碳酸锂两种主要来源和生产工艺

电池、陶瓷、玻璃和润滑剂是锂的主要用途。碳酸锂的需求预计将从 2015年的265吨增加到2025年的498吨。锂目前由主要原材料生产，即卤水和矿物（例如锂辉石、透锂长石）。最有效且最具成本效益的锂生产方法是从盐水中生产。卤水含有从火山岩浸出的锂，并且锂含量差异很大。卤水来自智利、阿根廷、玻利维亚和中国高山撒拉族的高度集中的锂矿床。

一般来说，锂电池和蓄电池可以通过火法冶金、湿法冶金和生物冶金进行加工。然而，几乎所有锂电池回收工艺都是混合工艺。它们包括在通过湿法冶金工艺进行最终金属回收之前的机械和火法冶金处理。电解质、粘合剂和塑料包装等物质只能通过热处理或机械处理来去除。在许多工厂中，锂离子电池加工并未充分利用材料潜力，因为锂在火法冶金加工过程中转移到炉渣中，并且回收了镍、钴、锰、铜等金属及其合金。

锂生产可分为两部分：从原材料生产锂和从废物或再生材料生产锂。在初级锂加工方法中，锂是由盐水和矿物制成的，例如锂辉石、透锂长石或锂粘土。下面介绍两种提锂的方法。

1. 从盐水中生产锂

盐水中含有盐的混合物，例如钠、钾、钙、镁、硼和锂的氯化物和硫酸盐，这些盐可以通过在池塘中蒸发来回收。锂主要以碳酸锂 (Li 2 CO 3 ) 的形式通过蒸发获得，该过程包括利用太阳能在池塘中蒸发咸水 12-18 个月。干扰最大的元素是镁，它可以通过使用碳酸钠（Na 2 CO 3）和石灰（CaO）的两步沉淀来去除。

卤水分为地热卤水、油田卤水和陆相卤水三类，其中后者是世界产量的最大来源（59%）。大多数卤水中的锂含量估计为 200 至 700 ppm，少数卤水含有 600 至 1500 ppm Li。由于世界各地不同盐水的化学成分不同，每个锂工厂的工艺细节可能有所不同。

对于来自阿塔卡马盐沼和乌尤尼盐沼的盐湖卤水，镁含量较高，太阳蒸发会使镁以光卤石、水氯镁石和锂光卤石的形式沉淀出来。如果镁产品能够回收，那么高含量的镁（1%及以上）代表着更高的价值。

安等人开发了一种处理来自乌尤尼盐沼的盐水的工艺，该工艺涉及使用石灰将镁沉淀为氢氧化物。石膏 (CaSO 4 ∙2H 2 O) 和硼酸盐也与 Mg(OH) 2共沉淀。混合浆料必须进一步处理以回收镁。或者，Mg(OH) 2 CaSO 4 ∙2H 2 O。第二个沉淀阶段使用草酸钠以草酸钙的形式去除 Ca。草酸钙沉淀物被煅烧成CaO并在第一沉淀阶段重复使用。下一阶段是通过沉淀进行纯化，以去除污染物，如铁、铝和贱金属，然后通过蒸发浓缩锂，并在80–90 °C 下通过使用 Na 2CO碳酸化回收为 99.5% Li2CO3。

2.从矿物中生产锂

在含锂矿石中，锂辉石是最常见的矿物，在世界各地已被商业开采和加工以生产锂化合物。锂由锂辉石在回转窑中经1100℃（α>β）重结晶焙烧生产。随后，将 β-锂辉石冷却至 65 °C，研磨（<149 µm），并用浓咖啡进行焙烧。H 2 SO 4在250 °C 下得到可溶的Li 2 SO 4和Al 2 (SO 4 ) 3以及不溶的残余物。将焙烧的混合物溶解在水中，用CaCO 3中和过量的H 2 SO 4，这导致CaSO 4、铁和铝杂质沉淀。镁成分用CaO沉淀，添加的钙用Na 2 CO 3沉淀。过滤后，用硫酸调节溶液的pH并蒸发浓缩。Li 2 CO 3在90–100 ° C下用Na 2 CO 3溶液沉淀，离心，洗涤，干燥。

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