鋰云母生產(chǎn)高純碳酸鋰技術(shù)產(chǎn)業(yè)化可研報(bào)告-文庫(kù)吧資料
2025-08-08 22:26本頁(yè)面
【正文】 打算?！ ≡谡叩挠辛ν苿?dòng)下，大量資本正快速進(jìn)入鋰電池上下游產(chǎn)業(yè)?！ “拇罄麃嗐y河資源擁有全球第二大鋰輝石礦——— 凱特琳礦山，其去年在張家港投資的全資子公司銀河鋰業(yè)，負(fù)責(zé)將鋰輝石加工為電池級(jí)碳酸鋰。以碳酸鋰為例，其中電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)能只占1/3?！ 〔牧瞎┎粦?yīng)求 。乘用車(chē)需求超過(guò)1200萬(wàn)輛。目前鋰離子電池在電動(dòng)工具領(lǐng)域滲透率約為70%，接下來(lái)其取代鉛酸和鎳氫電池的領(lǐng)域?qū)⒁来问请妱?dòng)自行車(chē)電池、UPS、電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)儲(chǔ)能。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，鋰離子電池幾乎完全取代了后兩者?！ ′囯x子電池替代鉛酸和鎳氫電池已是必然趨勢(shì)。3月1日，工業(yè)和信息化部公式了被業(yè)內(nèi)稱(chēng)為史上最高“門(mén)檻”的《鉛酸電池行業(yè)準(zhǔn)入條件征求意見(jiàn)稿》，鉛酸電池行業(yè)將面臨徹底洗牌。 政策積極引導(dǎo) 隨著鉛酸蓄電池行業(yè)整合力度加大，鋰離子電池行業(yè)發(fā)展進(jìn)程將明顯加速。從過(guò)去四年的數(shù)據(jù)來(lái)看，中國(guó)鋰電池行業(yè)增速高于全球約10～13個(gè)百分點(diǎn)，呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，與鋰電池產(chǎn)能向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移的行業(yè)背景相符。其中，中國(guó)鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了397億元，同比增長(zhǎng)43%。根據(jù)賽迪顧問(wèn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2011年全球鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到153億美元，%。圖4 2011年5—12月國(guó)內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格走勢(shì)（元/噸）[1]圖5 2011年5—12月國(guó)內(nèi)工業(yè)級(jí)碳酸鋰價(jià)格走勢(shì)（元/噸）[1]可看出碳酸鋰的市場(chǎng)價(jià)格整體波動(dòng)不是太大，趨于3—4萬(wàn)元/噸左右，市場(chǎng)前景廣闊。表5 國(guó)內(nèi)碳酸鋰進(jìn)出口[1]不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)對(duì)進(jìn)口碳酸鋰的一欄越來(lái)越大，尤其是2010年以來(lái)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的碳酸鋰已嚴(yán)重不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)自身的需求，這就需要國(guó)內(nèi)碳酸鋰企業(yè)更好更快的發(fā)展自己，以贏得這次機(jī)遇與挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)碳酸鋰的形式也是一片樂(lè)觀，雖然目前國(guó)內(nèi)碳酸鋰的企業(yè)還不多，產(chǎn)量也不算高，但潛在的力量巨大，下表是國(guó)內(nèi)碳酸鋰的需求量。全球碳酸鋰的消耗量在這里也做了一些初步的統(tǒng)計(jì)表3 全球碳酸鋰需求量[1]2012年2013年將是碳酸鋰需求變化的分水嶺。就需碳酸鋰8000噸，所以按此預(yù)測(cè)到2013年，僅用于生產(chǎn)鋰離子電池的碳酸鋰需求量就大于118518 噸， 市場(chǎng)供求分析碳酸鋰作為生產(chǎn)鋰離子電池的主要材料，與市場(chǎng)中鋰離子電池的產(chǎn)量是緊密相關(guān)的，市場(chǎng)中鋰離子電池的產(chǎn)量越大，所需的碳酸鋰的量也就越大，下表中列出了我國(guó)每年鋰離子電池的需求量圖3 全球動(dòng)力鋰離子電池的總?cè)萘啃枨笤鲩L(zhǎng)趨勢(shì)[1]2010－2013年全球動(dòng)力鋰電池汽車(chē)對(duì)鋰電池的總?cè)萘啃枨蟮膹?fù)合增長(zhǎng)率為116％，2013－2018年的復(fù)合增長(zhǎng)率將保持在26％，2009年小型鋰電的總?cè)萘啃枨蠹s為48億Wh，預(yù)計(jì)2018年動(dòng)力鋰電池的總?cè)萘啃枨髮⑦_(dá)到350億Wh。碳酸鋰用于生產(chǎn)鋰電池，中國(guó)是僅次于日本的鋰離子電池生產(chǎn)大國(guó)，市場(chǎng)增長(zhǎng)空間巨大，目前我國(guó)鋰離子電池行業(yè)以逐步向電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域拓展。通過(guò)溶解、除雜等工藝，由碳酸鋰可制得氟化鋰、醫(yī)用碳酸鋰以及電池級(jí)碳酸鋰，其中氟化鋰用于陶瓷、化工等行業(yè)，醫(yī)用碳酸鋰用于制藥，電池級(jí)碳酸鋰用于生產(chǎn)鋰電池。碳酸鋰是制備各種高端鋰產(chǎn)品的重要源頭。 多年來(lái)，我國(guó)碳酸鋰生產(chǎn)規(guī)模無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，市場(chǎng)需求部分依賴(lài)進(jìn)口。2 市場(chǎng)分析 產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè)據(jù)預(yù)測(cè)，世界鋰鹽產(chǎn)品的需求量每年以6～8％的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)，特別是隨著建材、電子、汽車(chē)、信息等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，碳酸鋰已成為鋰化合物中最重要的產(chǎn)品，以其為基礎(chǔ)原料可以生產(chǎn)各種鋰化合物。超高純(5N級(jí))Li2CO3作為制備鉭酸鋰和鈮酸鋰單晶的基礎(chǔ)材料，其應(yīng)用前景必然與人工晶體材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。高純Li2CO3作為一種高純的基礎(chǔ)鋰鹽，是生產(chǎn)其它高純鋰化合物及鋰合金的重要原料，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外對(duì)高純鋰鹽需求量的增加必然帶動(dòng)高純Li2CO3市場(chǎng)的擴(kuò)大。隨著高純Li2CO3，應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，與之相應(yīng)的一些新的工藝方法必將誕生。以上只是探討了上世紀(jì)80年代至今一系列制備高純碳酸鋰的有代表性的方法，一些工藝目前仍在研究探索中。將結(jié)晶凈化的LiClO4晶體溶解在純水中，用NH3堿化溶液并通入CO2氣體，沉淀出Li2CO3并過(guò)濾分離。蒸發(fā)或冷卻溶液沉淀分離出LiClO4。該法由于CO2釋放緩慢，反應(yīng)進(jìn)行的完全，能形成均相沉淀，減少了雜質(zhì)離子的包夾，產(chǎn)品純度高，且尿素易于提純，生產(chǎn)成本低。日本專(zhuān)利也曾介紹利用該法制備高純Li2CO3。該法簡(jiǎn)單易行，除雜效果好，但Li2C03溶解度小，物料流通量大、能耗大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)。Li2C03重結(jié)晶法Li2CO3具有負(fù)的溫度系數(shù)，其在水中的溶解度隨溫度的升高而減小，其它雜質(zhì)很少有這種性質(zhì)。但反應(yīng)過(guò)程中須強(qiáng)化反應(yīng)配比并控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度、攪拌速度及C02的流速。該法只需除去難除的Ca、Mg、B等雜質(zhì)即可制得高純Li2C03，其可操作性強(qiáng)，目前應(yīng)用較多，使用前景廣闊。國(guó)內(nèi)楊卉凡等人專(zhuān)門(mén)對(duì)碳化液離子交換法提純二次鋰進(jìn)行了研究。2．3．1碳化分解法美國(guó)Harrison，Amouzegar等，日本MITSUICHEM NIC(MITA)等直接采用碳化法，用C02將Li2CO3碳酸化，將微溶的Li2CO3轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄訪iHC03，再通過(guò)離子交換除雜后加熱沉淀制得高純Li2CO3。該法工藝流程簡(jiǎn)單，但由于引入的Ca2+較多，因此除Ca成為問(wèn)題的關(guān)鍵所在。但苛化過(guò)程一定要強(qiáng)化配料計(jì)算，提高石灰質(zhì)量，并加強(qiáng)工藝控制和PH值調(diào)整。該法同樣對(duì)膜的要求較高，且成本偏高，不利于高純Li2CO3的大規(guī)模生產(chǎn)。日本專(zhuān)利介紹用隔膜法電解LiHCO3來(lái)提純LiOH，制得的高純Li2C03中硅雜質(zhì)可控制在1104％以下，其它陰離子雜質(zhì)控制在1104％以下。該法易于操作，過(guò)程中產(chǎn)生的H2和C12或O2能回收利用，但C12毒性大、腐蝕性強(qiáng)，一般用H2SO4代替HCI來(lái)溶解粗Li2CO3。電解提純LiOH法通常將粗Li2CO3用HCI或H2SO4等無(wú)機(jī)酸溶解后，經(jīng)過(guò)濾等除雜工序，除去大多數(shù)的Ca、Mg等金屬雜質(zhì)離子，然后將其作為電解槽的陽(yáng)極液，陰極用純凈的LiOH液，兩極間用陽(yáng)離子選擇性透過(guò)膜如全弗磺酸Rf—SO3H膜隔開(kāi)，進(jìn)行電解。利用該法大規(guī)模生產(chǎn)高純Li2CO3需要大型的冷凍設(shè)備，生產(chǎn)成本較高。在盡可能低的溫度下過(guò)濾LiOH溶液，能有效地除去不溶性的雜質(zhì)離子，然后再通入洗過(guò)的CO2便可得到高純Li2C03。目前該法仍應(yīng)用較多。大部分的金屬離子在LiOH強(qiáng)堿性溶液中都會(huì)有一定的溶解度，通過(guò)多次重結(jié)晶可以將雜質(zhì)離子濃縮于LiOH的母液中除去。但該法無(wú)法一次將鈣、鎂離子全部除去，需經(jīng)多次過(guò)濾，步驟繁瑣且產(chǎn)品收率低，故其應(yīng)用范圍不大。CO2分步沉淀法
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