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鋰資源主要來源于鹽湖鹵水與含鋰礦石，其中鹽湖鹵水中鋰占全球陸上總儲量的72.3%，且目前從鹽湖鹵水中生產的鋰占鋰總產量的60%以上。從礦石中提取鋰需要高溫分解過程，能耗較高，提鋰后產生的大量酸性或堿性固體廢渣會對環(huán)境造成嚴重的污染。相比而言，鹽湖鹵水中鋰的賦存形式簡單，便于富集濃縮，且鹽湖提鋰工藝流程短、能耗低、設備投入小、環(huán)境友好，具有明顯的優(yōu)勢，因而該工藝已成為世界生產鋰鹽的主要途徑，也是我國將來鋰資源開發(fā)的重要方向。

鹽湖

我國西藏的扎布耶鹽湖是世界上唯一的富鋰低鎂的碳酸鹽型鹽湖，Mg/Li比接近零，鋰提取工藝相對簡單，一般采用太陽池蒸發(fā)技術直接沉淀碳酸鋰。而硫酸鹽型和氯化物型鹽湖鹵水的含鎂量相差較大，一般按鹵水中鎂和鋰的質量比把鹽湖分為高鎂鹽湖(Mg /Li＞20)和低鎂鹽湖(Mg / Li＜20)，鎂鋰比越高，提鋰難度越大。

一、蒸發(fā)濃縮沉淀法

沉淀法的原理是利用太陽能將鹽湖鹵水自然蒸發(fā)濃縮，經脫硼、除鈣、除鎂去除雜質后，在母液中加入混合物沉淀劑或鹽析劑使鋰以沉淀物的形式分離。該工藝應用早，非常成熟，操作簡單、可靠性高，但該方法對堿土金屬離子濃度高和鋰離子濃度低的鹵水適應性較差。

1.碳酸鈉沉淀

將低鎂鋰比非碳酸型鹽湖鹵水蒸發(fā)濃縮并除雜，而后加入碳酸鈉經沉淀得到碳酸鋰產品，美國西爾斯湖、銀峰鋰礦加工進口的低鎂鹽湖鹵水及智利Atacama鹽湖都采用該法進行碳酸鋰工業(yè)化生產。

但該法生產周期長，堿耗量大，只適用于低鎂鋰比鹽湖鹵水。

以智利Atacama鹽湖為代表的碳酸鈉沉淀法工藝流程

2、硼鎂、硼鋰共沉淀

此法適用于更高Mg/Li比的鹽湖鹵水，向鹽田蒸發(fā)濃縮析出鉀、鎂混鹽后的鹵水中加入堿性沉淀劑，在堿性環(huán)境使硼、鎂形成硼鎂復鹽或碳酸鹽共沉淀實現(xiàn)與鋰分離，向母液中加入NaOH進行深度除鎂后再用Na₂CO₃沉淀Li₂CO₃?；蛘呦驖饪s液中加入酸性沉淀劑，形成硼鋰共沉淀實現(xiàn)與鎂分離，再深度除鎂制備碳酸鋰。

這兩種方法均適用于我國青海地區(qū)高鎂鋰比鹽湖鹵水，分離工序簡單、效率高，Li⁺的回收率在80%以上。但硼、鎂共沉淀法所得沉淀物多為膠體，數(shù)量大，過濾困難，致使鋰的損失率達15%～20%，硼的利用難度大。

二、煅燒浸取法

煅燒浸取法適用于我國青海硫酸型鹽湖的提鋰，將鹵水蒸干得到含Mg、Li、K、Na的混鹽，煅燒水浸后得到鋰和一價離子鹽溶液，向浸出液中分別加入石灰乳、純堿，沉淀得到碳酸鋰，鋰的收率為90%左右。

煅燒浸取法蒸發(fā)水量大，噴霧干燥和高溫煅燒能耗高，產生的氯化氫氣體對設備腐蝕嚴重。

煅燒浸取法工藝流程

三、溶劑萃取法

溶劑萃取技術具有效率高、連續(xù)性強、操作簡單、固定成本投入小等優(yōu)點，在高鎂鹽湖鹵水提鋰應用方面得到了快速發(fā)展。從鹵水中萃取鋰的體系有單一萃取體系和協(xié)同萃取體系兩類。

將鹽湖鹵水經鹽田日曬，得到的濃縮鹵水經酸化后進入萃取槽，采用TBP(磷酸三丁酯)為萃取劑，HCl為反萃取劑,FeCl₃為絡合劑，經多級逆流萃取洗滌、反萃取、洗酸等階段，得到的反萃取液經成品工序的蒸發(fā)濃縮、焙燒、浸取、去除雜質,再蒸發(fā)濃縮、純堿沉淀制取Li₂CO₃產品。

此法最大的優(yōu)點是適合從高鎂鋰比鹽湖鹵水中提取碳酸鋰，但是在萃取工藝中需要處理的鹵水量大、對設備的腐蝕性較大，對設備材質的要求較高。

溶劑萃取法工藝流程

四、膜分離法

電滲析和納濾膜分離作為兩項新型環(huán)保型技術得到了快速發(fā)展并應用于鹽湖鹵水提鋰中。

將鹽田日曬得到的含鋰濃縮鹵水經過一級或多級電滲析器，利用一價選擇性離子交換膜進行循環(huán)工藝濃縮鋰，加入純堿沉淀碳酸鋰，提鋰母液可循環(huán)利用。而納濾膜能夠選擇性透過一價離子并截留二價離子，特別適用于高鎂鹽湖鹵水鋰/鎂分離。

納濾膜分離

雖然膜分離提鋰技術步驟簡單、試劑耗量低、清潔無污染，但膜成本較高，膜中毒問題以及使用壽命短的問題都亟待解決。

五、離子交換與吸附法

離子交換與吸附法是采用高選擇性的吸附劑吸附鹵水中的Li⁺，洗脫后經過除雜純化、濃縮、沉淀等工序得到鋰產品。該方法具有工藝簡單、能耗較低、選擇性好、收率高、對環(huán)境污染小等優(yōu)點。

通常選用的吸附劑有鋁基吸附劑、離子篩型氧化物吸附劑和層狀吸附劑等，其中鋁基吸附劑已應用于工業(yè)化生產。

雖然吸附法提取碳酸鋰的生產工藝比較簡單，能耗較低，但是采用的吸附劑多為粉末狀，其流動性、滲透性較差，溶損率也相當大，只有解決造粒和溶損問題才可能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產。

離子交換與吸附法工藝流程

六、鹽析法

鹽析法是將鹽湖鹵水濃縮后得到飽和鹽溶液，向溶液中加入鹽析劑，使雜質結晶析出，達到分離鋰的目的。

鹽析法較傳統(tǒng)沉淀法成本較低，具有一定的技術可行性，但是工藝過程需在封閉條件下進行，對設備的耐腐蝕性要求高，因為析出固體夾帶鋰，所以鋰的回收率較低，該技術還不足以應用于實際。

七、碳化法

碳化法是針對低鎂的碳酸型鹽湖開發(fā)的工藝，利用碳酸鋰、CO₂和水反應生成溶解度更大的碳酸氫鋰，將Li⁺與其他雜質分離。

總結

我國的鋰資源絕大多數(shù)存在于鹽湖鹵水中，但由于鹵水成分復雜、鎂鋰比較高，目前提鋰工藝仍以固體型鋰礦提鋰為主，鹽湖鹵水提鋰工藝仍需一步研究開發(fā)。