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中国盐湖锂资源储量约占世界盐湖锂资源的1/3,占国内锂资源总量的85%左右。从盐湖卤水中制取电池级碳酸锂的技术转入工业化生产后,改变了我国生产碳酸锂所用原料严重依赖进口的问题。建立以盐湖卤水为原料生产的电池级碳酸锂产品标准为我国电池级碳酸锂产业的质量关键控制参数的分析和综合评估提供了依据;能满足下游电池生产企业的要求,也对电池级碳酸锂的生产机构、检测机构、科研院所和相关监督管理部门具有指导意义和参考价值。
本标准代表着当前的盐湖卤水中制取电池级碳酸锂的技术水平,测量方法更加合理,具有较强的可操作性,适应电池级碳酸锂行业发展。 2100433B
本标准规定了电池级碳酸锂的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、 贮存等要求。 本标准适用于以盐湖卤水为原料生产的电池级碳酸锂。
青海东台吉乃尔锂资源股份有限公司、北京大学、北大先行科技产业有限公司、深圳市德方纳米科技股份有限公司、江西赣锋锂业股份有限公司、青海锂业有限公司、北京市理化分析测试中心、中国科学院过程研究所。
电池级跟工业级比起来电池级碳酸锂的纯度高,杂质少,性能好。
您好 键盘上有三个灯 1、第一个是管小键盘的,键盘上有一个小的数字键盘区,按Numlock 数字键...
《电池级碳酸锂》行业标准编制说明一、任务来源及要求《电池级碳酸锂》行业标准是根据工业和信息化部《关于印发2011年第一批行业标准制修订计划的通知》(工信厅科[2011] 75号)精神,由四川天齐锂业股...
王洪、李健、陈建孝、周恒辉、姜晓瑞、尚伟丽、李强、刘国旺、高原、韩秀芝。
测定卤水电池级碳酸锂中磁性物质的方法
磁性物质是指能被磁铁直接或间接吸附的物质,文章提到的磁性物质是指铁、锌、铬、镍四种元素的总量。电池级碳酸锂是锂电正极材料(主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等)以及电解液的主要原材料。卤水电池级碳酸锂相比其他方法(比如矿石法等)有主含量高、硫酸根含量和重金属含量低的优点。但由于磁性物质会影响锂电池使用性能,故电池级碳酸锂中磁性物质含量的测定尤为重要。
雷达液位计在卤水电池级碳酸锂工业中的应用
阐述了青海锂业有限公司一期复杂工况(如洗涤槽)液位测量难度及存在的问题,介绍液位计的选型尝试过程,雷达液位计安装及调校注意事项,以及安装调试后的运行情况.
狡兔三窟,锂有多窟
要得虎子,需入虎穴。人类要获得锂,就需要从锂的居所中提取。
在岩石、盐湖海水、地下卤水、火山和植物中都有锂的存在。
前三者是主要来源,其中的锂分别称为硬岩锂,盐湖锂和海水锂。
最初,锂主要从硬岩中提取;现在,人类实现从盐湖卤水中提锂后,低成本的盐湖卤水锂便开始替代硬岩锂。
近年,深埋于地下深处的深层卤水有多处已发现含有较丰富的锂,但目前尚未利用。另外,有些国家的科学家正在研究从海水中提锂的工艺。
硬岩提锂:高含量·高成本
锂辉石成为人类第一种工业开发利用的锂资源,并实现商业化生产。
锂辉石是一种富含锂的矿物,主要赋存于一种矿物颗粒粗大、质地坚硬的花岗伟晶岩中。由于自然界中,非常纯的含锂矿物独立成矿并不多见,而是常富集于伟晶岩、白云母花岗岩或热液石英脉中,因此,常说的硬岩型锂矿是指伟晶岩型、白云母花岗岩型等。
硬岩锂矿找矿具有较大的风险性,高投入也不一定能找到高品位的锂矿,而从硬岩矿石中开采、提锂也具有一定挑战性。从勘查、钻探、样品分析测试到开采、破碎、煅烧、选矿等各个环节的所有步骤都不简单,还要加入碱或者加氢氧化钠,才能变成碳酸锂或者氢氧化锂,由于从头到尾都要消耗能源,成本比较高,对环境也会产生不利的影响。硬岩提锂的成本基本为6~8美元/千克。
海水中提锂:低含量·高成本
蔚蓝大海中赋存有巨量的锂,约为2600亿吨,是目前全球已查明锂资源量的6500余倍。但其含量极低,Li在海水中的浓度为0.16mg/L。
中国、美国、日本、韩国等国在开展海水中提锂研究。
海水提锂主要有2种途径:一是直接从巨量海水中提取微量的锂元素,提锂工艺研究有持续报道;二是从海水淡化后的浓海水或海盐制盐后的卤水中提取,海水淡化厂每年均会排放大量浓海水或者排入海水盐场制盐。已有个别机构正在实施浓海水提锂新技术开发及中试线建设工作,但由于成本过高,据估计为80美元/千克,尚不能进行商业化生产。
图为天津海晶集团海盐化工厂的晒盐池,现仅提取钠钾镁等
盐湖卤水提锂:高含量·低成本
相比于从硬岩中的锂,盐湖卤水中提锂有天然的低成本优势。
卤水中的锂却本身已是游离态或者是游离的化合态。因此卤水提锂时直接省掉了开采、破碎、粗级选矿的三个环节。更何况,有的盐湖卤水早已用作提取钾盐了,再提取锂仅需要增加部分工艺设备与流程即可。
图示不同含盐量的水类型(作者据WIKI有关资料翻译制作)
地球上最干旱的地区之一是横跨智利和秘鲁的阿塔卡玛沙漠,沙漠主要由盐湖、沙丘和长英熔岩构成,而其中有个叫阿塔卡玛的盐湖。该盐湖年最高蒸发量为3500mm,而年极端最低降水量不到30毫米。这个盐湖的卤水中富含锂,其锂金属资源储量高达630万吨,约占全球份额的24%。
图为阿塔卡玛盐湖,水面为卤水,凸起固状物为结晶矿物质
1997年,智利化学矿业公司(SQM)开始从阿塔卡玛盐湖中生产碳酸锂,提锂成功,将碳酸锂价格降至1500美元/吨,也就是1.5美元/千克(现在更低),而同期国际价格为3300美元/吨,将比之下,卤水锂价格腰斩一半以上。这样,盐湖卤水锂以其低廉的价格极大地冲击了世界各国及中国的硬岩锂业,全球硬岩型锂矿山和提锂企业被打得溃不成军,纷纷停产或倒闭。目前,卤水提锂的成本基本为2~3美元/千克。
碳酸锂生产成本对比
矿床 |
类型 |
生产成本(美元/kg) |
中国扎布耶盐湖 |
卤水 |
2.5 |
中国锂辉石矿床 |
锂辉石 |
2.5-3 |
美国贝塞麦市 |
锂辉石 |
2.43 |
中国西台吉乃尔盐湖 |
卤水 |
2 |
美国内华达银峰 |
卤水 |
1.65 |
智利阿塔卡玛 |
卤水 |
1.10 |
此前,世界锂盐的生产国是以伟晶岩锂资源为主的国家,包括美国、智利、德国、前苏联和中国;但自此以后,智利取代了美国,坐上了世界锂业的头把交椅,盐湖卤水提锂也就基本取代了硬岩提锂。
全球盐湖卤水锂资源分布国与主要矿床分布示意图
当然,全球盐湖卤水锂的资源禀赋并非都像阿塔卡玛盐湖一样优越。并非所有的盐湖中锂的品位都足够高到值得开采,所有盐湖中都或多或少含锂,但大多还是极微量,不足以开采;此外,并非所有含锂高的盐湖都能低成本地开采锂,因为有的高锂盐湖地处高海拔、交通不便、能源物资供给缺乏,或者其卤水也含有更高含量的镁,而镁离子半径与锂的非常接近,种种因素都极大地增加了盐湖卤水的提锂成本。但起码,除了阿卡塔玛盐湖之外,还有不少与它类似的高品质盐湖存在,这些盐湖能满足目前及未来一段时间内全球对锂资源的需求。
当琼错盐湖,富含锂,水中显略红色者为卤虫,湖面海拔4475米,位于西藏尼玛县
扎布耶盐湖富锂且镁含量低,全球罕见。位于西藏仲巴县境内,总面积达242平方公里,湖泊面积235平方公里,湖面海拔高度为4400米。
信息来源:国土资源科普与文化
标准主要条款的说明
本标准适用于以含锂盐湖卤水为原料采用各种工艺生产的碳酸锂,其主要技术要求:在满足市场对工业级碳酸锂和电池级碳酸锂的指标要求的前提下,提高了碳酸锂主含量指标和部分金属元素指标,降低了电池级碳酸锂中氯根和硫酸根指标。
(一)主要技术指标
表1 化学成分
项目 指标
电池级碳酸锂 工业级碳酸锂
优等品 合格品
碳酸锂(Li2CO3)干基计ω/% ≥ 99.5 99.3 99.0
硫酸根(SO42-)ω/% ≤ 0.02 0.03 0.05
氯离子(Cl-)ω/% ≤ 0.01 0.03 0.05
钙(Ca)ω/% ≤ 0.003 0.01 0.02
镁(Mg)ω/% ≤ 0.005 0.015 0.02
硼(B)ω/% ≤ 0.01 0.02 0.05
钠(Na)ω/% ≤ 0.025 0.05 0.08
钾(K)ω/% ≤ 0.001 0.002 0.004
铁(Fe)ω/% ≤ 0.0005 0.001 0.003
硅(Si)ω/% ≤ 0.001 0.005 0.008
铜(Cu)ω/% ≤ 0.0001 0.002 0.003
铅(Pb)ω/% ≤ 0.0002 0.002 0.005
镍(Ni)ω/% ≤ 0.0005 0.002 0.005
锰(Mn)ω/% ≤ 0.0003 0.002 0.005
锌(Zn)ω/% ≤ 0.0003 0.002 0.005
铝(Al)ω/% ≤ 0.0005 0.002 0.005
铬(Cr)ω/% ≤ 0.0005 0.002 0.005
1、碳酸锂主含量
工业级碳酸锂主含量(Li2CO3)干基计ω/%,工业级碳酸锂合格品≥99%,优等品≥99.3%,高于GB/T 11075-2013《碳酸锂》、GB/T 23853-2009 《卤水碳酸锂》中指标。电池级碳酸锂≥99.5%和YS/T 582-2013《电池级碳酸锂》标准中主含量一致。
2、微量金属元素
工业级碳酸锂和电池级碳酸锂技术指标中除增加钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)、钾(K)、铁(Fe)、硅(Si)、铜(Cu)、铅(Pb)、镍(Ni)、锰(Mn)、锌(Zn)、铝(Al)等元素的检测限量之外,增加了硼(B)和铬(Cr)元素检测限量。同时指标中各项微量元素限量高于或等于国内碳酸锂相关标准,尤其是铁(Fe)、铅(Pb)和硅(Si)等元素。
3、硫酸根(SO42-)和氯离子(Cl-)
由于是以盐湖卤水为原料生产的盐湖碳酸锂,与矿石法生产的碳酸锂存在区别,在不影响市场需求的前提下,降低了电池级碳酸锂中硫酸根和氯离子指标,提高了工业级碳酸锂中硫酸根和氯离子指标。
4、粒径
工业级碳酸锂中对粒径没有规定,但电池级碳酸锂中增加了粒径d10≥1μm, 3μm≤d50≥8μm, 9μm≤d90≥15μm,其指标与YS/T 582-2013《电池级碳酸锂》标准中指标内容一致。
5、水分
工业级和电池级碳酸锂的水分指标都≤0.2%,优于GB/T 11075-2013《碳酸锂》和YS/T 582-2013《电池级碳酸锂》中规定的技术指标。
6.白度、堆积密度
根据用途,电池级碳酸锂增加了堆积密度和白度指标,工业级碳酸锂没有作规定。见表2.
表2 理化参数
外观 白色粉末,具有流动性,无肉眼可视夹杂物,无团聚,色泽一致。
理
化
参
数
指
标 项目 单位 电池级碳酸锂 工业级碳酸锂
优等品 合格品
粒径 μm d10≥1μm, 3μm≤d50≥8μm, 9μm≤d90≥15μm, / /
水分 % ≤ 0.2 0.2 0.2
白度 % ≥ 95 / /
堆积密度 g/cm3 0.3-0.8 / /
烧失量 % ≤ 0.5 0.5 0.5
酸不溶物 % ≤ 0.01 0.01 0.02
磁性物含量 % ≤ 0.0003 0.0005 0.001
7.烧失量、酸不溶物
为了提高产品品质,标准中工业级和电池级碳酸锂中增加了烧失量和酸不溶物指标,而GB/T 11075-2013《碳酸锂》和YS/T 582-2013《电池级碳酸锂》没有作规定。
8.磁性物含量
与国内碳酸锂相关标准对此,增加了工业级碳酸锂中磁性物含量的测定,电池级碳酸锂中磁性物质含量与YS/T 582-2013《电池级碳酸锂》中规定的技术指标相同。
(二)检验检测方法
1.微量金属元素含量的测定
电感耦合等离子发射光谱仪测定各种物质(可溶解于盐酸、硝酸、氢氟酸等)中常量、微量、痕量金属元素或非金属元素的含量具有自动化程度高、操作简便、稳定可靠、分析速度快、检出限低等特点,由此采用此方法测定产品中钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)、钾(K)、铁(Fe)、硅(Si)、铜(Cu)、铅(Pb)、镍(Ni)、锰(Mn)、锌(Zn)、铝(Al)、铬(Cr)等元素。
2.碳酸锂主含量的测定
试料在一定量水中溶解,以甲基红-溴甲酚绿为指示剂,用盐酸标准滴定溶液滴定试料的总碱度,以消耗盐酸标准滴定溶液的量计算碳酸锂的含量。其中试料中钙含量应换算为碳酸锂含量从计算结果中减去;其中试料中钠的含量应根据离子守恒原理先从总钠中将以氯化钠形式的钠扣除后,再将换算为碳酸锂含量后从计算结果中扣除。
3.烧蚀量的测定
用500 ℃下烘至恒重的瓷坩埚称取试样10克~15克,准确至0.0001克。放入500 ℃±5 ℃的瓷坩埚 中烘干30分钟,取出在室温下冷却5分钟后放入干燥器中,冷却至室温后称重,用差减法计算烧失量。
4.水分的测定
按GB/T 6284 化工产品中水分测定的通用方法规定进行测定。
5.粒径的测定
按 GB/T 19077 粒度分析 激光衍射法,规定的方法进行测定。
6.硼的测定
按GB/T23853-2009标准中规定的方法进行测定。
7.磁性物质的测定
按YS/T582-2013标准规定方法进行测定。
8.白度的测定
按GB/T23853-2009标准的规定进行测定。
9.氯量的测定
按GB/T11064.10标准规定方法进行测定。
10.酸不溶物
按GB/T11064.11标准规定方法进行测定。
11.硫酸根的测定
按GB/T11064.9和GB/T11064.12标准规定方法进行测定。 2100433B
根据湖泊起源,可划分为海源盐湖、陆源盐湖与混合型盐湖。中国是世界上盐湖最多的国家之一,盐湖的分布几乎全部集中在广大的内陆区域。从东北的吉林省起,向西经内蒙古、宁夏、甘肃、青海、新繮,直至西藏,分布着数以千计的盐湖。其中,被称为“盐湖之家”的青藏高原,就有数百个盐湖。如西藏的多格错仁(茶卡错仁)海拔4814m,是世界海拔最高的大盐湖;新疆的艾丁湖位于海平面以下154m,是中国海拔最低的盐湖。2100433B