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全组分利用绿色制造典范
锂云母提锂工艺技术取得重大突破

分类:新闻推荐 稿件来源:中国经济信息 记者 刘伊玲





发布会现场。朱志远/摄

6月6日,江西浩海锂能科技有限公司联合南昌大学、江西省化学化工学会等单位在北京召开了“锂云母全组分利用绿色工艺及关键技术”新闻发布会,向全社会公布了该工艺技术研发成功。该工艺技术昨天在北京通过了中国化工学会组织的国家级科技成果鉴定。以中国科学院院士段雪领衔的评价委员会专家一致认为该工艺技术填补了国内外空白,该成套工艺设计路线先进合理,解决了废渣综合治理利用难题,技术创新明显,达到国际先进水平。

该工艺技术2010年列为江西省科技计划项目,第一阶段投入科研经费780万元,经过近20名科研人员深入研究,至2012年12月止,完成了文件查阅、实验方案制定、研发设备的采购、工艺参数的优化、生产工艺的设计及工业化年产600吨中试生产等工作,并于2013年12月通过了江西省科技厅的项目验收。第二阶段由江西浩海锂能科技有限公司联合南昌大学、江西省化学化工学会、江西金泊鑫化学工程有限公司等单位再次组织科研人员30余人,投入科研经费近千万元,实行试验工作三班倒,全天24小时实验,经过近两年时间的专项科技攻关,成功从锂云母中提取全元素产品。研制出绿色生产新工艺技术,不仅从根本性解决了传统方法生产碳酸锂废渣污染环境问题,且大大提高了锂云母的综合经济价值,该绿色新工艺技术的应用,在锂云母提锂工业中具有里程碑的革命性意义。

碳酸锂,是一种无机化合物,是新能源电池重要的化工原料,随着国家新能源发展规划的制定,锂电新能源已成为国家重点支持发展能源产业一,而碳酸锂作为锂电新能源发展重要基础原料,其在新能源材料中的重要性也日益增加。碳酸锂是生产二次锂盐和金属锂制品的基础材料,因而成为了锂行业中应用最大的锂产品,其他锂产品基本上都是碳酸锂的下游产品。据介绍,传统以锂云母为原料提锂的工艺主要有食盐压煮法、碱压煮法和硫酸法等,这些工艺不仅大量消耗锂云母,而且在生产中会产生大量的废渣。生产每吨碳酸锂产生废渣约 40 吨以上,这些“废渣”主要成分是二氧化硅与氧化铝的混合物及大量的石膏以及少量的氧化硅等,不仅环保处理量相当大,且锂的收率低,提取反应条件苛刻、易造成设备严重腐蚀。一方面大幅增加生产本、制约了规模化生产的可能,另一方面造成严重的环境污染,且由于反应不完全,锂云母中的有价金属的浸出率不高,原材料利用率低,工艺附加值低。而江西浩海锂能科技有限公司现有技术工艺从根本上解决了上述问题,可达到绿色清洁生产。



江西飓风化工(集团)公司董事长葛亮明致辞。朱志远/摄

该工艺技术锂云母的综合利用率高,金属锂回收率大于89.38%,金属钠回收率大于98.42%,金属钾回收率大于97.85%,金属铯回收率大于80.62%,金属铷回收率大于82.52 %,金属铝回收率大于 68.66%,产品氟化钠的回收率大于65%(钙铝氟建材材料的回收率大于30%),硅的回收率大于98.33%;做到了锂云母资源全要素利用。该工艺技术获得了宜春市科技进步特等奖。与现有各项处理锂云母工艺生产方法相比较,具有处理利用率高、能耗低,成本优势明显、对环境友好等显著特点。该工艺技术通过自主创新,掌握了以锂云母制取碳酸锂,并从锂云母中提取全元素制取白炭黑、氢氧化铝、偏铝酸钠、硫酸钾、硫酸铯、硫酸铷、氟化钠、硫酸铵、硅酸铝钠和碳酸钠等十个主要产品,并成功合成了高效提取铯铷分离的有机萃取剂,使得锂云母中金属离子和非金属元素硅全部得到利用,真正实现了锂云母提取碳酸锂及其全元素产品的综合利用。极大的提高了产品综合价值,是目前国内外唯一能够真正实现锂云母中全元素提取的工艺技术。

采用该工艺技术生产的电池级碳酸锂产品,经国家权威分析检测部门分析检测,其结果达到国家有色金属行业标准 YS/T 582-201X 要求。该产品经湖南、江西等地的下游企业试用,反映良好;完全可以满足用户用于生产锂离子电池正极材料,电解液产品;用于生产锂离子电池钴酸锂、锰酸锂、三元正极材料和富锂锰基正极材料的技术要求。产物硅铝酸钠、氢氧化铝、硫酸钾、水合沉淀二氧化硅、硫酸钙渣等9项产品,经国家权威分析检测部门分析检测,其结果全部达到国家、行业和企业标准要求,经相关下游用户检测、使用,各项性能可完全满足其下游产品生产的技术要求,用户反馈良好。

该工艺技术经过国家一级检索机构在对国内专利及非专利文献,在所示检索范围内查阅相关文献80余篇,以检索结果密切相关文献1篇,一般相关文献16篇为例,得出查新结论:虽然国内已有锂云母提取锂以及废渣利用的技术,但未见利用含锂2%-6%锂云母全组分利用,并同时制取电池级碳酸锂及工业级白炭黑、氢氧化铝、氟化钠、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铝铯、硫酸铝铷、硫酸铯、硫酸铷等产品的研究;未见利用提取过碳酸锂的过滤废渣经碱化先制取硅酸钠溶液,再与锂云母酸浸后的过量硫酸反应制备白炭黑的研究;未见将锂云母通过一次酸浸与二次碱化处理,使锂充分浸出,锂提取率达89%以上的报道,项目工艺技术具有新颖性。

江西省西北部的宜春市,蕴藏着锂、钽、铌、铷、铯等20余种贵重金属矿产,是世界最大的锂云母矿,氧化锂的可开采量占全国的 31%、世界的 8%,享有亚洲锂都之美称。研发锂云母的综合利用具有得天独厚的优势,即解决了锂云母原料来源,又可节省运输成本。目前,该工艺技术研发单位的母公司江西省飓风化工有限公司正筹资并寻找战略合作伙伴启动万吨级产业化项目,计划两年内建成4万吨规模生产线,预计总投资10亿元人民币,项目建成达产达标后可实现年产值超100亿元,创利税超60亿元。同时,有效带动江西宜春锂电产业发展,具有可观的经济效益和深远社会效益。

 
 
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