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        中国产业信息网

        2020年云母提锂市场分析:云母提锂是中国锂资源的重要补充[图]

            一、锂资源现状

            到2020年底,全球锂资源量约为8600万吨,其中南美“锂三角”地区(智利、阿根廷和玻利维亚交界处的高海拔湖泊和盐沼)的锂资源总量占全球锂资源总量的近60%。其他资源丰富的国家包括澳大利亚、美国和中国,其中澳大利亚拥有630万吨锂资源,其中大部分是硬岩锂矿,它是世界上最大的硬岩锂矿出口国。

        2020年主要锂资源国查明资源量情况

        资料来源:USGS、智研咨询整理

            智研咨询发布的《2021-2027年中国锂行业市场发展调研及竞争战略分析报告》数据显示:中国锂资源储量约占全球锂资源储量的6%。比中国锂资源占比高的有玻利维亚(24%),阿根廷(23%),智利(11%),美国(9%),澳大利亚(8%)。

        2020年全球锂资源储量占比

        资料来源:USGS、智研咨询整理

            中国锂资源约714万吨,主要分布在青海、西藏、新疆、四川、江西、湖南等省。锂资源分布相对集中。青海、西藏和四川的锂资源储量占国内锂资源储量的绝大多数。其中,西藏和青海为盐湖卤水型,硬岩锂矿床主要分布在四川、江西、新疆等地。

        2020年中国云母资源占比

        资料来源:中国地质调查局、智研咨询整理

            中国盐湖锂资源占80%以上,其中青海为310.4万吨,西藏为222.3万吨,湖北为50.61万吨。锂辉石占10.9%,四川资源量76万吨。锂云母占7.5%,江西34.2万吨,湖南16.5万吨。我国盐湖卤水镁比例高,自然条件差,

        盐湖锂的提取有限,锂的来源主要为锂云母和锂辉石。

        产地
        资源量(万吨)
        锂资源形式
        青海
        310.04
        盐湖卤水
        西藏
        222.3
        盐湖卤水
        四川
        76
        锂辉石
        湖北
        50.61
        盐湖卤水
        江西
        34.2
        锂云母
        湖南
        16.51
        锂云母
        其他
        4.35
         

        资料来源:中科院盐湖所、智研咨询整理

            二、主要企业

            2020年全球动力电池厂商中,宁德时代占据 24.6%份额,国轩高科占据2.2%份额。其他占据份额较大的还有LG化学(22.5%),松下(18.1%)。

        2020年全球动力电池装机份额

        资料来源:SNE、智研咨询整理

            在国内动力电池制造商中,宁德时代占50%,国轩高科占5.2%。宁德时报和国轩高科是世界知名的锂电池供应商。宁德具有坚实的领先地位。国轩是中国动力锂电池的领导者之一。为了保持上游锂资源的稳定供应,全球电池厂、主机厂和材料企业围绕上游资源争夺的材料越来越多。

        2020年国内动力电池装机份额

        资料来源:中汽城、智研咨询整理

            三、云母提锂

            根据锂资源的现有形态,锂提取技术可分为矿石提锂和盐湖提锂。其中,矿石提锂可分为锂辉石提锂和锂云母提锂。矿石提锂和盐湖提锂适用于不同类型的原料、不同的生产工艺和不同等级的锂盐产品。根据中国有色金属工业协会锂分会的数据,锂辉石仍然是中国生产碳酸锂和氢氧化锂的主要原料。从矿石中提取锂在制备氢氧化锂方面具有一定的优势。

        三种提锂技术对比

        -
        盐湖提锂
        锂辉石提锂
        锂云母提锂
        资源方面
        青海盐湖中的锂资源占我国锂储量的80%以上,储量丰富
        我国锂辉石矿资源量少,国内锂辉石提锂加工企业原料供应的 90%依赖进口
        我国拥有亚洲储量最大的锂云母矿,资源丰富
        生产成本
        生产成本一般较低
        主要依赖进口,运输成本高,造成生产成本过高
        生产成本占优
        技术难度
        青海盐湖卤水中含镁较高,单位含锂 量偏低,镁锂分离技术难度大
        原料化学组成较稳定简单且杂质含量很低,因此生产工艺流程简单,技术 难度小
        锂云母相对含锂量低,云母提锂技术受到制约
        面临现状
        青海省盐湖提锂技术取得重大突破,但企业产能释放仍面临挑战
        依赖国外进口
        现阶段我国云母提锂仅占矿石提锂的2%左右,提取技术上的突破将会带来 巨大的开发空间
        主要提锂技术
        吸附法、煅烧浸取法、萃取法和膜法、沉淀法、电渗析法
        硫酸焙烧法、氯化焙烧法、石灰石焙烧法、压煮法
        石灰石烧结法、硫酸盐焙烧法、硫酸法、氯化焙烧法和压煮法

        资料来源:《轻金属》、智研咨询整理

            锂辉石本质上是含锂的铝硅酸盐。从化学式来看,锂云母的成分比较复杂,萃取过程中杂质较多。其中,氟在反应过程中容易产生氢氟酸,腐蚀设备,导致无法连续生产。因此,锂云母在原料提取和锂盐提纯方面难度较大; 锂云母2含量比锂辉石低,单耗大。因此,从云母中提取锂的加工成本高于锂辉石。

        锂辉石和锂云母物化性质比较

        名称
        锂辉石
        锂云母
        化学式
        LiAl[Si2O6]
        K( Li,A)3[Si3AlO10](OH ,F)2
        理论品味
        8%
        7.8%
        实际品味
        1.5%-7%
        3%-4%
        晶型
        单斜晶系
        单斜晶系
        外观
        柱状、粒状、板状
        层状
        颜色
        灰白、灰绿、黄
        紫、粉
        密度
        3-3.2
        2.8-2.9
        莫氏硬度
        6.5-7
        2-3
        典型矿山
        澳大利亚格林布什矿山
        江西宜春钽铌矿

        资料来源:公开资料整理

            锂云母提锂方法主要有石灰焙烧法、硫酸焙烧法、硫酸盐焙烧法、氯化焙 烧法和压煮法。目前,经过过年的反复尝试,硫酸法基本被淘汰,厂商多 使用复合盐焙烧法,且基本定型。

        云母提锂五大主流技术路线

        云母提锂技术
        原理
        优点
        缺点
        石灰石烧结法
        将锂云母与石灰石混合磨细后在 9001100℃条件下焙烧,使其中的碱金属都能 够转化为易溶于水的化合物,之后采用水 浸的方式提取其中的锂资源。
        提锂工艺原料易得,成本低
        该工艺焙烧过程中温度可达到 900-1100℃,能耗较高,锂的回收率低,且处理过程中渣量大, 渣难以再利用,易造成严重的二次污染。
        硫酸盐焙烧法
        采用硫酸盐与一定量的锂云母在高温下焙 烧,将锂云母中的锂转化为易溶解的硫酸 锂,之后采用水浸的方法回收其中的锂资源。
        具有通用性,几乎能分 解所有的含锂矿石,且 锂云母中的铝几乎不会 被置换出来进入硫酸锂 溶液中而造成除铝的麻 烦,杂质含量少,浸出 率比较高,工艺简单。
        要保证锂的浸出率,需要消耗较多的 K2SO4,溶液中的硫酸钾和硫酸钠浓度较高,与硫酸锂容 易生成溶解度较低的 Li-Na-K 或 Li-K 的复盐,产品也常被钾污染,能耗比较高,矿渣量大且难 以利用,成本高,昂贵的铷铯留在矿渣里无法提取,并且高温焙烧过程会有较多的氟和硫化物废气挥发,环境污染比较重。
        硫酸法
        采用硫酸与锂云母反应,氢离子替代锂离 子,生成可溶性硫酸锂,浸出液净化除杂 后加入碳酸盐反应得到碳酸锂沉淀,分为 硫酸焙烧浸渍法和硫酸浸出法。
        避免了高温焙烧,能耗低,反应温度低,是比较高效的提锂工艺,废渣量小。
        对锂云母的细度有要求,锂云母需要球磨达到一定的细度之后才能满足浸出率的要求,反应时间 也比较长;浸出过程铝也被大量溶出,需要除去 大量的铝,会造成锂的较大损失;反应完成后残 留较多的硫酸,需要消耗大量的碱去中和残留酸。
        氯化焙烧法
        将锂云母与氯化钠和氯化钙等氯化物按一定的比例混合球磨后在一定温度下焙烧, 将锂云母中的锂及其他有价金属转化为可 溶性的氯化物,浸出后得到含锂溶液。
        锂转化率高,反应时间短,碱金属的回收率高,废渣量少。
        焙烧过程氯离子对仪器设备的腐蚀严重,对防腐要求比较高,存在比较大的环保问题
        压煮法
        先将锂矿石进行焙烧脱氟,使矿相转型, 然后与碳酸钠按一定的比例湿磨混匀,在大于 200℃和 0.2~2MPa 的压力下反应,在此条件下,Na 离子将 Li 离子置换出 来,往水浸出浆料中通往二氧化碳使碳酸锂转化为可溶性碳酸氢锂,固液分离后得到碳酸氢锂溶液,加热分解后得到碳酸锂产品。
        工艺流程简单,物料流 通量较小,设备腐蚀小,能耗较低,不会生 成大量的低价值副产品。
        锂回收率低,反应条件苛刻,需要在高温高压下浸出,且消耗较多的二氧化碳气体。

        资料来源:中国粉体网、智研咨询整理

        本文采编:CY373

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