近日，由中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鋰業(yè)分會(huì)主辦的2016年鋰產(chǎn)業(yè)論壇在青海西寧舉辦。青海東臺(tái)吉乃爾鋰資源股份有限公司總工程師李健在論壇上分析了中國(guó)電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)概況及生產(chǎn)現(xiàn)狀、鹽湖電池級(jí)碳酸鋰關(guān)鍵指標(biāo)控制、鹽湖生產(chǎn)電池級(jí)碳酸鋰關(guān)鍵技術(shù)。中國(guó)電池網(wǎng)（微號(hào)：mybattery）整理了其主要觀點(diǎn)，以饗讀者。

一、中國(guó)電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)概況：　

2015年，隨著中國(guó)鋰電池行業(yè)的井噴式發(fā)展，中國(guó)礦石法碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)全面轉(zhuǎn)向生產(chǎn)電池級(jí)碳酸鋰，其中直接下線電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品占整體礦石法產(chǎn)量約80%。被中國(guó)鋰電池正極材料行業(yè)所普遍接受的中國(guó)礦石法電池級(jí)碳酸鋰標(biāo)準(zhǔn)如下（收集整理數(shù)據(jù)）：

2015年，全球的鋰輝石精礦基本運(yùn)送到中國(guó)，并在中國(guó)制造為碳酸鋰產(chǎn)品。2015年，利用大量進(jìn)口鋰輝石精礦及中國(guó)國(guó)內(nèi)各礦山所產(chǎn)出的少量鋰輝石精礦，中國(guó)碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)采用礦石法生產(chǎn)碳酸鋰產(chǎn)品的產(chǎn)量約4萬(wàn)噸。其中約3萬(wàn)噸為礦石法電池級(jí)碳酸鋰。2015年，中國(guó)鹽湖提鋰企業(yè)生產(chǎn)1.2萬(wàn)噸碳酸鋰，其中4000噸為鹽湖電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品。（以上電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)量為直接下線電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品，不包括二次提純產(chǎn)量及氫氧化鋰產(chǎn)量。）

中國(guó)碳酸鋰企業(yè)在礦石法制備碳酸鋰技術(shù)的積累與應(yīng)用水平已達(dá)爐火純青，礦石法碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)全面掌握了無(wú)需二次提純，直接生產(chǎn)出電池級(jí)碳酸鋰技術(shù)，從鋰輝石精礦為原料的碳酸鋰生產(chǎn)裝置中直接下線電池級(jí)產(chǎn)品。中國(guó)礦石法碳酸鋰企業(yè)所生產(chǎn)的電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品品質(zhì)基本能滿足現(xiàn)階段中國(guó)鋰電池正極材料生產(chǎn)的碳酸鋰原料要求。鹽湖碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)還未全面掌握鹵水提取電池級(jí)碳酸鋰技術(shù)，已經(jīng)能直接下線的鹽湖電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品，在一些關(guān)鍵指標(biāo)上還有欠缺。

從1958年新疆鋰鹽廠建成投產(chǎn)以來(lái)，中國(guó)碳酸鋰行業(yè)經(jīng)過(guò)近七十年來(lái)的努力，中國(guó)礦石法碳酸鋰產(chǎn)能居全球首位。在礦石法生產(chǎn)碳酸鋰的工藝技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量上，也穩(wěn)居全球第一，為中國(guó)鋰電池的井噴發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2008年，中國(guó)鹽湖碳酸鋰企業(yè)開始工業(yè)化量產(chǎn)碳酸鋰產(chǎn)品。2012年，中國(guó)青海鹽湖碳酸鋰企業(yè)編制完成鹽湖電池級(jí)碳酸鋰地方標(biāo)準(zhǔn)，并開始工業(yè)化量產(chǎn)鹽湖電池級(jí)碳酸鋰。2015年，中國(guó)國(guó)內(nèi)鹽湖提鋰企業(yè)所生產(chǎn)的碳酸鋰約1.2萬(wàn)噸。2015年，中國(guó)國(guó)內(nèi)鹽湖提鋰企業(yè)直接下線鹽湖電池級(jí)碳酸鋰約4000噸。（注：以上數(shù)據(jù)不包括鹽湖碳酸鋰二次提純部份。）

二、中國(guó)鹽湖電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)現(xiàn)狀：

中國(guó)鹽湖生產(chǎn)碳酸鋰的企業(yè)分別在青海海西地區(qū)與西藏自治區(qū)。中國(guó)青海海西地區(qū)，鋰資源分布在東臺(tái)吉乃爾湖、西臺(tái)吉乃爾湖、一里坪、別勒灘。上述湖區(qū)有相當(dāng)豐富的鋰、鉀、硼資源，其類型主要為硫酸鎂亞型鹽湖。

西藏鹽湖受限于西藏鹽湖區(qū)域的工業(yè)條件缺失，無(wú)法在鹽湖現(xiàn)場(chǎng)建立依靠于電力與熱能的現(xiàn)代化生產(chǎn)工廠。在現(xiàn)有條件下，西藏鹽湖的碳酸鋰生產(chǎn)依賴于碳酸型鹽湖鹵水通過(guò)自然蒸發(fā)形成粗碳酸鋰產(chǎn)品。西藏碳酸型鹽湖生產(chǎn)電池級(jí)碳酸鋰的工藝過(guò)程，其實(shí)是鹽湖現(xiàn)場(chǎng)依靠自然條件產(chǎn)出粗碳酸鋰，以及工廠化粗碳酸鋰二次提純過(guò)程。在現(xiàn)有條件下，制約西藏鹽湖電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)的瓶頸，是鹽湖現(xiàn)場(chǎng)的粗碳酸鋰產(chǎn)量提升與成本控制。

西藏自治區(qū)擁有獨(dú)特的碳酸型鹽湖，已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)狀態(tài)的扎布耶鹽湖與結(jié)則茶卡鹽湖，可以通過(guò)鹽田濃縮形成主含量超過(guò)60%的粗碳酸鋰產(chǎn)品。

結(jié)則茶卡鹽湖已經(jīng)開始鹽田生產(chǎn)，試驗(yàn)產(chǎn)出了主含量60%以上的粗碳酸鋰產(chǎn)品，其2015年粗碳酸鋰產(chǎn)量未知。扎布耶鹽湖在2015年產(chǎn)出約5000噸左右的粗碳酸鋰產(chǎn)品，折合為3000噸左右的碳酸鋰產(chǎn)品。2015年，扎布耶鹽湖粗碳酸鋰產(chǎn)品通過(guò)內(nèi)地工廠的提純精制工藝，形成了工業(yè)級(jí)的氫氧化鋰及碳酸鋰產(chǎn)品，并使用碳化法二次提純出電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品。尤其需要指出的是，2015年，扎布耶鹽湖的粗碳酸鋰原料與礦石法碳酸鋰生產(chǎn)工藝結(jié)合生產(chǎn)取得成功，通過(guò)將粗碳酸鋰酸溶形成硫酸鋰溶液，摻合進(jìn)入礦石法生產(chǎn)裝置，成功的聯(lián)合生產(chǎn)出電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品。

2015年，青海鹽湖約生產(chǎn)9000噸碳酸鋰，其中由青海鋰業(yè)利用東臺(tái)吉乃爾鹽湖鹵水，使用離子選擇膜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)量產(chǎn)的鹽湖電池級(jí)碳酸鋰約4000噸。其鹽湖電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)如下表：

2015年，隨著中國(guó)鋰電池行業(yè)的快速提升，青海鹽湖電池碳酸鋰地方標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足電池正極材料生產(chǎn)的品質(zhì)需求。現(xiàn)有地方標(biāo)準(zhǔn)的鹽湖電池級(jí)碳酸鋰僅適用低端鋰電池正極材料的生產(chǎn)。2015年，鋰電池行業(yè)普遍要求電池級(jí)碳酸鋰中，鎂低于50ppm，鈉鉀之和低于250ppm，氯根低于100ppm。因?yàn)榍嗪｛}湖鹵水特性，青海鹽湖碳酸鋰產(chǎn)品中，普遍存在鎂、鈉、鉀、氯根高于礦石法碳酸鋰的情況。

三、鹽湖電池級(jí)碳酸鋰關(guān)鍵指標(biāo)控制

中國(guó)鹽湖碳酸鋰生產(chǎn)是從2008年才實(shí)現(xiàn)普遍工業(yè)化量產(chǎn)，投產(chǎn)之后即面對(duì)殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，需要集中精力去大幅度降低鹽湖碳酸鋰制造成本。鹽湖區(qū)域的惡劣環(huán)境，鹽湖鹵水的復(fù)雜組份，工業(yè)條件極度缺乏，加之前期碳酸鋰的持續(xù)低價(jià)，讓我們?cè)?015年前沒(méi)有作好準(zhǔn)備，鋰動(dòng)力電池需求井噴式增漲，我們?cè)陔姵丶?jí)碳酸鋰量?jī)r(jià)齊飛局面下措手不及。面對(duì)快速提升的電池級(jí)碳酸鋰要求，鹽湖電池級(jí)碳酸鋰關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)落后，需要針對(duì)性的解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，提升鹽湖碳酸鋰產(chǎn)品品質(zhì)，以符合下游鋰電池行業(yè)的品質(zhì)需求。

青海鹽湖鹵水的高鎂高鈉高氯根特性，造成碳酸鋰產(chǎn)品中關(guān)鍵指標(biāo)中Na、Cl、Mg的偏高。2015年，青海鹽湖的碳酸鋰生產(chǎn)主要由藍(lán)科鋰業(yè)與青海鋰業(yè)進(jìn)行。藍(lán)科鋰業(yè)在2015年實(shí)現(xiàn)了吸附法生產(chǎn)碳酸鋰裝置的產(chǎn)能突破，但未直接下線電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品。青海鋰業(yè)在2015年，利用離子選擇膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)4000噸鹽湖電池級(jí)碳酸鋰的生產(chǎn)。

通過(guò)對(duì)上述兩種電池級(jí)碳酸鋰標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成份關(guān)鍵指標(biāo)分析，鹽湖電池級(jí)碳酸鋰紅色指標(biāo)必須修正以符合下游鋰電池正極材料生產(chǎn)的品質(zhì)需求。

四、鹽湖生產(chǎn)電池級(jí)碳酸鋰關(guān)鍵技術(shù)：

青海鹽湖電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)所首先要解決的是高鎂鋰比鹽湖鹵水的鎂鋰分離難題。藍(lán)科鋰業(yè)采用鋰吸附劑工藝，通過(guò)對(duì)鹽湖鹵水中氯化鋰的選擇吸附與對(duì)鋰吸附劑淡水脫附形成氯化鋰溶液。青海鋰業(yè)采用離子選擇膜技術(shù)，通過(guò)對(duì)鹽湖鹵水中，鎂離子與硫酸根等二價(jià)離子的攔截形成氯化鋰溶液。萃取法提鋰及納濾膜技術(shù)也在高鎂鋰比鹵水提鋰中得到應(yīng)用，但還處于工業(yè)試驗(yàn)與建設(shè)階段，尚未形成工業(yè)化量產(chǎn)。

2016年，青海東臺(tái)吉乃爾鋰資源股份有限公司啟動(dòng)?xùn)|臺(tái)吉乃爾鹽湖電池級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)技術(shù)的深入研發(fā)工作。根據(jù)中國(guó)鋰電池正極材料生產(chǎn)的原料要求，針對(duì)鹽湖電池級(jí)碳酸鋰幾項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行修正，修正目標(biāo)為：鎂（Mg）小于50ppm，鈉（Na）小于220ppm，鉀（K）小于20ppm，氯（Cl）小于100ppm。要求在現(xiàn)有鹽湖碳酸鋰生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)裝置中，經(jīng)過(guò)技術(shù)升級(jí)，不經(jīng)過(guò)二次提純，一次性下線達(dá)到上述關(guān)鍵指標(biāo)控制的電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品。

在東臺(tái)吉乃爾鹽湖已經(jīng)成熟應(yīng)用的離子選擇膜技術(shù)具有優(yōu)良的鎂鋰分離及鋰離子濃縮效果，同時(shí)離子選擇膜工藝攔截了鹽湖鹵水中絕大部份硫酸根、硼以及雜質(zhì)金屬離子，實(shí)現(xiàn)氯化鋰溶液的精制。通過(guò)離子選擇膜工藝所形成的氯化鋰溶液，其鎂離子濃度低于2克/升，鋰離子濃度高于12克/升。在離子選擇膜技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們針對(duì)鹽湖電池級(jí)碳酸鋰中關(guān)鍵化學(xué)成份指標(biāo)的控制，摸索并形成了以下技術(shù)方法：