近日，由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會主辦的2016年鋰產(chǎn)業(yè)論壇在青海西寧舉辦。青海東臺吉乃爾鋰資源股份有限公司總工程師李健在論壇上分析了中國電池級碳酸鋰生產(chǎn)概況及生產(chǎn)現(xiàn)狀、鹽湖電池級碳酸鋰關(guān)鍵指標(biāo)控制、鹽湖生產(chǎn)電池級碳酸鋰關(guān)鍵技術(shù)。中國電池網(wǎng)（微號：mybattery）整理了其主要觀點，以饗讀者。

一、中國電池級碳酸鋰生產(chǎn)概況：　

2015年，隨著中國鋰電池行業(yè)的井噴式發(fā)展，中國礦石法碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)全面轉(zhuǎn)向生產(chǎn)電池級碳酸鋰，其中直接下線電池級碳酸鋰產(chǎn)品占整體礦石法產(chǎn)量約80%。被中國鋰電池正極材料行業(yè)所普遍接受的中國礦石法電池級碳酸鋰標(biāo)準(zhǔn)如下（收集整理數(shù)據(jù)）：

2015年，全球的鋰輝石精礦基本運送到中國，并在中國制造為碳酸鋰產(chǎn)品。2015年，利用大量進口鋰輝石精礦及中國國內(nèi)各礦山所產(chǎn)出的少量鋰輝石精礦，中國碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)采用礦石法生產(chǎn)碳酸鋰產(chǎn)品的產(chǎn)量約4萬噸。其中約3萬噸為礦石法電池級碳酸鋰。2015年，中國鹽湖提鋰企業(yè)生產(chǎn)1.2萬噸碳酸鋰，其中4000噸為鹽湖電池級碳酸鋰產(chǎn)品。（以上電池級碳酸鋰產(chǎn)量為直接下線電池級碳酸鋰產(chǎn)品，不包括二次提純產(chǎn)量及氫氧化鋰產(chǎn)量。）

中國碳酸鋰企業(yè)在礦石法制備碳酸鋰技術(shù)的積累與應(yīng)用水平已達(dá)爐火純青，礦石法碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)全面掌握了無需二次提純，直接生產(chǎn)出電池級碳酸鋰技術(shù)，從鋰輝石精礦為原料的碳酸鋰生產(chǎn)裝置中直接下線電池級產(chǎn)品。中國礦石法碳酸鋰企業(yè)所生產(chǎn)的電池級碳酸鋰產(chǎn)品品質(zhì)基本能滿足現(xiàn)階段中國鋰電池正極材料生產(chǎn)的碳酸鋰原料要求。鹽湖碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)還未全面掌握鹵水提取電池級碳酸鋰技術(shù)，已經(jīng)能直接下線的鹽湖電池級碳酸鋰產(chǎn)品，在一些關(guān)鍵指標(biāo)上還有欠缺。

從1958年新疆鋰鹽廠建成投產(chǎn)以來，中國碳酸鋰行業(yè)經(jīng)過近七十年來的努力，中國礦石法碳酸鋰產(chǎn)能居全球首位。在礦石法生產(chǎn)碳酸鋰的工藝技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量上，也穩(wěn)居全球第一，為中國鋰電池的井噴發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

2008年，中國鹽湖碳酸鋰企業(yè)開始工業(yè)化量產(chǎn)碳酸鋰產(chǎn)品。2012年，中國青海鹽湖碳酸鋰企業(yè)編制完成鹽湖電池級碳酸鋰地方標(biāo)準(zhǔn)，并開始工業(yè)化量產(chǎn)鹽湖電池級碳酸鋰。2015年，中國國內(nèi)鹽湖提鋰企業(yè)所生產(chǎn)的碳酸鋰約1.2萬噸。2015年，中國國內(nèi)鹽湖提鋰企業(yè)直接下線鹽湖電池級碳酸鋰約4000噸。（注：以上數(shù)據(jù)不包括鹽湖碳酸鋰二次提純部份。）

二、中國鹽湖電池級碳酸鋰生產(chǎn)現(xiàn)狀：

中國鹽湖生產(chǎn)碳酸鋰的企業(yè)分別在青海海西地區(qū)與西藏自治區(qū)。中國青海海西地區(qū)，鋰資源分布在東臺吉乃爾湖、西臺吉乃爾湖、一里坪、別勒灘。上述湖區(qū)有相當(dāng)豐富的鋰、鉀、硼資源，其類型主要為硫酸鎂亞型鹽湖。

西藏鹽湖受限于西藏鹽湖區(qū)域的工業(yè)條件缺失，無法在鹽湖現(xiàn)場建立依靠于電力與熱能的現(xiàn)代化生產(chǎn)工廠。在現(xiàn)有條件下，西藏鹽湖的碳酸鋰生產(chǎn)依賴于碳酸型鹽湖鹵水通過自然蒸發(fā)形成粗碳酸鋰產(chǎn)品。西藏碳酸型鹽湖生產(chǎn)電池級碳酸鋰的工藝過程，其實是鹽湖現(xiàn)場依靠自然條件產(chǎn)出粗碳酸鋰，以及工廠化粗碳酸鋰二次提純過程。在現(xiàn)有條件下，制約西藏鹽湖電池級碳酸鋰生產(chǎn)的瓶頸，是鹽湖現(xiàn)場的粗碳酸鋰產(chǎn)量提升與成本控制。

西藏自治區(qū)擁有獨特的碳酸型鹽湖，已經(jīng)進入開發(fā)狀態(tài)的扎布耶鹽湖與結(jié)則茶卡鹽湖，可以通過鹽田濃縮形成主含量超過60%的粗碳酸鋰產(chǎn)品。

結(jié)則茶卡鹽湖已經(jīng)開始鹽田生產(chǎn)，試驗產(chǎn)出了主含量60%以上的粗碳酸鋰產(chǎn)品，其2015年粗碳酸鋰產(chǎn)量未知。扎布耶鹽湖在2015年產(chǎn)出約5000噸左右的粗碳酸鋰產(chǎn)品，折合為3000噸左右的碳酸鋰產(chǎn)品。2015年，扎布耶鹽湖粗碳酸鋰產(chǎn)品通過內(nèi)地工廠的提純精制工藝，形成了工業(yè)級的氫氧化鋰及碳酸鋰產(chǎn)品，并使用碳化法二次提純出電池級碳酸鋰產(chǎn)品。尤其需要指出的是，2015年，扎布耶鹽湖的粗碳酸鋰原料與礦石法碳酸鋰生產(chǎn)工藝結(jié)合生產(chǎn)取得成功，通過將粗碳酸鋰酸溶形成硫酸鋰溶液，摻合進入礦石法生產(chǎn)裝置，成功的聯(lián)合生產(chǎn)出電池級碳酸鋰產(chǎn)品。

2015年，青海鹽湖約生產(chǎn)9000噸碳酸鋰，其中由青海鋰業(yè)利用東臺吉乃爾鹽湖鹵水，使用離子選擇膜技術(shù)，實現(xiàn)工業(yè)量產(chǎn)的鹽湖電池級碳酸鋰約4000噸。其鹽湖電池級碳酸鋰產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)如下表：

2015年，隨著中國鋰電池行業(yè)的快速提升，青海鹽湖電池碳酸鋰地方標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足電池正極材料生產(chǎn)的品質(zhì)需求。現(xiàn)有地方標(biāo)準(zhǔn)的鹽湖電池級碳酸鋰僅適用低端鋰電池正極材料的生產(chǎn)。2015年，鋰電池行業(yè)普遍要求電池級碳酸鋰中，鎂低于50ppm，鈉鉀之和低于250ppm，氯根低于100ppm。因為青海鹽湖鹵水特性，青海鹽湖碳酸鋰產(chǎn)品中，普遍存在鎂、鈉、鉀、氯根高于礦石法碳酸鋰的情況。

三、鹽湖電池級碳酸鋰關(guān)鍵指標(biāo)控制

中國鹽湖碳酸鋰生產(chǎn)是從2008年才實現(xiàn)普遍工業(yè)化量產(chǎn)，投產(chǎn)之后即面對殘酷的市場競爭，需要集中精力去大幅度降低鹽湖碳酸鋰制造成本。鹽湖區(qū)域的惡劣環(huán)境，鹽湖鹵水的復(fù)雜組份，工業(yè)條件極度缺乏，加之前期碳酸鋰的持續(xù)低價，讓我們在2015年前沒有作好準(zhǔn)備，鋰動力電池需求井噴式增漲，我們在電池級碳酸鋰量價齊飛局面下措手不及。面對快速提升的電池級碳酸鋰要求，鹽湖電池級碳酸鋰關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)落后，需要針對性的解決關(guān)鍵技術(shù)問題，提升鹽湖碳酸鋰產(chǎn)品品質(zhì)，以符合下游鋰電池行業(yè)的品質(zhì)需求。

青海鹽湖鹵水的高鎂高鈉高氯根特性，造成碳酸鋰產(chǎn)品中關(guān)鍵指標(biāo)中Na、Cl、Mg的偏高。2015年，青海鹽湖的碳酸鋰生產(chǎn)主要由藍(lán)科鋰業(yè)與青海鋰業(yè)進行。藍(lán)科鋰業(yè)在2015年實現(xiàn)了吸附法生產(chǎn)碳酸鋰裝置的產(chǎn)能突破，但未直接下線電池級碳酸鋰產(chǎn)品。青海鋰業(yè)在2015年，利用離子選擇膜技術(shù)實現(xiàn)4000噸鹽湖電池級碳酸鋰的生產(chǎn)。

通過對上述兩種電池級碳酸鋰標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成份關(guān)鍵指標(biāo)分析，鹽湖電池級碳酸鋰紅色指標(biāo)必須修正以符合下游鋰電池正極材料生產(chǎn)的品質(zhì)需求。

四、鹽湖生產(chǎn)電池級碳酸鋰關(guān)鍵技術(shù)：

青海鹽湖電池級碳酸鋰生產(chǎn)所首先要解決的是高鎂鋰比鹽湖鹵水的鎂鋰分離難題。藍(lán)科鋰業(yè)采用鋰吸附劑工藝，通過對鹽湖鹵水中氯化鋰的選擇吸附與對鋰吸附劑淡水脫附形成氯化鋰溶液。青海鋰業(yè)采用離子選擇膜技術(shù)，通過對鹽湖鹵水中，鎂離子與硫酸根等二價離子的攔截形成氯化鋰溶液。萃取法提鋰及納濾膜技術(shù)也在高鎂鋰比鹵水提鋰中得到應(yīng)用，但還處于工業(yè)試驗與建設(shè)階段，尚未形成工業(yè)化量產(chǎn)。

2016年，青海東臺吉乃爾鋰資源股份有限公司啟動?xùn)|臺吉乃爾鹽湖電池級碳酸鋰生產(chǎn)技術(shù)的深入研發(fā)工作。根據(jù)中國鋰電池正極材料生產(chǎn)的原料要求，針對鹽湖電池級碳酸鋰幾項關(guān)鍵指標(biāo)進行修正，修正目標(biāo)為：鎂（Mg）小于50ppm，鈉（Na）小于220ppm，鉀（K）小于20ppm，氯（Cl）小于100ppm。要求在現(xiàn)有鹽湖碳酸鋰生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)裝置中，經(jīng)過技術(shù)升級，不經(jīng)過二次提純，一次性下線達(dá)到上述關(guān)鍵指標(biāo)控制的電池級碳酸鋰產(chǎn)品。

在東臺吉乃爾鹽湖已經(jīng)成熟應(yīng)用的離子選擇膜技術(shù)具有優(yōu)良的鎂鋰分離及鋰離子濃縮效果，同時離子選擇膜工藝攔截了鹽湖鹵水中絕大部份硫酸根、硼以及雜質(zhì)金屬離子，實現(xiàn)氯化鋰溶液的精制。通過離子選擇膜工藝所形成的氯化鋰溶液，其鎂離子濃度低于2克/升，鋰離子濃度高于12克/升。在離子選擇膜技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們針對鹽湖電池級碳酸鋰中關(guān)鍵化學(xué)成份指標(biāo)的控制，摸索并形成了以下技術(shù)方法：