解密中国四大盐湖、碳酸锂五大提炼技术路线(3)

2018年蓝科锂业工艺改良,膜法镁锂分离工艺替代阳离子树脂脱镁工艺。单塔洗淋后的合格液(镁锂比例为500:1)提供给启迪水务,通过启迪水务膜 法工艺,经过启迪水务提纯后的浓缩液(镁锂比例为3:400)交由蓝科锂业盐田晾晒后生产碳酸锂产品。

目前,蓝科锂业新增2万吨电池级碳酸锂产能,规划总投资为32亿元,实际投资可能20多亿。蓝科锂业单吨碳酸锂完全成本约4万(2.33亿/8000吨),经过技改成本有所下降,制造成本与青海锂业相近。

膜法

膜法主要是电渗析法和纳滤膜分离法。

电渗析膜分离技术已在柴达木盆地东台盐湖进行工业化生产,该技术用于分离镁锂重量比1:1-200:1的盐湖卤水,经过一级或多级电渗析器,利用一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性 交换膜进行循环(连续式、连续部分循环式或批量循环式)工艺浓缩锂,加入纯碱沉淀出碳酸锂,产生的母液可循环利用。该方法适用于相对高镁高锂的卤水中解决锂与镁和其他离子的分离。但其工艺要求是相对淡卤水一般含盐量低于100克/升的原料,否则会造成分离效果不好,成本大幅度升高,该工艺特点是设置简单,操作方便,不污染环境,但分离效率不高,滤膜使用周期较短。

电渗析法将含镁锂盐湖卤水或盐田日晒浓缩老卤通过一级或多级电渗析器,利用一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性离子交换膜进行循环工艺浓缩锂,加入纯碱沉淀出碳酸锂,产生的母液可循环利用。

采用电渗析法+纳滤膜的东台锂资源公司+青海锂业(东台吉乃尔盐湖)。

东台盐湖是青海盐湖中锂浓度最高的一个盐湖,可开采储量核定244万吨LCE,卤水锂浓度平均超过0.4g/L,钾超过10克/升,支持每年生产4万吨碳酸锂的持续可开采规模。

锂资源公司规划2万吨产能,第一条产线(1万吨)在2018年投产。第二条1万吨产线预计2020年之前开始,第三条1万吨产线2020年之后。东台盐湖未来提锂提升空间主要来自锂资源公司。

公司购买盐湖所的离子膜交换技术,在电渗析法的基础上使用纳滤膜,主要是靠阴阳电极把锂离子和氯离子分离出来离子膜交换技术(从5g/L到15g/L),得到氯化锂溶液,后端再单独除杂浓缩到30g/L,最后沉淀法,生产出电池级碳酸锂。

一期1万吨碳酸锂工厂,投资成本约4亿元。外围电厂等配套投入较高,碳酸锂工厂本身需投资2.78亿左右。膜损耗率为5%/年左右。

纳滤膜分离法

膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征。其中,纳滤膜分离技术是近年来国内外开发研究较多的一种新型膜分离技术。

用纳滤膜+反渗透膜技术的主要是恒信融。

公司从事西台吉乃尔盐湖锂资源的开发利用,老卤购自中信国安,价格随季节性波动。

2017年11月9日,公司年产2万吨电池级碳酸锂正式建成投产,主要产品为工业级碳酸锂(99.2%),目前已经有能力提取电池级碳酸锂,但杂质问题还有待进一步解决,后端会加工艺段处理杂质,电池级产品会慢慢上来,主要考量加工成本和时间成本的问题。未来可能继续提产。目前产量是20吨/天,预计很快能达产。明年可能干到3万吨或更多。目前产量是20吨/天,预计很快能达产,未来产量可达3万吨以上。

除此之外,还有五矿盐湖(一里坪盐湖)。

一里坪盐湖的面积约为422.7平方公里,位于柴达木盆地中部,属于干盐湖类型。矿物资源包括卤水资源和固体盐类资源,主要是卤水资源,卤水资源为晶间卤水,没有湖表卤水,固体盐类矿物资源有石盐、芒硝、石膏、白钠镁矾和钾盐等。目前已探明资源储量含有氯化锂179.95万吨,氧化硼91.8万吨,氯 化钾1680.5万吨,氯化镁4714.1万吨,氯化钠29.77亿吨。一里坪盐湖镁锂比高达100:1,属于高镁锂比超难开发型卤水。

公司前期项目产品方案及规模为年产1万吨碳酸锂、30万吨氯 化钾、1万吨硼 酸及配套纯碱项目,盐田39.5平方千米。目前已经完成盐田建设,正在生产碳酸锂。

公司基于德国弗莱贝格工业大学“多级锂离子浓缩”专利技术,联合中科院盐湖所开发出了克服高镁锂比的提锂新方法。盐湖镁锂比高,采用纳滤膜 法,通过膜直接分离掉镁,分离后锂浓度可达2-5g/L。中试已经通过纳滤膜把镁锂分离。项目总投资46亿元。

不过,盐湖提锂未来实际放量仍需持续观察,还有一些变量可能会影响到未来的发展:

首先,是老卤供应能力决定青海盐湖供应天花板。

老卤制备普遍需要8到10个月左右周期。目前,青海开展盐湖提锂的企业,往往都是化工企业,其本身具备盐湖提钾,制取钾肥的产能。所以提锂往往是在提钾工序之后。提锂原材料,往往是在化工业务提钾后的老卤(故成本低也与原材料不计价或者计价较低有直接关系)。满足提钾的浓缩后的卤水,需要经过8~10个月的时间在晾晒池中制备。

考虑实现整体项目经济性,钾与锂的制取产能的配比在30:1左右。综合考虑整体项目经济效益,目前青海盐湖企业在考量碳酸锂项目产能时,往往会考虑到资源禀赋,钾肥、碳酸锂价格展望等因素,一般制取产能配比在30:1做,其实变相的约束了盐湖生产碳酸锂的天花板。根据测算,目前青海盐湖老卤可支持的锂盐总产能在12~15万吨LCE左右。

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【责任编辑:赵卓然】
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