(1)成果簡介
針對我國鹽湖鋰資源稟賦差、鎂鋰比高造成的鋰總收率低、提鋰過程自動化和智能管控水平低等問題,突破了高鎂鋰比型鹽湖萃取法/吸附+膜法提鋰技術,建立了適用于萬噸級以上規模的鹽湖高效提鋰試劑、材料及技術體系,原始鹵水鋰離子轉化為碳酸鋰過程的綜合回收率70.2%,成本優勢顯著,產品競爭力強,對產業的發展有引導和帶動作用;開發了鹽湖提鋰過程在線檢測裝置、提鋰過程智能管控系統并在示范工程現場實現應用,實現鹽湖提鋰過程的可視化和自動控制。項目研發的鹽湖高效提鋰技術顯著提升了生產過程的自主性和可靠性,在材料、裝置、工藝路線、自動化檢測、智能化管控等方面的國產自主化率達100%;針對低品位黏土型鋰礦賦存狀態復雜、選礦富集困難、浸出性能差,直接提鋰輔料消耗高、鋰回收率低等問題,創造性地提出了“兩段焙燒活化-水浸-低溫均相深度除雜-控速沉鋰”新技術體系;針對廢鋰電池鋰回收率低、產品純度低的問題,開發了鹽焙燒轉型優先提鋰技術,鋰水浸率達到95%以上,解決了硫酸焙燒法煙氣污染嚴重、碳還原法提鋰效率低的問題,提出了基于螯合樹脂的改性靶向除氟、選擇性深度除鈣方案,鈣含量<2mg/L,氟<10mg/L,鋰綜合回收率達到93%以上,為戰略鋰資源的安全供應提供了科技支撐。
(2)主要性能指標及適用條件范圍
該技術/設備適用于多種鋰資源類型,包括鋰輝石、鋰云母、黏土型鋰礦、鹽湖鹵水鋰以及廢舊三元鋰電池。黏土型鋰礦的回收率為82%,鹽湖原鹵直接提鋰綜合回收率達到70.2%,廢舊三元動力電池的回收率可達90%。鹽湖提鋰單位產品的加工成本(以碳酸鋰計)介于2.9萬至3.1萬元/t,其配備的鈣鎂在線檢測裝置具備高精度,測量精度優于5%FS(滿量程)。此外,該系統的智能管控功能覆蓋廣泛,覆蓋率達到了92.3%。
(3)成果應用情況
項目開發的“吸附+膜法”和協同萃取提鋰技術,成功應用于興華鋰鹽、青海金維、金海鋰業、西藏阿里拉果資源、鋰業科思等公司,使用效果良好;廢電池優先提鋰廣泛適用于各類三元動力電池極片粉、電池粉,在徐州針對廢三元動力電池建設300t/a中試線,碳酸鋰產品純度滿足《YS/T 582-2023》電池級碳酸鋰標準,鋰綜合回收率達到90%;黏土型鋰礦在云南昆明建成處理礦量300t/a規模的半工業試驗的驗證,可穩定制備國標碳酸鋰,取得了鋰平均回收率82%的優異指標。
(4)成果展示
圖1 高鎂鋰比、高鹽度的核心萃取設備 圖2 在線檢測裝置
圖3 鹽湖提鋰智能管控系統
圖4 離子交換深度除氟-除鈣鎂系統