全方位剖析提锂技术

发布者:刘德桃发布时间:2023-09-15浏览次数:10

全方位剖析提锂技术

01四种提锂技术
目前有4种提锂技术分别是锂辉石提锂云母提锂粘土提锂以及卤水提锂其中前三个已经工业化而黏土提锂预计到2023-2024年可以实现产业化

02盐湖提锂技术路线


盐湖提锂根据不同的卤水会使用完全不同的工艺路线仅以我国盐湖来看青海和西藏盐湖使用的技术路线就不同国外盐湖由于锂含量不一样也会使用不同的方法

1摊晒法国外如智利就使用较为传统的方法因为其卤水锂含量高镁含量杂质少提取简单所以使用传统经典的摊晒国内西藏扎布耶盐湖也是采用的晒卤方法

2吸附法吸附法技术已经逐步成熟且实现工业化尤其是在镁锂比比较高的情况下优势很大查尔汗盐湖镁锂比超过100:1就适合用吸附法青海的蓝科锂业使用的也是吸附法近期中国宝武入住西藏扎布耶后也计划改用吸附法

3电渗析法主要在东台盐湖用

4膜法在西台盐湖用

5萃取法大华使用的比较多

目前这些技术路线在中国都已经实现产业化了未来通过不断技术进步吸附法竞争力会强一些因为吸附法的优点是通过收率的提升吸附剂的效率更高动力学更快成本会低且提锂收率高这个是未来主要的研究方向

03四种提锂方式的对比
不同提锂方式生产出来的锂盐是没有差别的矿石和卤水提锂只是某些杂质指标不一样像矿石提锂如赣锋锂业硫酸指标高卤水提锂卤离子高但是品质都是可以通过加工序提纯实现品质一致性如碳酸锂通过深度碳化提纯氢氧化锂也是可以通过重结晶工序的增加和成本的提升来提高产品质量不会因为方法差异导致锂的质量的差异

1矿石提锂矿石法目前比较成熟以前新疆锂盐厂采用石灰石缺点在于1:3的石灰石比例煅烧整体收益会比较低现在主流方法是硫酸法矿石提锂的主要成本在于原材料的采购直接加工成本其实是比卤水低的

2卤水提锂卤水总体成本还是偏低因卤水是自有的而矿石都是上游采购的但分开来看加工成本较高所以加工成本基本上就是完全成本而且通过加一道工序将产品做到高品质的技术目前也不是问题国内很多企业可以做到

3云母提锂云母提锂是江西锂盐厂的技术以前锂云母4.4~4.5品味比较高所以可以使用石灰石法通过1:3的石灰石进行煅烧现在矿品位下降锂云母品位是2.2左右所以石灰石法不合适普遍用硫酸盐法锂云母+硫酸钠+硫酸钙+少量硫酸钾进行煅烧目前做的还是比较好的 

4黏土提锂目前尚未产业化原则上有三种方法硫酸法杂质含量比较高对环境的影响会比较大一点硫酸盐法和云母提锂方式类似锂的浸出率95%左右和压煮法收率比较高但成本较高

04国内盐湖和云母提锂扩产的难度在哪


盐湖提锂全球来看国外盐湖品质较好尤其是智利盐湖锂含量1000多毫克/升镁锂比1:3而国内来看卤水品位比较低原卤里30-50mg的锂含量这就导致了投资扩建的成本会很高建一个1万吨的装置可能要5-8亿的资金然后我国盐湖的浓度较低品位也较低使得国内扩建也会受资源限制比较多受制于有效卤水的量就很难做出大的规模出来

但是中国提锂的技术非常先进各种技术手段像吸附法膜法电渗析法萃取法都是中国最先进其他国家要向中国学习而且国内企业如果去国外盐湖建厂总的国外建设成本其实较高如阿根廷场地建设都是国内买设备甚至光伏发电设备都是国内买发到阿根廷但是资源如天然气比国内便宜其他成本不太好比较如果辅料都是国内购买会增加运费和报关费用成本也可能高一点

云母提锂国内云母的原矿的品位都比较低能达到0.8%以上的矿特别少如果降低标准到0.3%和0.4%虽然矿比较多但是收益率较低有的用的都是2.2的氧化锂矿来生产碳酸锂和氢氧化锂所以云母提锂的产量会受到品位这方面的限制如果用0.4的品味的矿8吨原矿做1吨精矿25吨精矿产1吨碳酸锂综合下来200吨精矿产一吨碳酸锂显然品味越低会导致生产难度越大

05环保对提锂方式的影响


ESG实施整个对行业影响会很大我国也是提出了碳达峰碳中和的目标使得提锂方式都需要做出一些改变要进行节能降低水资源的利用像赣锋就有一个水回收项目要回收100多万吨水同时对节能环保也有一个发展力度比如用光伏发电不用火力发电具体看3种提锂方式

1盐湖提锂目前有一定的限制但是相较而言影响较轻盐田建设本来就会考虑卤水中元素的综合利用像智利卤水开发是先提钾再提锂比如使用吸附剂法吸附完以后是排放到盐田中的没有增加有机物也没有增加其他杂质所以对盐田没有影响从环保角度来看是没有影响的

2云母提锂受到影响较大因为云母中含有氟需要加固氟工艺否则氟的释放会污染环境同时因为云母提锂目前是用硫酸法所以废渣中含有钠钙等对于使用这些废渣的水泥行业也是不利的而且废渣量也逐渐增多水泥行业消化能力有限剩下的矿渣仍然需要处理

3矿石提锂废渣中没有云母提锂那么多的杂质只有氢在里面但是在能耗天然气和煤气尾气排放水排放方面有些影响

06锂资源持续供不应求需求方从今年下半年正极材料尤其是磷酸铁锂扩产速度来看锂盐需求量增大供不应求的情况会继续维持甚至到2030以前还没看到特别大的供给会导致供过于求的情况出现目前情况非常有利于锂盐的发展价格也有望维持在10-12万元/吨的区间

供给方国外澳大利亚银河泰利森和皮尔巴拉等能进行稳定的供货未来不排除他们会在2-3年逐渐释放产能同时非洲马里刚果和巴西等在2023年也有望开始释放锂辉石像刚果金AVZ储量特别大原矿超过2亿吨未来总体锂供应量会加大但是跟需求相比还是很难平衡

07固态电池和钠离子电池对锂的影响固态电池固态电池的发展对锂资源是正面影响纯固态电池商业化的周期还比较久可能要到2028-2030年才能出现但混合固态电池通过金属锂和减少电解液可以增加能量密度加强安全性能等来改善电池的性能

同时由于混合固态电池的负极是用金属锂正极变化不大电解质使用固体电解质而固体电解质一般是氧化或者是硫化类的固体电解质所以它的锂的含量会更多

钠离子电池钠离子电池的发展对锂的需求有一定程度的抑制但是从目前整体看钠离子电池不适合所有的应用场景在储能或者两轮车可以用但是在很多其他领域就有一定的局限性比如手机从原本一天只需要充一次电提升到半天就要充电了用户体验感就可能会下降

另外钠离子电池需要大规模推广才能降低成本而且考虑到整体的系统成本以锂电池系统为例电池成本只占60%剩下40%是管理系统成本由于钠离子电池能量密度较低需要的管理成本更高所以总成本依旧不低

08电池回收业务瓶颈在拆解


随着价格上涨无论是磷酸铁锂电池还是三元电池回收价值均得到了大幅的提升目前最大的限制是拆解电池回收主要包括2种主要的方法

火法将废弃电池在炉子里煅烧成铁锭再通过酸融回收金属但是这个方法锂很难回收因为在煅烧过程中锂会挥发掉国外像比利时优美科主要采用该办法

拆解法国内的主流方法将废弃电池拆解后去掉壳电芯通过窑炉煅烧后再磨把铜铝分开正极材料通过酸溶回收镍

离心萃取-反萃分离纯化提取锂的方法该方法采用离心萃取机作为核心萃取设备和含有复合萃取剂的萃取体系在高ph条件下对含锂溶液进行萃取实现了锂的高效萃取并与大量的杂质元素nak和b等分离;然后通过多级连续逆流过程进行反萃实现了锂的高效回收该工艺处理量大溶剂循环使用锂的总收率高;同时工艺流程简短设备简单投资小易于产业化应用



作者:碳中和长工
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