锂产品项目
- 来源：青海省人民政府 | 时间：2007年03月28日
- 一、概述
格尔木市位于柴达木盆地边沿，靠近原料基地，盐湖矿产资源十分丰富，素有“聚宝盆”之称，是我国最主要的盐湖矿产资源富集区，探明盐类矿产总资源达345亿吨，其潜在经济价值占全省矿产潜在总价值的97％，具有得天独厚的资源优势、察尔汗盐湖保有氯化锂资源储量991．8万吨，为东、西台吉乃尔湖及一里坪三个矿区的一半。察尔汗盐湖锂资源丰富，为格尔木锂工业的发展提供了可靠的资源保证。
锂产品用途非常广泛，国内市场有较大需求。到目前为止，青海还没有一个工业化的锂产品生产企业，锂资源尚没有回收利用。格尔木市可以抓住这一时机，尽快实施锂工业化生产，使锂资源能得到综合利用，不但具有现实意义，而且还具有深远的历史意义。
二、锂资源概况
察尔汗盐湖靠近格尔木市，规划近期发展锂工业，主要是从察尔汗盐湖提钾后的老卤中回收锂产品。
青海锂资源主要集中在海西州。截止2002年底，柴达木盆地累计探明盐湖矿产资源储量345．9亿t，占全省矿产潜在总价值的97％。
青海盐湖工业集团有限公司以及青海昆仑矿业有限公司，均以察尔汗盐湖为原料生产钾肥。“十五”末期青海省钾肥年生产能力将会达到220～240万吨。生产实践证明，每生产1吨钾肥可产出40m3的老卤，按年产200万吨钾肥计算，可年产老卤8000万m。，估计其中含金属锂1万吨多。这为格尔木市建设锂产品项目提供了有利的资源保证。
西藏也具有丰富的锂资源。目前西藏扎布耶盐湖生产粗级碳酸锂，格尔木是西藏通往内地的门户，将来西藏的粗级碳酸锂大部分可以放在格尔木深加工，可以大大降低运输费用，降低锂产品的成本，提高企业的经济效益。这种设想对格尔木和西藏都是有利的。所以在格尔木建设锂产品项目，既可以利用盐湖资源，又可以利用西藏的原料，建设锂产品工厂的原料是可靠的。
三、锂产品市场前景
锂产品的品种越来越多，应用范围也越来越广。锂的应用发展趋势和几种产品需求预测如下：
锂的前景取决于锂产品应用高层结构的变化。目前，陶瓷、玻璃、炼铝以及催化剂仍然是锂的主要的消费领域，用锂量较大，这种状况短期不会改变。近十年来，锂也广泛用于_生产铝锂合金、锂电池、核聚变能，光电行业等新兴应用领域，这些领域的发展将会推动锂消费量的增长，因此，在世界范围内的锂工业前景也是比较乐观的。
世界锂的增长速度平均为6％，我国的增长速度，约高于世界的增长速度，约为6·5％，以1996年世界生产金属锂7822t计，虽然我国发展速度较快，但占世界总的产量还偏小，只占14～15％，可见我国碳酸锂的产量还要扩大，另外锂盐产品的增加，消耗碳酸锂的数量也要增加。
四、发展目标
1．近期发展目标
氯化锂 20000吨／年
无水氯化锂 2500吨／年
工业级碳酸锂 10000吨／年
金属锂 200吨／年
高纯金属锂 50吨／年
2．中期发展项目
钴酸锂、锰酸锂 1000吨／年
3．远期发展项目
锂离子电池 1亿只／年
五、项目实施设想
1．近期发展项目
(1)产品方案及规模
年产工业级氯化锂20000吨／年无水氯化锂2500吨／年工业级碳酸锂10000吨／年金属锂200吨／年高纯金属锂50吨／年
2．工艺选择
目前从盐湖卤水中提锂有蒸发结晶分离法、沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法。
蒸发结晶分离法：综合利用卤水资源，采用一系列蒸发结晶结合其他提取工艺，先从卤水中回收钠、钾、硼、溴、碘等有用组分，再从最后的母液中提锂。提锂工艺的关键是除去母液中的钙、镁。使用烧碱除镁，加人纯碱沉淀钙，最后浓缩母液用纯碱沉淀碳酸锂。由于大量使用烧碱和纯碱并增加蒸发量，致使锂盐产品成本较高。
沉淀法：在含锂较高的卤水中，加入沉淀剂将锂与其他盐类分离。先从卤水中回收钠、钾、硼、溴、碘等有用组分，锂含量达到适当浓度后，用石灰除去卤水中的钙镁杂质，然后加入碳酸钠使锂以碳酸锂形式析出。该方法适用于低镁锂比盐湖卤水提锂，1967年在美国银峰盐湖实现工业化，1984年，类似的提锂工业在智利阿塔卡玛盐湖得到工业化应用。
溶剂萃取法：萃取法是从60年代发展起来的，是从低品位卤水中提取锂的行之有效的方法。关键是要找到理化性能好、选择性高的锂特效萃取剂。磷酸三丁酯(TBP)是国内外研究较多的一种萃取剂，但锂镁的分离效率低，且由于TBP体系的腐蚀性强，并需要添加大量的MCl3、FeCl3等作为金属络合阴离子共萃剂，不利于商业应用。冠醚是近年发展起来的一种新型萃取剂。冠醚具有通过静电能的作用同离子半径与内腔相匹配的阴离子相结合、对不同半径的阳离子络合物其稳定常数产生巨大差异的特殊性能，最适合萃取锂的冠醚是14冠4，萃取pH．为10～11，在冠醚上引入吸电子功能团有利于提高冠醚的选择性。冠醚类试剂对锂有较好的选择性。但目前仅限于实验研究阶段，尚无工业应用报道。溶剂萃取法的锂回收率及产品纯度高，综合开发钠、钾、镁、锂等资源较为理想。
离子交换吸附法：有机离子交换树脂直接用于卤水中分离锂的研究并不多见，主要原因是有机离子交换树脂对锂与其他阳离子的分离效果较差。通常在交换溶液中配人80％～95％的甲醇抑制其他阳离子的交换。由于大量使用甲醇，在技术上难以实现工业化生产。无机离子吸附剂对锂有较高的选择性，特别是一些具有离子筛功能的特效无机离子交换吸附剂的研制和开发，将成为从稀溶液中提取有用元素的有效方法之一。无机离子交换剂发展最快，有些研究成果已进行半工业化试验，获得较好的效果。自20世纪70年代以来，国内外学者就着手于开始研究，试图找到对锂具有特殊选择性和高交换容量的无机离子交换剂。就稳定性、选择性和吸附量来考虑，离子筛型吸附剂最有发展前途。
其他分离方法：美国钾碱和化学公司从西尔斯盐湖卤水中提取锂采用浮选法，方法是在煮解三效蒸发过程析出的复盐时，有许多溶解度较小的锂盐悬浮于溶液中，煮解液送入浮选槽，加人起泡剂浮选这些锂化合物，得到主含磷酸锂钠的精矿。精矿经浓硫酸分解后制取磷酸和碳酸锂，锂的收率为88％，浮选法通常比结晶分离法收率高20％左右。
根据以上对各流程分析，结合我国现有的实际情况，建议选择北京化工冶金研究院新研究的离子交换法。
工业LiCl.H20产品可以用业Li2C03转化而成，如浓缩液含UCl．H20品位高，亦可进一步浓缩结晶获得，可以通过工业试验确定。
金属锂的生产工艺：当前金属锂唯一的工业生产方法是氯化锂一氯化钾熔盐电解法。电解质中氯化锂为55％，氯化钾为45％，电解在460℃左右进行。锂的比重小于电解质的比重而上浮，沿导管流出槽外，在液体石腊中固化成锭。所得金属锂的纯度不低于99％。
高纯金属锂的生产工艺：国外提纯金属锂的方法有：真空蒸馏法、过滤法、区熔法、吸收法、氢还原法以及精馏法等。国内一般采用真空蒸馏法、电解锂在670℃真空蒸馏，可以获得含钠小于0.005％的高纯锂。真空蒸馏对降低氧、氮、磷含量也很有效，但能量消耗大、产量低，产品质量含Li≥99．9％。
金属锂易燃，必须包装在盛有矿物油或充有氩气的铁皮筒中，严格密封。
六、主要技术经济指标
总投资6亿元，销售收入5．8亿元，总成本4．2亿元，利润总额1．2亿元，投资回收期6年，老卤46052500m3／年，Na2C0360000吨／年，耗水200吨／he，耗电300万度。
七、中期发展一钴酸锂、锰酸锂项目
锂电池与通用电池比，具有寿命较长、功率较大和能量较高，并能在高、低压下使用的特点。因此，锂离子电池应用范围越来越广，由在移动电话、摄像机、笔记本电脑等便携式电器上的应用，发展到在电动汽车、航天器等新领 域上的应用。所以华离子电池自90年代初开发成功以来，技术和产业化发展速度迅猛，2000年和2001年全世界锂离子蓄电池产量分别达5亿和5．5亿．只占充电电池市场的三分之一。2002年，锂离子电池将达7．4亿只，而聚合物锂离子电池将达5000万只，它们的年增长率分别为35％和119％。按照日本和台湾分析报告。手机锂离子电池目前还是主流产品。2001年占手机币场的58·8％。世界锂离子蓄电池的生产目前几乎被日本人垄断，生产技术王要也被日本主要的生产厂商，如三洋、索尼、松下、东芝、日立等所垄断。在锂离子电池厂家中，日本的三洋为第一位(28％)，其次是索尼(19％)和松下(1％)。以上三家就占了世界市场的64％。目前除日本外，韩国三星、LG和SKC 以及台湾企业也生掌锂离子蓄电池。
据预测，到2005年世界电动车年销售量为72万辆,2010年为170万辆。至2005年，电动车市场各种电池占份额为：MH／Ni电池64％；锂离子电池15％；铅酸电池11％，锂聚合物电池2％；Na／NiCl2电池和锌／空气电池各占1．5％0 MH／Ni电池将成为纯电动汽车电池的主力军。预计在2006～2012年期间，当锂离子电池进一步发展时，MH／Ni的市场份额将缩小。锂离子市场份额将会扩大。
日本尼桑汽车公司，1998年在日本市场销售的电动车采用索尼公司的锂离子电池，一次充电行驶距离为124km，充电5小时后，最大速度为75k∥h．是传统铅酸电池的3倍，比MH／Ni电池高约50％，且循环使用寿命长，可达1200次，使用寿命约为10年。尼桑公司相信大规模生产时，锂离子电池价格可与铅酸电池竞争。
我国天津电子18所自1993年起开展了锂离子电池的研制和技术攻关．1997～1998年建成了我国第一家锂离子电池中试线。到目前为止，我国已有 15家锂离子电池生产厂，总生产能力年达2～3亿只，成为继日本生产厂商后第二大锂离子电池生产基地。生产比较典型的有手动生产锂离子电池的深圳比亚迪公司和全自动生产技术为代表的天津力神电池股份有限公司，都成为MOTOROLI公司的合格供应商。使日本电池公司将电池价格下调，目前由于锂离子电池价格全世界范围内的降低，促使某些电池在日本生产已经没有利润，因此日本的锂离子电池公司开始向中国投资建厂。如SONY、SANYO、GS等开始在无锡、北京、武汉等地设厂。
由于锂电池的迅猛发展，对锂的需求也越来越大，目前生产锂电池的含锂材料主要是：LiC002、LiCoNi02、LiMn204、锂钴锰氧化物、六氟磷酸锂、铁酸锂等。目前锂电池作正极材料主要是钴酸锂、锰酸锂和镍酸钴锂和铁酸锂、钴酸锂效果很好，但价格高，锰酸锂和镍酸钴锂在试用阶段，铁酸锂还在研究；六氟磷酸锂是最为常用的电解液；负极材料主要是石墨、碳等，目前除负极材料外，其他材料大部分都进El。
锂离子电池材料目前我国已达到的LiC002材料年产能力约为1000吨；而年产2亿只电池(按18650计电池牌号)约需LiC002 材料2800吨左右；若电动自行车、电动汽车用锂离子电池得以发展，材料的需求量更大。
手机是锂电池的主要用户之一，据2000年的统计，仅日本国内就有手机5000万部，平均每三人中就有一部，而全世界的手机已达5亿部。现在我国的手机用户以每月500万部的速度增加，2002年底手机用户将达到2亿。按照每部手机只使用一块电池计，每月估计电池需求量为500万只，这形成了一个不断增长的巨大市场。信息产业部传出消息2005年亚洲地区的手机总销量将达5.75亿，当年中国的手机产量将达到2．33亿。手机市场的扩大带动了国内企业开展生产钴酸锂的热潮。
目前国内钴酸锂生产厂约20多家，但据业内人士的估计，国产的约480吨～500吨，约占国内需求的20％。如果按照每吨约25万元人民币的价格计算，到2004年，国内钴酸锂市场容量大约是12．5个亿。国内产量比较大的生产厂是浙江余姚市金和实业有限公司，年产钴酸锂能力为500吨。目前正在筹建新增500吨的能力，预计在2003年3月完成总规模达1000吨／年，除满足国内客户外，其余销往台湾、韩国等周边国家和地区。
六氟磷酸锂是制造锂电池的主要原料，日本和德国较好地解决了六氟磷酸锂电解质材料，合成技术并形成批量产品。日本的桥本、森田及关东电化加上中国台湾四家生产六氟磷酸锂。
预计到2003年。全球锂电池的需求约为34．6亿只，电解液的需求为770吨。
1．建设规模：钴酸锂、锰酸锂1000吨／年
2．主要技术经济指标
总投资0．8亿元，销售收入1．3亿元，利润总额0．3亿元，投资回收期5年，电耗800万度／年，水耗50吨／年。
3．远期发展项目一锂离子电池
产品产量：锂离子电池1亿只
产品质量：满足各类用户的要求。如手机、电动汽车、电动摩托车、电动自行车以及其它电子、电气等客户的要求。
项目投资：估计投资3亿元。
八、三废处理
在锂盐和金属锂的生产过程中，部分废液排出，但这部分废液没有新增有害杂质，可以单独设废湖池或无使用价值的山谷中堆存。为保证原有卤水的成份，就不要排放到待回收处理的湖池中。
电解金属锂将含有氯气产生，每生产l公斤金属锂，将会产生约5kg的氯；年产200吨金属锂，就要产出1000吨氯。有两种回收方案，一是全部生产聚氯乙烯，另外就是液化装瓶生产液氯，市场销售。
九、优惠政策
按照青海省人民政府颁布的“青海省人民政府关于印发《实施西部战略若干优惠政策措施》的通知”(青政[2003]35号)执行。
十、联系方式
联系单位：海西州经济贸易委员会
地 址：德令哈市昆仑路8号
邮政编码：817000
联 系 人：赵强 张遇 祁忠智
联系电话：0977—8219081
传 真：0977—8219087
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