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电池知识

锂电池中的锂从哪里来,锂矿如何开采?

来源:宝鄂实业    2019-05-16 20:33    点击量:
随着电动车、储能技术进一步发达,对锂的需求一定越来越大。很好奇现代工业里的锂一般是在哪里开采,如何开采的
世界上锂的分布主要分布在亚洲和南美洲,锂矿以两种形式存在,一种是锂矿石如锂辉石,主要分布在澳大利亚,控制权归属于talison,talison目前被国内上市公司天齐锂业收购。另一种是盐湖锂矿,也就是盐湖卤水,从卤水中提取锂。目前全球锂资源供应格局呈现出高度垄断的特点,全球有四大锂资源供应厂商,sqm、rockwood和fmc均是从卤水中提取锂的厂商,占据了全球锂资源供应量的35%左右。talison则是精锂矿石供应厂商。
另外需要说明的是,锂电池目前的消耗品主要是碳酸锂而非锂金属。
矿石提锂制备碳酸锂主要的工艺是硫酸法,生产硫酸锂再制备碳酸锂。
盐湖提锂制备碳酸锂也主要是沉淀法,去除杂质后加入大量纯碱也就是碳酸钠沉淀制备碳酸锂。
希望回答了你的问题。

锂在自然界中主要存在于锂矿石盐湖锂锂云母中。

具体来说,锂资源主要分为卤水锂资源及矿石锂资源。卤水锂资源主要为氯化物、碳酸盐 就硫酸盐三种形式。矿石锂为锂辉石及锂云母两种形式

锂资源的种类以及全球分布

从全球来看,锂资源产量主要集中在澳洲、智利、阿根廷和中国, 4国占比达95%。我们国家的锂资源是非常丰富的,仅排在智利后面,占到了全球18%的储量。

虽然我们国家的锂资源非常丰富,但我国锂产量却少的可怜,只有区区的7%,有70%都是从国外进口的。我们明明坐拥这么多锂资源,却依赖进口,这是为什么呢,这就要详细分析一下我国锂资源的分布情况了。

我国锂资源分布情况

中国锂资源主要有盐湖、锂辉石和锂云母三种,其中盐湖锂占比83%,主要分 布在青海和西藏;锂辉石占比15%,主要分布在四川;锂云母占比2%,主要分布在 江西。

我国锂资源分布

盐湖锂浓度和镁锂比是衡量盐湖品质的重要指标,浓度高、镁锂比低更有利于 锂盐提取;国内盐湖镁锂比普遍较高(除扎布耶外),尤其是察尔汗盐湖。可以看到,我国大部分的锂都是在盐湖中,占到了80%左右,而这些盐湖又绝大部分分布在青海、西藏这些生态非常脆弱的地方,所以开采起来难度非常大。

我国盐湖锂分布

先看看这两个地方主要盐湖的情况:

可以看到,在西藏的盐湖储量很丰富,锂离子的浓度也很高,而且镁锂比低,这种先天的优势使得那边的卤水只要通过蒸发就可以得到碳酸锂,非常方便,但同时也有个致命的缺点,那就是当地恶劣的自然环境和落后的基建设施。像扎布耶盐湖,海拔超过4600米,会让人产生强烈的高原反应,而且去那的交通又极其不便,需要坐飞机到日喀则或者阿里,然后再驾车10小时以上才能到达。 

这也是为什么在西藏盐湖提锂虽然技术已经很成熟,但生产效率却一直低下,很难实现大规模生产的原因。 

从自然条件来看,青海却比西藏好多了,海拔只有2000多米,交通也方便多了。但青海的盐湖锂离子浓度低,镁锂比又很高,这在技术上一直是个难题。因为锂和镁的化学性质很相近,难以分离,而且镁锂比越高难度越大。 

我国锂矿企业分布

西藏盐湖多处于自然条件恶劣地区,受天气、能源、交通等因素影响,产能利 用率长期处于较低水平,难以提升;青海盐湖提锂技术上有突破,企业纷纷规划碳 酸锂产能,但实际量产有限。中国目前工艺技术较为成熟且实现量产的主要为青海锂业和蓝科锂业, 目前各拥有1万吨/年碳酸锂产能。

我国锂资源企业分布大致如下图所示。

由于青海地区的盐湖锂离子浓度低,镁锂比高,技术上提锂一直是个难题,主要开发青海察尔汗盐湖的蓝科锂业通过引进俄罗斯离子吸附技术,终于在2014年实现了量产。中信国安在2006年采用煅烧法提锂,但由于环境污染严重被叫停,后来恒信融成立,通过购买中信国安的卤水使用纳滤膜法提锂。这是目前青海湖提锂可行的两种方法。

主要企业的提锂技术

采用不同的提取方法,成本自然也会不同。西藏矿业通过卤水蒸发的沉淀法已经成熟,且成本最低,大概是2万/吨,国外盐湖提锂的标杆企业智利矿业化工(SQM)也用的这一方法,成本是1.5-2万/吨;青海湖的蓝科锂业的成本大概在3.5万/吨,恒信融的膜法也要6万/吨。和盐湖提锂相比,锂辉石提锂的成本很高,一般都在5-6万/吨,锂云母提锂就更贵了,估计在6万/吨以上。 成本优势再加上资源优势,使得未来盐湖提锂产量的提升空间是非常大的: 

所以总结起来,提锂最便宜的还要靠盐湖,不是大家想象中的锂矿,我们国家盐湖锂资源丰富是丰富,但是提起来有点困难。