国际锂矿开发的技术现状革新及展望(3)

2.2 锂云母产品即将量产

目前锂云母的提取技术已经比较成熟，且已经在德国、纳米比亚等地实施商业开发项目。锂云母成分为K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2，新的回收方法主要有L-Max、SiLeach 等技术，分别由澳大利亚的企业Lepidico 公司和Lithium Australia 公司研究发明并拥有专利。主要步骤包括：①在约100℃的高温和大气压下，用硫酸浸提取锂云母。②进行石膏沉淀、Fe-Al 等杂质去除、Ca 杂质去除等多级净化。③用碳酸盐化的方式回收碳酸锂。

该方法的优点是不需要煅烧，从而达到节能的目的，而且品位与锂辉石差不多。据研发企业介绍，即使将K2SO4、Na2SiO3、CsCOOH 等副产品也考虑在内，其成本也比较低，但也面临着液体净化过程多且复杂等问题。

图3 锂云母提锂技术流程[9]Fig .3 Technical f low of lithium extraction from lepidolite

2.3 粘土型锂矿技术呼之欲出

蒙脱石是主要类型，成分比锂辉石更为复杂，是介于矿石锂和盐湖锂之间的一种锂资源，主要优势在于资源总量庞大、开采便利、低剥采比且无需爆破，因此在前端采矿环节相比锂辉石具备成本优势。目前粘土型锂矿的开发技术正在研发并渐趋成熟，从粘土矿物（锂蒙脱石）生产锂精矿的步骤主要是：①制粒过程：加入CaCO3 和CaSO4 后混合。②煅烧过程：加热至1050℃（除去挥发成分）。③水浸制得硫酸锂溶液。④蒸发/结晶（分步结晶）：根据各元素的溶解度差异去除杂质。⑤加入纯碱对硫酸锂溶液进行碳化处理。

图4 锂蒙脱石提锂工艺流程Fig .4 Process f low of lithium extraction from hectorite

上述生产方法最初是由当时Western Lithium公司（如今的Lithium Americas）提出，但现在已经改为只用硫酸浸出而不煅烧。

除此之外还有与煤层相关的提锂技术也研发中，包括粉煤灰和煤层压裂水中的锂[13-16]。俄罗斯、中国、美国、南非和朝鲜均发现了高锂煤矿床但尚未有工艺成熟的提取锂技术，而粉煤灰提锂工艺技术研究正处于实验室研究阶段。

3 世界重要锂矿项目技术现状

本文共核查了世界各国96 个重要的在建、在产或在研锂矿项目。

3.1 美洲：锂矿技术的摇篮

不管是硬岩锂矿还是盐湖卤水以及粘土型锂矿，美国几乎都是技术最早得以试验和应用的地方，而且南美“锂三角”是目前世界上最大的产区之一。

美国北卡罗莱纳州Kings Mountain 和毗邻的Hallman-Beam 矿山位于锡石-锂辉石伟晶岩成矿带，曾是锂业巨头Foote（洛克伍德、雅保锂业前身）和Lithium Corporation of America（FMC Lithium前身，现独立分拆上市更名为Livent）崛起的重要基石，是现代硬岩锂矿技术的摇篮。内华达州Clayton Valley 的银峰盐湖（Silver Peak）是世界第一个盐湖锂项目，开发历程最早可追溯至1860 年左右。1938 年，美国钾肥公司在加州Searles Lake也开采和加工卤水。美国公司Lilac Solutions 与澳大利亚公司Controlled Thermal Resources(CTR)共同在加州南部帝王谷索尔顿海盐湖地热卤水锂矿，凭借其创新离子交换珠锂回收技术甚至吸引了比尔·盖茨的风投项目Breakthrough Energy Ventures(BEV)。美国能源部在十几年前就资助地热卤水高效提锂的分子筛研究。2019 年12 月，加州能源委员会发起了“GFO-19-303 克服技术障碍与实现盐水中矿物锂回收的地热能”项目，包含“提高现有地热设施的产能和灵活性”、“改进回收锂的处理技术”和“从地热盐水中回收锂的实施和示范工程”三个子课题。

美国银峰盐湖周边的非核心区域也有数个盐湖和沉积岩型锂开发项目，距离Tesla 的Gigafactory1 超级工厂仅约半小时的车程。但北美最大的锂矿项目是内华达Thacker Pass黏土锂矿，也是北美三大沉积岩型锂矿项目中平均品位最高的一处，探获矿产资源总量约5.33 亿t。美洲锂业通过旗下全资子公司Lithium Nevada 全资控制该黏土项目。

智利Atacama 盐湖是高产盐湖，是南美锂三角中资源赋存形式和开发条件较好的，也是开发程度最高的硫酸镁亚型盐湖而备受青睐[25]。SQM（智利化工矿业公司，Sociedad Química y Minera de Chile）采矿权 公顷，提取和蒸发后的浓缩氯化锂溶液送到Antofagasta附近的Salar del Carmen加工厂进行处理以获得碳酸锂和氢氧化锂。雅保（Albemarle）公司的采矿权约1.67 万公顷，抽取卤水（含锂0.2%）后利用太阳能将卤水在盐田中蒸发富集（多套蒸发晒卤系统），约18 个月后将6%老卤（钾肥已提取）运输至位于安托法加斯塔港口附近的La Negra 加工厂。目前建成一期、二期产能4.4 万 t，三期、四期合计4 万t/y 产能在建，有望于2021 年逐步投产（可能因疫情而延后）。未来雅保计划择机实施回收率优化项目，在不新增卤水抽取的前提下提高产出。另外俄罗斯Rosatom 矿业铀壹子公司还将与加拿大惠尔斯合作催化剂技术绿色开采智利4.62 万公顷的区域。

文章来源：《国际药学研究杂志》 网址: http://www.gjyxyjzz.cn/qikandaodu/2021/0710/1620.html