碳酸鋰是鋰化合物中非常重要的鋰鹽,是制備高純鋰化合物和鋰合金的主要原料,在玻璃和陶瓷制造、醫藥、有色金屬冶煉、鋰電池電極材料等領域具有廣闊的應用前景。目前,生產碳酸鋰原料主要有鋰輝石、鹽湖鹵水、海水等,因生產原料不同,生產工藝也有所不同。 一、國內外碳酸鋰研究現狀及產業鏈碳酸鋰用途廣泛,在電池、潤滑劑、陶瓷、玻璃、冶煉等重要工業領域都是不可或缺原料。長期以來,由于存在技術和資源兩大壁壘,全球碳酸鋰行業處于寡頭壟斷格局中,三大巨頭智利SQM、美國FMC和德國Chemtall合計年產能逾8萬噸,占全球市場80%的份額,中國高純度碳酸鋰也多依賴進口。碳酸鋰的提取工藝分為礦石提取和鹽湖鹵水提取兩大類。礦石提取工藝成熟,但耗能高、污染重、成本高;鹽湖鹵水提鋰的優勢在于,碳酸鋰含量高和成本低,但技術難度高,尤其是電池級碳酸鋰的提純。目前國內生產還是以礦石提鋰為主,青海鹽湖工業股份有限公司在鹵水提鋰工藝處于一定地位。 二、碳酸鋰制備工藝 鋰輝石為原料制取碳酸鋰工藝以鋰輝石為原料,制取碳酸鋰工藝主要有硫酸法、鋰輝石與硫酸鹽混合燒結法、碳酸鈉加壓浸出法、氯化焙燒法、石灰石焙燒法等。 1、硫酸法硫酸法是工業上制取碳酸鋰比較成熟的生產工藝。工藝過程是硫酸與β-鋰輝石在250~300℃下發生置換反應,生成Li2SO4。再用石灰調pH至11,加碳酸鈉除鈣、鎂、鐵、鋁等雜質。清液蒸發成含20%左右Li2SO4的凈化液,加入碳酸鈉沉淀成碳酸鋰。離心脫水,濾餅烘干,得到碳酸鋰產品。 2、鋰輝石與硫酸鹽混合燒結法鋰輝石與硫酸鹽混合燒結法主要工藝過程是將鋰輝石精礦與K2SO4(或CaSO4或兩者混合物)在一定溫度下混合燒結,經一系列物理、化學反應后,所配入的硫酸鹽中的金屬元素將礦石中鋰置換生成可溶性的硫酸鹽,主要雜質則生成難溶于水的化合物,然后將燒結后的熟料浸出分離,鋰離子進入溶液,經凈化、濃縮、沉淀后得到碳酸鋰產品。 |