对锂技术蓬勃发展的深度解读-系列报告之二

特别值得关注的是一些中国公司如何针对其盐湖锂资源的不同特点，因地制宜地开发出适用于独特盐湖成份的“定制”技术。

正如我们在本系列报告第一期中所述，中国大型盐湖锂资源的开发面临盐湖镁锂比高、海拔高，以及锂产品品级不及锂辉石工艺路线等诸多问题。

传统方法

首先，我们总结了传统盐湖提锂的工艺方法：

太阳能蒸发/沉淀法

该方法历史悠久，可以说是最常用和应用最广泛的方法，南美洲（“锂三角”地区）的许多盐湖都在使用这种方法。其过程是利用太阳能蒸发得到浓缩富锂卤水，再加入沉淀剂将锂离子提炼出来。该方法成熟可靠又简单易行，但对盐湖卤水的特定属性要求很高，仅适用于低镁/锂比盐湖卤水。

在中国，这种沉淀法被称为“太阳池结晶法”，它与前者具有相同的基础技术，并同样受限于低镁锂比的要求。因此，该方法仅在西藏矿业运营的扎布耶盐湖使用，该盐湖的镁锂比约为0.019。

电渗析法

电渗析法使用离子交换膜分离镁和锂离子。研究表明，其对锂的提取率可达80%以上，镁的提取率可达95%以上，且原卤还可循环利用。该方法在东台吉乃尔盐湖应用，成功解决了盐湖卤水镁锂比高的问题。盐湖卤水中所含的钾等其他元素也可以有效地分离和利用。该方法因其纯物理分离的特性和对环境的危害十分有限而受到赞誉，但也存在预加工成本高和离子交换膜损耗快等问题。该方法的碳酸锂生产成本约为6万元/吨（约合9,400美元/吨）。

纳滤法

与电渗析法类似，纳滤法也使用膜来分离锂离子。一里坪盐湖采用的就是这种方法，其生产成本约为3万元/吨（约合4,700美元/吨）。该方法也可以与反渗透（RO）膜配套使用，但成本会上升至约6万元/吨（约合9,400美元/吨）。纳滤法仅能适用于镁锂比低于30的盐湖卤水，否则就要采用电渗析或吸附法。

溶剂萃取法

该方法通过使用混合有机溶剂引发化学反应进行萃取，因此不受特定镁锂比要求的限制。但其主要问题是化学溶剂会引发严重的环境问题，并通常会导致高昂的环保成本，所以该方法并未得到大规模应用，目前所知仅有大柴旦盐湖在使用该方法。

煅烧法

该方法最早实现工业化生产，但已被逐步淘汰。在窑炉中以700-900摄氏度的高温对化合物进行煅烧脱水，整个过程不仅能源消耗非常高，还会产生大量有毒气体，因而会对环境造成危害。中信国安过去就曾采用这种方法。

技术进步

下文介绍中国一些盐湖企业为适应高海拔作业和高镁锂比盐湖卤水而开发的一系列新技术：

电化学脱嵌法——适用于高海拔盐湖

这是一项新发明的技术，专门针对高海拔盐湖，致力降低生产成本和单位能耗，中南锂业拥有这项技术的专利。由中南锂业与西藏阿里锂源矿业于2021年6月共同组建的合资企业——西藏锂能将采用该技术，并力争在2022年底建成投产，目标年产能1万吨碳酸锂当量（LCE）。

该方法以提高回收率和能够处理不同类型的盐湖卤水而闻名。碳酸锂的生产成本低于2万元/吨（约合3,200美元/吨），且整个过程无毒环保。

双极膜电渗析法——适合高镁/锂比和直接制取氢氧化锂

该方法专门针对中国盐湖卤水的高镁锂比问题，并可直接制取高品质的氢氧化锂。与传统的氢氧化锂生产技术相比，该方法能耗较低，并且不再需要使用苛化法利用碳酸锂制备氢氧化锂。双极膜电渗析尚未实现商业化，并且仍在测试中。

值得注意的是，电化学脱嵌法和吸附法也适用于高镁锂比盐湖卤水。

吸附法——降低成本、提高效率

使用吸附剂分离锂离子的技术已在工业生产中应用多年。中国企业对该技术继续加以改进，以优化整体流程并实现更大规模的生产。这项技术相对环保，已被蓝科锂业在察哈尔盐湖用于大规模工业化生产。

蓝科锂业之前采用铝盐吸附剂，该吸附剂的优势是分离率高、损耗低且使用周期长，但其吸附容量相对较小，成本还有进一步降低的潜力。蓝科锂业的技术进展之一是将膜法与吸附法相结合，拓展了吸附法的应用。目前，蓝科锂业已成功将这项综合技术应用到生产中，预计年产能将达1万吨LCE。

2021年8月，西藏珠峰还与久吾高科签署了合作框架协议，使其可以在阿根廷SDLA项目中，为一项2.5万吨的扩产计划试用这种吸附耦合膜法。根据一份公开报告显示，这项综合技术有望使其提前18个月达到目标产能，从而大幅降低成本。

盐湖对于中国未来的发展十分关键

过去，中国企业盐湖提锂技术面临的主要困难是与南美地区相比，中国盐湖的镁锂比高（见表1）。锂浓度低也意味着任何大规模生产的初始投资都非常高。据市场人士透露，一条1万吨产能的生产线可能需要5至8亿元人民币的初始投资。锂浓度低也限制了产能扩张，这一直是中国提高盐湖锂产品供应的主要障碍。

技术改进的另一个重点领域是生产成本。使用进口锂辉石的优势在于其稳定的化学成分和高纯度的产品。平均而言，目前使用锂辉石生产电池级碳酸锂的成本相对较低。

盐湖卤水的杂质含量通常较高，因此对于电池级碳酸锂和氢氧化锂的生产不太理想，但它们可用于工业级碳酸锂用途，而这可能会有助于缓解市场其他领域的供应紧张。

展望未来，随着电动汽车市场的蓬勃发展以及对动力和蓄电池的需求不断增加，这些技术或者大规模盐湖提锂技术的综合应用还将继续取得长足发展。如下图所示，我们预计中国盐湖提锂产能将在短期内大幅增加。随着锂需求的增加，技术进步已经加速，中国的盐湖锂资源有望成为可靠的原材料来源。

作为全球主要精炼基地，国内盐湖提锂产能的扩大对中国还具有重要的战略意义，因为这会减少中国对进口材料（例如来自澳大利亚的锂辉石）的依赖。