工業(yè)生產(chǎn)碳酸鋰可分為鹽湖鹵水提鋰和礦石提鋰兩種模式。全球碳酸鋰生產(chǎn)的主要原材料已經(jīng)由礦石轉變?yōu)辂}湖鹵水，鹽湖鹵水生產(chǎn)的鋰鹽產(chǎn)品占比超過 70%，我國當前仍然以礦石提鋰為主，并且絕大部分需要依賴進口鋰輝石來進行生產(chǎn)。
一湖一策：海外采用沉淀法鹽湖提鋰，我國以吸附法+膜法為主流工藝
世界上的鹽湖鹵水鋰資源儲量十分豐富，占全球鋰資源總儲量的七成以上，鹽湖提鋰具備廣闊發(fā)展空間。鹽湖鹵水中由于自身形成原因，鈣、鎂元素的含量較高，嚴重降低了鹵水原料的適宜性，去除鹽湖鹵水 中的鈣、鎂等元素，對提高鋰鹽產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要的影響。鹽湖提鋰主要分為沉淀法、吸附法、膜法和萃 取法等，實際生產(chǎn)中有著“多工藝并存”和“一湖一策”的特點：海外鹽湖由于鎂鋰比低、資源稟賦高，攤 曬條件優(yōu)越并且礦區(qū)周邊電力及運輸?shù)扰涮自O備齊全，采用沉淀法作為主流工藝，包括 SQM、Allkem（原 Orocobre）在南美 Salar de Atacama、Salar de Olaroz 等鹽湖均采用該技術；與南美主力鹽湖相比， 我國鹽湖多數(shù)為情況復雜、開采難度較大的高鎂鋰比、高鈉鋰比鹽湖，分離難度大，導致提鋰過程中鋰損失 率高、開發(fā)成本高、綜合開采利用程度低，如西藏鹽湖扎布耶鹽湖雖然鎂鋰比低至 0.019，但位于海拔 4400 多米的高原之上，自然環(huán)境條件較差，開采難度大，產(chǎn)量顯著不足。近年來，我國在鹽湖提鋰的技術上不斷突破，逐步研發(fā)出適用于不同鹽湖特點的提鋰工藝，以技術革新彌補鹽湖品質(zhì)的劣勢，主流工藝為“吸附法 +膜法”。
（1）沉淀法：海外低鎂鋰比鹽湖主要使用的提鋰方法，工藝成熟、成本低。首先對鹵水原料進行多段 蒸發(fā)濃縮，反應一段時間之后再向蒸發(fā)池中投入碳酸鹽使其中的鈣、鎂等雜質(zhì)生成不溶性的鹽而析出。富鋰 鹵水過濾沉淀后向濾液中加入碳酸鈉，將其中的鋰離子以碳酸鋰沉淀析出。該方法優(yōu)勢在于工藝相對成熟可靠，且主要使用太陽能等生物能源，所以其能耗成本較低。但其缺點是對鋰資源原料品質(zhì)和周邊地形有一定要求，需要高濃度富鋰原鹵以減少鹽田蒸發(fā)濃縮壓力，同時要求鎂鋰比低于 8，且具備大面積鋪設鹽田的 地形條件。
太陽池法：可視為沉淀法的補充和延伸，成本低，僅適用于碳酸鹽型鹽湖。此法經(jīng)鹽田池冷凝蒸發(fā)后， 得到富鋰鹵水灌入太陽池，太陽池效應使池溫升高，逐漸析出碳酸鋰結晶。相比于南美主流的沉淀法，使用 太陽池法的鹽湖所需的鹽田建設和曬鹵周期要求更低，若鹽湖本身富含碳酸根，則省略了化學沉淀鋰的步驟。太陽池法操作簡單、成本低，但只適用于碳酸鹽型鹽湖鹵水提鋰，且要求鹵水鎂鋰比極低。西藏礦業(yè)控 股的扎布耶鹽湖就是碳酸鹽型鹽湖，資源稟賦好，目前使用太陽池法實現(xiàn)提取鋰精礦的工業(yè)化生產(chǎn)，但扎布 耶鹽湖的資源條件世界少有，極低的鎂含量、低溫氣候和當?shù)刈匀粭l件都難以復制，太陽池法有其適用的局 限性。
（2）吸附法：我國碳酸鋰產(chǎn)能最大的技術路線之一，在高鎂鋰比鹽湖上具有優(yōu)勢。使用對鋰有選擇性 的離子吸附劑將鹵水中富集的鋰離子吸附，再用高純水將吸附劑中的鋰離子洗脫，加入碳酸鹽沉淀鋰離子， 得到碳酸鋰產(chǎn)品。鋰離子吸附劑是關鍵材料，分為錳系、鈦系離子篩和鋁系吸附劑，其中鋁系吸附劑是目前我國青海鹽湖唯一大規(guī)模工業(yè)化應用的吸附劑。吸附法具有應對高鎂鋰比鹽湖的優(yōu)勢，如察爾汗鹽湖的鎂 鋰比高達 1437，適合使用吸附法，該工藝技術已逐步成熟且實現(xiàn)工業(yè)化、生產(chǎn)效率高、無環(huán)境污染。缺點 在于對工藝控制的要求高，各公司的吸附劑都基于其專有技術專門生產(chǎn)。另外，采用的吸附劑多為粉末狀， 其流動性和滲透性都很差，且成型造粒困難，溶損嚴重。
（3）膜法：一般不會用作單獨提鋰，需要和吸附法等前端原鹵處理工藝匹配使用。膜法作為后端濃縮工段，采用分離膜材料起到濃縮和分離純化的作用：通過膜分離技術，在一定濃度、壓力、電場等驅(qū)動力場 下實現(xiàn)物質(zhì)分離得到富含鋰離子的溶液。該工藝操作簡單、鋰的回收率高、選擇性好，對環(huán)境影響小。缺點是納濾膜對鹵水的總鹽度要求較高，實際應用中還需要和其他分離方法配合，且納濾膜的制造成本和維護 成本較高。
（4）萃取法：適用于從較高鎂鋰比的鹽湖提鋰，由于環(huán)境問題未規(guī)?；a(chǎn)。溶劑萃取法的原理是 相似相溶，指將不溶于且密度不小于鹵水的有機萃取劑混合接觸，在溶解、分離的物理過程或化學反應作 用下將鹵水中所需組分萃取轉移到有機相中，再通過反萃取將所需組分從有機溶劑中萃取水相的過程。再通過蒸發(fā)濃縮、焙燒、浸取、去除雜質(zhì)等工序，可獲得無水氯化鋰，最后加入碳酸鈉即可制得碳酸鋰產(chǎn) 品。缺點在于萃取劑容易腐蝕設備管道，成本投資高，且工作環(huán)境對人體危害較大，因此并未形成規(guī)?；?生產(chǎn)。環(huán)境友好型是萃取劑迭代更新以及目前行業(yè)研究的主要方向。
（5）煅燒法：最早工業(yè)化應用于青海高鎂鋰比鹽湖的提鋰工藝，能耗高且存在環(huán)境隱患，制約工藝推廣。煅燒法是以鹽田蒸發(fā)濃縮提鉀脫硼后的含鋰鹵水為原料，高溫煅燒得到含鋰氧化鎂；加水洗滌過濾浸取鋰，實現(xiàn)鎂鋰分離；用石灰乳去除殘余鈣、鎂等雜質(zhì)，將含鋰溶液蒸發(fā)濃縮，再加入純堿沉淀生產(chǎn)碳酸鋰產(chǎn)品。煅燒法在生產(chǎn)碳酸鋰的同時，又可以生產(chǎn)氧化鎂、硼酸等產(chǎn)品，在一定程度上實現(xiàn)了鹽湖資源的綜合利用。煅燒工藝需消耗較大熱量、能源消耗大，且副產(chǎn)大量稀鹽酸，致使設備腐蝕嚴重、存在環(huán)境隱患，從而嚴重制約該工藝的推廣應用。
（6）碳化法：該方法一般應用于生產(chǎn)的后端階段。利用深度碳化使鋰以可溶性碳酸氫鋰形式存在，從而實現(xiàn)鋰與雜質(zhì)元素的分離。此法是將鹽湖鹵水中的粗碳酸鋰與水混合形成料漿，再向其通入二氧化碳氣 體，運用相同溫度下碳酸鋰在水中的溶解度要大于其他鹽及不溶性雜質(zhì)的原理，真空抽濾得到后分解結晶即得到碳酸鋰產(chǎn)品。西藏礦業(yè)使用碳化法，對太陽池濃縮所得的碳酸鋰漿料進行深度碳化，從而得到精制碳 酸鋰產(chǎn)品。由于此法對原料中的鎂雜質(zhì)去除效果很有限，且其中的鋰離子需以碳酸鹽的形態(tài)存在，所以對鋰資源原料品質(zhì)的要求較高。碳化法的優(yōu)點是所需原料種類少，且操作步驟簡單，工作周期短。
來源：鋰電那些事