度的水化学数据和镁锂离子质量浓度比值,绘制出西藏地区盐湖卤水锂离子质量浓度分布等值线图和镁锂离子质量浓度比值分布图,分析了西藏地区盐湖锂资源品位及品质在空间上的分布规律以及盐湖锂资源富集与其所处地质环境的关系。分析表明:西藏地区盐湖锂资源的分布呈现分带性特征,盐湖锂离子质量浓度可能受构造带的控制,碳酸盐型盐湖带的盐湖卤水镁锂离子质量浓度比值最低,高品质低镁锂比卤水盐湖和低镁锂比卤水盐湖集中分布在碳酸盐型盐湖带-硫酸盐型盐湖带过渡区内。     

图片新闻

正以锂资源为基础的锂电新能源产业快速发展,使世界锂资源的需求不断增长,全球范围内锂矿的勘查和锂提取保持持续的活跃态势。锂资源可大致分为固态矿石资源和液态锂资源(包括盐湖卤水型、深部卤水型、油田水型)。近年来研究发现,中国青藏高原南部部分高温地热田地热水中锂品位接近甚至超过盐湖卤水锂矿边界品味。     

青藏高原碳酸盐型锂盐湖开发技术

 中国的盐湖锂资源十分丰富,并且盐湖类型齐全;锂是对国民经济和国家安全有重要意义的能源金属,近年来随着国际社会对新能源的高度重视,国内外锂盐行业发展十分迅猛,锂盐湖的开发也迎来了新的机遇。综述了中国青藏高原碳酸盐型锂盐湖的分布、卤水特点和重要碳酸盐型锂盐湖产业化状况,详细阐述了盐梯度太阳池技术和兑卤法技术,及其在中国青藏高原碳酸盐型锂盐湖中的应用情况。中国碳酸盐型锂盐湖具有镁锂比低、工艺技术相对简单的特点,通过这两种技术的有机结合,该类型盐湖有望在开发过程中率先实现重大突破。     

盐湖与盐沉积学术探秘

 中国工程院院士郑绵平1956 年毕业于南京大学地质系,多年来一直致力于中国盐湖和盐类沉积研究.他的研究涵盖了盐湖地质、盐湖化学、盐湖生物学、盐湖沉积与全球气候变化、盐湖卤水锂-硼-钾提取和中和利用技术、大盐湖产业(盐湖矿业、盐湖农业和盐湖旅游业)开发等多个盐湖相关学科领域与资源高值化利用.在对盐湖整体综合研究的基础上,从盐科学体系出发,创立了Salinology(盐湖学/盐学)这门边缘交叉新学科.     

西藏盐湖卤水成盐过程自然能的应用

 西藏盐湖资源丰富,绝大多数盐湖分布于交通不便、无工业基础且生态环境极度脆弱的高海拔地区,而西藏地区社会经济发展和自然状态决定了西藏盐湖的开发应以锂、硼开发为主,兼顾钾资源的综合利用。本文介绍了中国科学院青海盐湖研究所与相关盐湖企业合作,研发了西藏查波措硫酸盐型富锂盐湖开发技术、结则茶卡碳酸盐型盐湖和龙木错硫酸盐型盐湖的耦合开发技术,形成了针对西藏硫酸盐型、硫酸盐-碳酸盐型富硼锂盐湖开发的独特的自然成矿工艺路线。     

青藏高原盐湖观测站概述

 盐湖长期观测对资源开发和盐湖学基础研究具有重要意义。介绍了青藏高原3个锂硼盐湖科学观测站的建站背景、已有基础设施、观测设备、研究进展及展望。观测站分别建在青藏高原北部3个重点锂硼盐湖区--扎布耶、当雄错和班戈湖。建立至今,已在3个科学站配备了水化学分析、气象、水文自动观测等相关仪器设备,建成蒸发实验平台。依托3个盐湖观测站,开展了重点盐湖系统连续气象、水文动态变化观测、盐湖型锂硼矿床动态变化研究、盐湖矿物资源提取实验等工作。下一步,需对科学站所积累的大量气象、水文资料进行整理,力争建立可用性好的数据库,实现数据共享。     

差减法测定盐湖卤水中锂含量

本文报道的差减计算法测定盐湖卤水中锂的含量与常规的火焰光度法、原子吸收光度法、比色法相比较具有经济、简便、结果可靠等优点，在实际工作具有重要意义。     

2013-04 封面图片说明——盐梯度太阳池提锂技术与扎布耶盐湖锂资源开发

 扎布耶盐湖卤水类型为碳酸盐型,其中的碳酸锂易在各阶段分散析出,这样极不利于高品位锂盐的产业化开发.在中国工程院院士郑绵平提出的盐湖学理论指导下,基于“艰苦奋斗、因地制宜、就地取材、扬长避短”思路,针对西藏高原矿物燃料缺乏、交通不便、高寒缺氧和经济技术落后等条件,郑绵平研究团队经过长期探索,找到一条适合碳酸盐型锂盐湖开发的工艺技术路线,创立了具有独立知识产权的“盐梯度太阳池”提锂技术.     

中性磷类萃取剂从卤水中萃取锂的研究

为回收卤水中的金属锂 ,在 Fe Cl3存在的条件下 ,通过实验研究中性磷类萃取剂萃取锂的效果 ,并研究萃取时间、温度、萃取剂浓度、金属盐 (Mg2 ,Na ,K )浓度、酸度对TBP-煤油体系从高镁锂比的模拟卤水中萃取锂的影响规律。在实验中向高镁锂比的模拟卤水中添加 Fe Cl3,比较了中性磷类萃取剂 TBP、 DBBP和 TOPO萃取锂的效果 ,结果表明 TBP对锂有非常显著的萃取效果 ,而 DBBP和 TOPO的萃取能力则很弱。 TBP-煤油体系萃取锂时较优的萃取条件为 :萃取时间约为 2 0 min,温度为 2 0～ 2 5℃ ,[Fe3 ]/[L i ]为 1.5～ 2 .0 ,TBP体积分数为 5 0 %～ 70 % ,Mg Cl2 浓度大于 3m ol/ L ,p H值约为 2 ,在萃取锂之前应先将钠盐和钾盐分离析出。     

西藏龙木错湖水5℃蒸发析盐规律研究

以西藏龙木错湖水为研究对象,对其进行了5℃低温蒸发析盐实验,研究了该湖水在蒸发过程中元素的富集行为和盐类析出规律,并依据Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO24--H2O五元水盐体系相图进行了分析,为以后合理开发利用该盐湖提供了基础实验数据.同时,蒸发所得富锂溶液,可进行提锂工艺.