(一)盐湖提锂的基础知识
盐湖并不是真实的的湖泊,而是古代海洋蒸发后形成的厚厚盐盖以及盐盖上/中间的卤水,所以盐湖都会有2个储量:孔隙度储量(盐湖上/中间卤水中的储量)和给水度储量(盐盖中,加入淡水后可以溶解出来的资源)。
盐湖一般都以钠、钾为主要产品,锂一般是从生产过钠、钾以后剩下的老卤中提取的。氯化型盐湖和硫酸型盐湖的提锂步骤差不多。
盐湖工艺路线图:
第一步:生产钠、钾、镁,并获得副产品老卤
第二步:从老卤中制取碳酸锂
氯化镁沉淀时是以7水氯化镁的形式沉淀的,如果在镁离子浓度超过118克/升时,就变成固态了。
南美地区盐湖的镁锂比较低,不需要进行锂富集,国内的氯化型盐湖和硫酸型盐湖的镁锂比较高,都需要进行锂富集,各个盐湖的锂富集工艺各不相同。
高镁锂比盐湖提锂技术:
目前比较成熟的提锂技术:吸附剂法、离子选择膜技术(ED膜)、纳米膜(NF膜)。
离子选择膜技术(ED膜)适用于老卤中锂离子浓度较高的盐湖,其成本较低,而且使用时间长,最初一批ED膜经过了14年仍有80%可以继续用。目前青海锂业和锂资源公司都采用这种方法。
吸附剂法适用于老卤中锂离子浓度较低的盐湖,先用吸附剂吸附再用淡水反冲,再次浓缩,成本略高于单纯的离子选择膜法。目前蓝科锂业采用的是吸附剂法。
纳滤(NF膜)是一种介于超滤和反渗透之间的膜过程,纳滤膜大多为荷电膜,对离子具有选择性,即使在较低的操作压力下仍然对二价和多价离子(如镁离子和钙离子)有较高的截留率,对单价离子的截留率较低。
低镁锂比盐湖提锂技术:
扎布耶采用的是太阳池法,池中盐分成梯度,受到阳光照射后,将大部分热量都留在下对流层。碳酸锂溶解度随温度上升而降低,在太阳池加热中不断析出。直接产品为碳酸锂含量在60-70%的初级矿产品,后续仍需继续提纯加工。
(二)锂资源公司调研纪要
交流时间:2017年5月9日
青海东台吉乃尔锂资源有限公司由西部矿业、北大先行、中信国安以及青海省政府出资成立,目前拥有东台吉乃尔盐湖的采矿权。
东台吉乃尔湖盐湖拥有氯化锂储量443万吨,折合碳酸锂386万吨。
1. 产能情况:
目前青海锂业(西部矿业100%)拥有10000吨碳酸锂(已经可以作为电池级销售)产能。根据协议,青海锂业会将其生产的碳酸锂按照4.8万元/吨的价格销售给锂资源公司,再由锂资源公司对外销售。
锂资源公司正在新疆1万吨碳酸锂产能,预计年底建成,18年预计生产碳酸锂6000吨;二期将在18-19年新建1万吨碳酸锂产能。
在扩产项目完成后,锂资源公司将拥有30万吨锂肥产能、2万吨碳酸锂产能和3万吨硼酸产能。
2. 资源情况:
锂资源公司拥有东台吉乃尔盐湖采矿权,可采储量碳酸锂孔隙度储量284.78万吨,给水度储量158.58万吨。卤水镁锂比40:1,做成老卤后,锂品位超过10克/升,镁锂比20:1。目前65方老卤可以生产1吨碳酸锂。锂资源公司因为并入了北大先行、西部矿业和中信国安的晒卤池,目前晒卤池70-80平方公里(15平方公里晒卤池差不多可做1万吨碳酸锂)。虽然没有全都在用,但做3万吨碳酸锂绰绰有余。
3. 技术与成本:
锂资源公司采用与青海锂业相同的ED膜技术进行除镁和锂富集。一次可以做出电池级碳酸锂,直接成本不到1.5万元。锂资源公司因为自动化程度更高,直接成本更低。
按照公司ED膜技术来看,建设1万吨碳酸锂生产线需要投资5.2亿元(包括基建)。
4. 产品与用户:
公司一次提纯出电池级碳酸锂已经直接向正极材料厂销售,15年买给正极材料厂和锂盐加工厂的比例为1:1,16年为2:1。正极材料厂反应在磷酸铁锂正极、NCM正极以及钴酸锂正极上可以应用,高镍的NCM和NCA需要再提纯一下才能用。
(三)蓝科锂业调研纪要
调研时间:2017/5/10
蓝科锂业是盐湖股份持股51.42%的控股子公司。前拥有盐田54万平方米,工业级碳酸锂产能1万吨。
公司2007年建厂,用的是北京核工业技术,07-10年的技术一直失败,准备破产,后来佛照带着俄罗斯技术过来,10-13年建立吸附塔和树脂车间,14年开始生产。
1. 公司资源情况:
公司使用的原料是盐湖集团(拥有查尔汗盐湖)生产钠、钾、镁以后的废液(老卤),过去每年排回盐湖的废液中含氯化锂30万吨,折合碳酸锂20万吨,锂原料丰富。目前盐湖集团按照每方老卤2元钱的价格向公司收费。
老卤中锂离子含量只有0.2克/吨、镁锂比200:1-400:1,只能采用吸附法进行除镁和锂富集。
2. 技术路线:
公司先将老卤进行强制蒸发(使用天然气),得到20-30克/吨的浓缩卤水,然后再吸附塔中进行吸附,用淡水反冲得到低镁锂比卤水;再次强制蒸发后,使用ED膜过滤得到纯度较高的氯化锂,再加入氢氧化钠沉镁,加入碳酸钠得到碳酸锂。
由于之前更换过技术,公司的设备之前是按照核工业技术采购的,现在已经部分更换为适合现有技术的设备,吸附塔等设备还在陆续更换中。与15年的生产工艺相比,公司加入强制蒸发装置,锂的回收率已经可以达到75%,更换为适合现有技术的吸附塔后,回收率有望继续提升至80%。
后端生产线是07年建立的,产品目前分为一级二级及合格品,目前正在对后端生产线进行改造,改造完成后,公司的产品质量将更加稳定。
目前公司部分产品主含量已经可以达到99.5%,但硼含量超标,现在还做不了电池级碳酸锂。
3. 产量及成本:
公司目前拥有碳酸锂产能一万吨,远期规划碳酸锂产能3万吨,氢氧化锂产能1万吨,金属锂产能1500吨。
14年公司生产1700吨碳酸锂,15年生产碳酸锂3705吨,16年因为技术改造等原因产量3800吨。预计17年生产7000吨。
公司目前拥有吸附塔120个(6个吸附塔对应1000吨产能),目前使用吸附塔54个,新建更适合现有工艺的吸附塔24个。吸附塔及强制蒸发改造将于6月30日完成。
公司于4月20日恢复生产,目前日产量在30吨到40吨之间,在改造完成后,公司可以实现全年生产,预计18年可以达到设计产能1万吨。
16年公司碳酸锂的生产完全成本在4.8万元左右,预计17年可以做到4万元左右。远期成本有望做到两万元上下。