电池级碳酸锂能否实现中国造

2019-02-26      1574 次浏览

1.技术难度大。虽然我国盐湖锂储量丰富,但是大部分较分散不利于大规模开采,且镁锂比较高,加工难度较高。我国从盐湖中提取锂的技术难度要比国外大很多,这也是国内相关企业不得不从国外进口原材料的根本原因。


2.优秀人才不足。我国盐湖多在西部地区,自然环境相对于中东部地区来说较为恶劣,不利于优秀人才的引进。


3.物流成本高。在交通方面,虽然有兰新高铁、青藏铁路以及京藏高速等交通运输网,但相对于东部沿海地区物流成本仍然要高许多。


中国锂资源面临重重困难,却不能阻挡国人在研发创新上的步伐。


上世纪90年代,中科院青海盐湖研究所的科研团队不断尝试探索,经过多年攻关,在青海锂业有限公司的大力支持和协作下,完成了“高镁锂比盐湖提锂关键技术及应用”。时隔十余年,这一技术实现成果转化,不仅给企业带来了可观的经济效益,而且为青海打造千亿锂电产业基地奠定了基础。近日,中科院青海盐湖研究所“高镁锂比盐湖提锂关键技术及应用”专利技术以4000万元普通许可给青海东台吉乃尔锂资源股份有限公司和青海锂业有限公司两家公司,创下了青海省单项专利许可费的最高纪录。


扎布耶盐湖研发出盐梯度太阳池提锂和提纯技术,碳酸锂纯度可达到99.6%。相关项目于2006年正式投产后,扎布耶盐湖成为我国第一个锂产业化盐湖,科技日报评论“这标志着中国首次实现了在盐湖中提锂的工业化生产,并成为由高成本的硬岩提锂转化为低成本盐湖提锂的里程碑”。


近日,比亚迪出资2.45亿,在青海成立新公司开发盐湖锂资源。比亚迪在盐湖提锂吸附剂制备技术上取得重大突破,掌握了从盐湖卤水中提锂的锂吸附剂的制备技术,该科研突破是盐湖商业化提锂的关键。


电渗析法


通过电力驱动,使得最小的离子通过膜,剩下的离子都隔绝在膜的另一边。镁离子在膜上面的吸附、粘接,以及镁离子在膜的通过率都会影响到整个生产成本和生产周期。电渗析法需要解决的最核心问题在于隔离镁。


萃取法


碱金属离子属于硬酸,能与硬碱形成稳定的配合物。根据这一性质,利用萃取法可以达到提锂的目的。现在核心问题是萃取剂、萃取基和耐腐蚀材料等这几个方面进行研发,满足现萃取法的要求,通过萃取、反萃液,先得到高纯的氯化锂,再进行萃化,最终得到碳酸锂。


目前我国有两个不同的盐湖,针对相同类型的盐湖资源用萃取法技术提取氯化锂。


在西台的盐湖使用中国科学院的技术,目前已经完成9999的氯化锂生产线并立项,2017年动工、2018年完工,国内第一条明确提出电池级碳酸锂的生产线,是第一个提出电池级碳酸锂1万吨生产线的地方。


另外一个盐湖,有色萃取行业的专家们介入,目前建了1000吨的氯化锂生产线,纯度大约为95%左右,生产一些普通碳酸锂。


沉淀法


通过浓缩结晶或碳化来进行沉淀,纯度相对低,后续还需要辅助厂家或者是二级厂家来进行加工,满足电池材料的需求。


中国是个多盐湖的国家,但其中大部分较分散不利于大规模开采,且镁锂比较高。国外能够利用经典的沉淀法从卤水中大规模开采锂,一个重要的原因是卤水中镁锂比较低或者不含镁。经典的沉淀法不适合(西藏扎布耶盐湖等除外)从中国绝大部盐湖卤水中提锂,主要原因有:1)该法要求卤水中Li+质量浓度大于0.5g/L,而中国大部分盐湖卤水低于此值;2)该法要求卤水中Ca2+和Mg2+含量不能太高,尤其是Mg2+不能太高,而中国大部分低锂盐湖中Ca2+和Mg2+含量普遍较高;3)该法要求干旱、降雨量少、日照时间长、年蒸发量大的特殊地理条件,但中国内地的盐湖多不能满足此要求。


吸附法


无机离子吸附法是利用无机离子吸附剂对Li+有较高的选择性和特定的记忆效应的特点,实现从稀溶液中选择提锂的方法。如今吸附法的技术难度一直没有完全突破。目前吸附法主要应用于锂含量、浓度最低的一些盐湖,比如察尔汗盐湖,其镁锂比高达1800倍,原卤当中锂离子浓度只有30ppm左右。这个办法到去年年底总共也就生产了1500吨左右,现在实际上也是全世界最大的一个吸附法的生产能力。比亚迪和吸附法的厂家蓝科锂业开展新一轮的合作,2016年10月29日动工年产3万吨电池级碳酸锂生产线。

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