碳酸锂生产工艺，值得收藏！

工业生产碳酸锂可分为盐湖卤水提锂和矿石提锂两种模式。全球碳酸锂生产的主要原材料已经由矿石转变为盐湖卤水，盐湖卤水生产的锂盐产品占比超过 70%，我国当前仍然以矿石提锂为主，并且绝大部分需要依赖进口锂辉石来进行生产。

一湖一策：海外采用沉淀法盐湖提锂，我国以吸附法+膜法为主流工艺

世界上的盐湖卤水锂资源储量十分丰富，占全球锂资源总储量的七成以上，盐湖提锂具备广阔发展空间。盐湖卤水中由于自身形成原因，钙、镁元素的含量较高，严重降低了卤水原料的适宜性，去除盐湖卤水 中的钙、镁等元素，对提高锂盐产品的质量有着重要的影响。盐湖提锂主要分为沉淀法、吸附法、膜法和萃 取法等，实际生产中有着“多工艺并存”和“一湖一策”的特点：海外盐湖由于镁锂比低、资源禀赋高，摊 晒条件优越并且矿区周边电力及运输等配套设备齐全，采用沉淀法作为主流工艺，包括 SQM、Allkem（原 Orocobre）在南美 Salar de Atacama、Salar de Olaroz 等盐湖均采用该技术；与南美主力盐湖相比， 我国盐湖多数为情况复杂、开采难度较大的高镁锂比、高钠锂比盐湖，分离难度大，导致提锂过程中锂损失 率高、开发成本高、综合开采利用程度低，如西 藏盐湖扎布耶盐湖虽然镁锂比低至 0.019，但位于海拔 4400 多米的高原之上，自然环境条件较差，开采难度大，产量显著不足。近年来，我国在盐湖提锂的技术上不断突破，逐步研发出适用于不同盐湖特点的提锂工艺，以技术革新弥补盐湖品质的劣势，主流工艺为“吸附法 +膜法”。

（1）沉淀法：海外低镁锂比盐湖主要使用的提锂方法，工艺成熟、成本低。首先对卤水原料进行多段 蒸发浓缩，反应一段时间之后再向蒸发池中投入碳酸盐使其中的钙、镁等杂质生成不溶性的盐而析出。富锂 卤水过滤沉淀后向滤液中加入碳酸钠，将其中的锂离子以碳酸锂沉淀析出。该方法优势在于工艺相对成熟可靠，且主要使用太阳能等生物能源，所以其能耗成本较低。但其缺点是对锂资源原料品质和周边地形有一定要求，需要高浓度富锂原卤以减少盐田蒸发浓缩压力，同时要求镁锂比低于 8，且具备大面积铺设盐田的 地形条件。

太阳池法：可视为沉淀法的补充和延伸，成本低，仅适用于碳酸盐型盐湖。此法经盐田池冷凝蒸发后， 得到富锂卤水灌入太阳池，太阳池效应使池温升高，逐渐析出碳酸锂结晶。相比于南美主流的沉淀法，使用 太阳池法的盐湖所需的盐田建设和晒卤周期要求更低，若盐湖本身富含碳酸根，则省略了化学沉淀锂的步骤。太阳池法操作简单、成本低，但只适用于碳酸盐型盐湖卤水提锂，且要求卤水镁锂比极低。西 藏矿业控 股的扎布耶盐湖就是碳酸盐型盐湖，资源禀赋好，目前使用太阳池法实现提取锂精矿的工业化生产，但扎布 耶盐湖的资源条件世界少有，极低的镁含量、低温气候和当地自然条件都难以复 制，太阳池法有其适用的局 限性。

（2）吸附法：我国碳酸锂产能最大的技术路线之一，在高镁锂比盐湖上具有优势。使用对锂有选择性 的离子吸附剂将卤水中富集的锂离子吸附，再用高纯水将吸附剂中的锂离子洗脱，加入碳酸盐沉淀锂离子， 得到碳酸锂产品。锂离子吸附剂是关键材料，分为锰系、钛系离子筛和铝系吸附剂，其中铝系吸附剂是目前我国青海盐湖唯一大规模工业化应用的吸附剂。吸附法具有应对高镁锂比盐湖的优势，如察尔汗盐湖的镁 锂比高达 1437，适合使用吸附法，该工艺技术已逐步成熟且实现工业化、生产效率高、无环境污染。缺点 在于对工艺控制的要求高，各公司的吸附剂都基于其专有技术专门生产。另外，采用的吸附剂多为粉末状， 其流动性和渗透性都很差，且成型造粒困难，溶损严重。 

（3）膜法：一般不会用作单独提锂，需要和吸附法等前端原卤处理工艺匹配使用。膜法作为后端浓缩工段，采用分离膜材料起到浓缩和分离纯化的作用：通过膜分离技术，在一定浓度、压力、电场等驱动力场 下实现物质分离得到富含锂离子的溶液。该工艺操作简单、锂的回收率高、选择性好，对环境影响小。缺点是纳滤膜对卤水的总盐度要求较高，实际应用中还需要和其他分离方法配合，且纳滤膜的制造成本和维护 成本较高。

（4）萃取法：适用于从较高镁锂比的盐湖提锂，由于环境问题未规模化生产。溶剂萃取法的原理是 相似相溶，指将不溶于且密度不小于卤水的有机萃取剂混合接触，在溶解、分离的物理过程或化学反应作 用下将卤水中所需组分萃取转移到有机相中，再通过反萃取将所需组分从有机溶剂中萃取水相的过程。再通过蒸发浓缩、焙烧、浸取、去除杂质等工序，可获得无水氯化锂，最后加入碳酸钠即可制得碳酸锂产 品。缺点在于萃取剂容易腐蚀设备管道，成本投资高，且工作环境对人体危害较大，因此并未形成规模化 生产。环境友好型是萃取剂迭代更新以及目前行业研究的主要方向。 

（5）煅烧法：最早工业化应用于青海高镁锂比盐湖的提锂工艺，能耗高且存在环境隐患，制约工艺推广。煅烧法是以盐田蒸发浓缩提钾脱硼后的含锂卤水为原料，高温煅烧得到含锂氧化镁；加水洗涤过滤浸取锂，实现镁锂分离；用石灰乳去除残余钙、镁等杂质，将含锂溶液蒸发浓缩，再加入纯碱沉淀生产碳酸锂产品。煅烧法在生产碳酸锂的同时，又可以生产氧化镁、硼酸等产品，在一定程度上实现了盐湖资源的综合利用。煅烧工艺需消耗较大热量、能源消耗大，且副产大量稀盐酸，致使设备腐蚀严重、存在环境隐患，从而严重制约该工艺的推广应用。

（6）碳化法：该方法一般应用于生产的后端阶段。利用深度碳化使锂以可溶性碳酸氢锂形式存在，从而实现锂与杂质元素的分离。此法是将盐湖卤水中的粗碳酸锂与水混合形成料浆，再向其通入二氧化碳气 体，运用相同温度下碳酸锂在水中的溶解度要大于其他盐及不溶性杂质的原理，真空抽滤得到后分解结晶即得到碳酸锂产品。西 藏矿业使用碳化法，对太阳池浓缩所得的碳酸锂浆料进行深度碳化，从而得到精制碳 酸锂产品。由于此法对原料中的镁杂质去除效果很有限，且其中的锂离子需以碳酸盐的形态存在，所以对锂资源原料品质的要求较高。碳化法的优点是所需原料种类少，且操作步骤简单，工作周期短。