时间: 2024-07-19 15:24:15 | 作者: 球磨机设备
“锂矿石是目前国内主要锂原料来源,包括锂辉石、锂云母、透锂长石等,低碳绿色冶炼是未来锂冶炼技术发展的新趋势。”
在8月22日于江西南昌召开的2023年江西锂产业大会暨第一届碳酸锂供需策略会上,国内锂资源有突出贡献的公司赣锋锂业集团股份有限公司技术中心总经理彭爱平在《矿石冶炼提锂技术进展与趋势》的演讲报告中,作出如上表示。
8月23日,彭爱平向澎湃新闻记者进一步介绍,目前锂矿石提锂技术中,硫酸酸化焙烧法和硫酸盐焙烧法两种方法已经基本成熟。“不过,提锂技术仍有持续优化空间,例如膜技术、吸附技术、电渗析技术等先进的技术的应用。”彭爱平说。
此外,在锂矿石提锂工艺的节能减排环节,也大量了采用新型蒸发结晶器、先进脱硫脱硝工艺及锅炉、窑尾废气余热利用等工艺与装备。
据彭爱平在此次会议中介绍,美国地质调查局的报告数据显示,2022年全球锂资源量9800万吨Li当量,锂储量2600万吨Li当量,2008年后锂资源量与锂储量探明量持续增加,特别是锂资源量探明量迅速增大。
全球锂矿资源分为液体锂矿和固体锂矿,其中65%存在于液体锂矿中,36%存在于固体锂矿中。硬岩型锂矿最重要的包含锂辉石、锂云母、透锂长石、锂黏土等固体锂矿,锂辉石Li2O可达6%,原矿品位0.8%—3.25%;锂云母原矿Li2O0.3%—1.2%,精矿在2.2%—3.5%;透里长石原矿品位0.5%—1.0%,精矿Li2O含量大约3.5%,黏土矿Li2O含量一般在0.5%—1.0%。
国外锂辉石矿大多分布在在澳大利亚西部,美国的北卡罗纳州夏洛特的国王山,巴西、爱尔兰、加拿大、俄罗斯也有锂辉石矿分布,非洲刚果AVZ有一处2亿吨原矿储量的大型锂辉石矿。
国内锂辉石矿方面,四川甘孜州及阿坝地区有较大锂辉石矿。湖南平江、江西宁都、新疆可可托海有少量锂辉石矿。锂云母矿主要在中国的宜春地区,澳大利亚的锂辉石中伴有少量的锂云母矿,非洲的、尼日利亚、刚果以及西班牙西部等地也有锂云母储量,但储量不大。
目前,根据原料不同,提锂技术可分为矿石提锂与卤水提锂,矿石提锂与卤水提锂各具优势,矿石提锂技术成熟,技术通用性强,产品的质量相对较好,但成本相比来说较高;卤水提锂技术生产所带来的成本较低,但技术通用性相对较差,通常是“一湖一策”,产品的质量相对差一些。
根据彭爱平在此次大会中的介绍,锂矿石提锂技术最重要的包含火法、湿法及其它,火法包括石灰石法、硫酸盐法、硫酸酸化法、氯化物法等,湿法包括纯碱压浸法、碱溶法等。
其中,硫酸盐焙烧法采用硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙等几种或其中一种硫酸盐与锂矿石混合焙烧,将锂矿石中的锂以可溶锂析出。该方法的优点是技术通用性强,几乎能处理所有的含锂矿石,但缺点是原材料硫酸钾成本高,工艺流程长,焙烧过程温度必须严格控制。
石灰石焙烧法是含锂矿物与石灰石、氧化钙按一定质量比配比成生料浆,进入回转窑进行煅烧,发生一系列复杂的物理、化学反应,矿物中锂由难溶状态转化为可溶状态。该方法的流程简单、设备腐蚀小,原料来源广。但缺点是锂收率低,蒸发能耗大,物料流通量大。
氯化焙烧法是用氯化物和锂矿石混合焙烧,促使锂矿石中的锂以及其他有价值金属转化为氯化物,进而提取出来。该方法的优点是流程简单,锂回收率高,原料来源广且便宜。但缺点是炉气腐蚀性强,原料用量大。
据介绍,早期锂云母提锂主要是采用石灰石焙烧法,由于除杂过程复杂、废渣量大等缺点已逐渐被淘汰。目前,江西宜春地区的企业多采用硫酸盐焙烧法进行生产,初期主要是采用硫酸钾,现利用硫酸钠、硫酸钠钾等进行替代,逐步降低了生产成本。
针对锂辉石提锂,国内目前的主要方法是硫酸酸化焙烧法。据彭爱平介绍,硫酸酸化焙烧法采用浓硫酸与锂矿石酸化焙烧工艺,浓硫酸中的质子与锂矿石中的锂发生置换反应,将锂转化为可溶性锂。该方法的优点是锂收率高,工艺流程短,渣量少,能耗低。但缺点是仍需用少量硫酸,设备腐蚀性强,窑炉尾气处理成本高。
澎湃新闻也从其他一些业内人士处了解到,硫酸法处理锂辉石精矿是目前应用最为广泛的矿石提锂工艺,工艺过程易于控制,产品质量稳定可靠,该法经过多年的发展和完善,工艺已经相对成熟。该工艺在国内锂盐生产企业存在广泛应用,如天齐锂业、、雅化集团、容汇锂业等。
根据赣锋锂业和两家公司的2022年年报,两家公司的方法基本类似:对锂精矿进行高温煅烧,使α型锂辉石转变为β型锂辉石,磨细,加入硫酸酸化。反应结束后加入适量的水浸出硫酸锂,经过除杂、浓缩得到完成液,与纯碱反应生成碳酸锂。再经过除磁、搅拌、烘干得到电池级碳酸锂。
在彭爱平看来,低碳绿色冶炼是未来锂冶炼技术发展重要趋势之一。建设绿色矿山、智慧锂电园区,采用节能减排、低碳绿色制备技术势在必行。
澎湃新闻记者也从另外一些业内人士处了解到,在节能减排方面,在锂矿石冶炼过程中,升级蒸发设备、合理规划利用窑尾尾气等也是重要方向。例如锂矿石提碳酸锂工艺中,蒸汽是主要消耗能源﹐其大多数都用在蒸发、浸出、沉淀、干燥等工序﹐其中用于蒸发工序的蒸汽能耗约占蒸汽总能耗的65%—80%﹐选择高效节能的蒸发设备是关键。
又如,锂辉石转型焙烧于1050左右进行﹐窑尾尾气温度约350﹐这部分尾气含大量热量,但目前大多企业仍放弃利用。若未来将该尾气用于热水换热或干燥等工序﹐进行余热再利用﹐技术成熟、节约能源的效果显著。
此外,在大会中,彭爱平也指出,未来采用清洁能源、绿电也是锂冶炼技术发展的新趋势。目前,许多锂冶炼厂已开始采用光伏储能等绿电供电,降低碳排放,助力双碳目标。
最后,工业化与信息化深层次地融合、先进制造业与现代服务业融合,构筑信息化管控平台,是锂冶炼发展另一趋势,例如应用5G+、Ai技术、智能机器人等技术,打造智能物流 、智能仓储、智能生产等智慧工厂。