傳統(tǒng)提鋰方法往往存在資源利用率低、能耗高、成本昂貴等問題,限制了鋰資源的廣泛開發(fā)與應用。因此,探索一種低成本,性能比高的提鋰技術,對于促進鋰產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。今天介紹一種低成本的提鋰方法,該方法不僅能夠利用多種含鋰資源,包括鋰輝石、鋰云母礦石、鹽湖鹵水、地下鹵水以及丁基鋰生產(chǎn)過程中的鋰渣,還通過一系列工藝步驟實現(xiàn)了從多種含鋰資源中提取碳酸鋰的目標。
該方法在于對多種含鋰原料的綜合利用。該方法的核心在于構建了一個資源節(jié)約型的提鋰流程,實現(xiàn)了對多種含鋰原料的綜合利用與深度轉化。具體如下:
一、原料預處理
固態(tài)原料處理:首先,對鋰輝石、鋰云母礦石等固態(tài)含鋰原料進行破碎與篩分,這一步驟旨在減小原料顆粒尺寸,提高比表面積,為后續(xù)反應提供更大的接觸面積和更快的反應速率。
液態(tài)資源凈化:對于鹽湖鹵水、地下鹵水等液態(tài)資源,采用先進的濃縮與凈化技術,如膜分離、離子交換或溶劑萃取等方法,有效去除其中的雜質離子,提取出高純度的鋰溶液,為后續(xù)反應奠定堅實基礎。
副產(chǎn)物再利用:該方法還創(chuàng)新性地將丁基鋰生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鋰渣納入原料范疇。通過適當?shù)念A處理,如破碎、分選或化學改性,使鋰渣中的鋰元素得以有效回收,實現(xiàn)了資源的利用和循環(huán)經(jīng)濟的理念。
二、反應前驅體制備
在獲得純凈的鋰源后,根據(jù)化學反應原理,將鋰源與適量的碳酸鹽(如碳酸鈉、碳酸氫鈉等)按比例混合均勻,形成反應前驅體。此步驟的關鍵在于確?;旌衔锏木鶆蛐院头磻镏g的充分接觸,為后續(xù)化學反應的進行創(chuàng)造條件。
三、反應與沉淀
接下來,將反應前驅體置于適當?shù)姆磻校ㄟ^機械研磨的方式進一步增大反應物之間的接觸面積,加速反應進程。在精準控制的溫度和壓力條件下,前驅體發(fā)生化學反應,生成碳酸鋰沉淀。
四、后處理與精制
生成的碳酸鋰沉淀需經(jīng)過一系列的后處理步驟,包括過濾、洗滌以去除附著在沉淀表面的雜質和多余溶液;干燥以去除水分,得到初步的產(chǎn)品。為了進一步提升產(chǎn)品質量,還需進行碳分和煅燒等后續(xù)工序。碳分過程通過精細調控溫度和氣氛條件,使碳酸鋰中的雜質進一步分解或轉化為易去除的形態(tài);煅燒則通過高溫處理改變碳酸鋰的結晶度和物理性能,如顆粒大小、形狀和分布等,使其更加符合電池材料的制備要求。
經(jīng)過上述工藝制備的碳酸鋰,不僅純度高、結晶度好,而且雜質含量低,符合電池級碳酸鋰的標準。這種電池級碳酸鋰,作為鋰離子電池正極材料的重要原料,具有化學性能和穩(wěn)定性,能夠提升電池的能量密度、循環(huán)壽命。