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2017福建省新型电池产业技术创新战略联盟年会读书报告===周园研究员所发表的题为“锂资源的加工与利用”的演讲
作者: 佚名 发布日期: 2017-12-10 8:58:09 浏览次数: 460

2017福建省新型电池产业技术创新战略联盟年会读书报告2

彭建明

2017.11.20.

20171111日至12日我有幸参加了在福建省三明市梅园国际大酒店召开的第二十三次鼓岭科学会议暨2017福建省新型电池产业技术创新战略联盟年会。此次会议由福建省科学技术厅和三明市人民政府主办,三明市科学技术局、福建省新型电池产业技术创新战略联盟和福建省电池技术协会承办。此次大会的演讲嘉宾都是来自于中国大陆、中国台湾以及韩国相关领域的知名教授和专家学者,参会人员主要来自于福建省内高校和相关企业。

因为之前对锂资源的加工与利用并不是很了解,所以在众多知名教授和专家学者的演讲中,来自中科院青海盐湖所的周园研究员所发表的题为锂资源的加工与利用的演讲。通过聆听周园研究员的此次演讲,我对锂资源有了系统而全面的认识。主要分为两大方面,其一是世界锂资源分布与开发现状,其二是锂资源提取利用技术及其进展。

当今社会对锂产品的需求越来越强劲,主要体现在新能源汽车上,当然锂产品也能在其他领域发挥不可替代的作用。比如,6Li是可控热核聚变反应的重要材料,7Li是钍基核反应堆必须的基础材料等。锂产品的持续供应取决于锂资源的储备,只有当锂资源的储备充足时,锂产品才能持续供应,相关产业才能持续向前发展。

锂资源的储备形态有液体矿和固体矿。液体矿包括盐湖卤水、地下卤水和地热水型,固体矿包括伟晶岩、白云母型、石英脉型和沉积泥。目前最有工业开发价值的是盐湖型,其次是伟晶岩型。在世界锂资源分布上,全球锂资源是丰富的,但分布相对集中,主要集中在南美洲、澳大利亚和我国,占全球已探明的锂资源量(约为3950万吨)的90%。盐湖型锂资源作为目前最有工业开发价值的锂资源在以上集中地区分布广泛。南美洲储量较大的盐湖主要有玻利维亚的乌尤尼盐湖、智利的阿塔卡玛盐湖和阿根廷的翁布勒姆埃尔托盐湖,这三大盐湖供应了全球50%的锂产品。其中智利锂产量约占全球的35%。中国的西藏扎布耶盐湖和青海察尔汗盐湖都是世界著名的盐湖卤水型锂矿。其中,扎布耶盐湖是全球镁锂比最低的优质碳酸盐型盐湖锂矿,察尔汗盐湖是继南美的乌尤尼盐湖之后的全球第二大干盐湖。

盐湖型锂矿怎么形成的?科学研究发现盐湖卤水型锂矿是封闭的内陆湖亿万年来对富锂岩石长期冲刷,其中的Li溶解在水中。湖水蒸发后逐渐形成卤水型锂矿。主要分布在北纬30-40度、南纬20-30度干旱气候区的封闭盆地内。因为地理的差异,不同地区的锂资源又有不同的特点。南美盐湖大多属于海水型硫酸镁亚型,有用成分多、储量大、锂钾浓度高,大多为干盐湖或季节性干盐湖。

中国锂资源的特点:首先是资源分布相对集中,在青海、西藏和四川的锂资源储量之和约占全国的85%;其次是类型多样。青海的一里坪、东台吉乃尔和西台吉乃尔为硫酸盐型卤水,西藏的扎布耶为碳酸盐型卤水,四川的甲基卡、马尔康和新疆的可可托海等矿床为花岗伟晶岩型的锂铍矿或锂铍铌钽矿,江西宜春为花岗岩型铌钽锂云母矿。中国锂资源的另一特点是锂资源均为多组分的综合性矿床,盐湖卤水中主要组分是钾、镁、钠,伴生的除了锂外,还有硼、铷、铯等有用组分。硬岩型锂矿中的铌、钽、铷、铯、铍等组分也都具有重要应用领域。

锂资源组分复杂多样的特点决定了锂产品的获得和应用必须通过相关的提取工艺和技术。现阶段的提取工艺有:硫酸法制取碳酸锂,锂辉石与硫酸盐混合烧结法制取碳酸锂,氯化焙烧法制取碳酸锂等。每一种提取工艺都十分复杂。根据不同的锂资源类型及特点,锂资源的提取工艺各不相同。全球盐湖卤水锂矿的地理环境使得卤水中锂能够在这一封闭系统中自然富集浓缩。

在盐湖卤水提锂工艺中,通常先将原始卤水进一步蒸发浓缩,再采用适当的分离技术对浓缩卤水中锂进行分离、提取等操作,最终制备碳酸锂。从浓缩卤水中分离锂的工艺主要有太阳池升温沉锂法、沉淀法、煅烧法、吸附法和溶剂萃取法等。适用于不同的卤水,从实际应用情况来看,太阳池升温沉锂法适用于高锂、镁锂比值低的碳酸盐型卤水。该方法的工艺简单、能耗小、成本低,但是耗碱量较大、效率低,主要是利用太阳池自然蒸发卤水可获得沉淀;沉淀法较为适用于中低镁锂比值的卤水,是一种选择性提取锂的方法,工艺耗能较高、回收率低;煅烧法适用于高镁锂比的卤水。该方法能综合利用盐湖资源,但是能耗高、设备易被腐蚀。煅烧卤水可生成MgOHClLiCl等。吸附法具有应用于锂浓度较低且镁锂比值较高的卤水的潜力。该方法工艺简单、回收率高、能耗较低,但是粉末状的吸附剂会流失和溶解。主要利用吸附剂对锂的选择性吸附。不同的企业会根据自身特点选择适合自己的方法,例如中信国安采用煅烧法、兴华锂业和锦泰锂业采用萃取法、蓝科锂业采用吸附法。

听了周园研究员的演讲,我对之前不太熟悉的锂资源有了较为系统而全面的认识,并且认识到锂离子电池和新能源的高速发展与锂资源的加工和利用有十分紧密的关系。锂资源加工技术的成熟是锂离子电池和新能源持续发展的基础。反过来,锂离子电池和新能源的持续发展又促进了锂资源加工技术的进一步成熟。所以没有一个研究领域是孤立的,一个研究领域的发展必将影响其他研究领域的发展,同时也受其他研究领域发展的影响。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

以上内容根据发言现场记录,未经发言人员的修改和审阅。

 

 
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