Begrijp in één artikel hoe lithiumbronnen grondstoffen voor kathoden worden

Naarmate de milieuproblemen van de' wereld toenemen, hebben landen en ondernemingen het tempo van de overgang van de' van de menselijke samenleving naar een schone en energiebesparende samenleving versneld. Onder hen heeft de ontwikkeling van elektrische voertuigen bijgedragen aan het creëren van frisse lucht en het verminderen van koolstofemissies, waardoor het een belangrijke positie heeft ingenomen in de nieuwe energiesector. Momenteel versnellen binnenlandse autobedrijven de inzet van stroombatterijen, en stroomafwaartse eisen dwingen steeds hogere eisen aan materialen en processen voor stroombatterijen. Lithiumbatterijen bestaan ​​hoofdzakelijk uit vier delen: actief materiaal met positieve elektrode, actief materiaal met negatieve elektrode, elektrolyt en separator. Onder hen wordt koolstofmateriaal vaak gebruikt als actief materiaal met negatieve elektroden, en op lithium gebaseerde materialen domineren het kathodemateriaal. Dus wat is de ontwikkelingsfase van lithiumhoudende mineralen als de bovenstroomse grondstof van kathodematerialen, en welke ontwikkelingen zijn er in lithiumextractieprocessen?

1. Overzicht van de ontwikkeling van de lithiumindustrie

Vraag en aanbod zijn de kerninhoud van het product. Volgens de ontwikkeling van de lithiumindustrie in de afgelopen twee jaar zal deze zich een tijdlang snel blijven ontwikkelen. Volgens relevante gegevens zijn de totale vraag en aanbod van de industrie in 2017-2018 en zelfs in de eerste helft van 2019 nog steeds in evenwicht. Uit historische ervaring kan worden opgemaakt dat de productie van bestaande lithiumbronnen gemakkelijk wordt verstoord door klimaat en verkeer, en dat de ontwikkeling van nieuwe bronnen moeilijk is, en ook de stabiliteit is twijfelachtig. De kans op een situatie waarin het aanbod groter is dan de vraag is nog steeds relatief groot.

2. Lithium-extractieproces uit lithiummineralen

Er zijn meer dan 100 soorten lithiumhoudende mineralen op het gebied van mineralen, maar de meest voorkomende en hoogwaardige lithiummineralen zijn spodumeen en lepidoliet.

(1) Lithium-extractie uit spodumeen

Het lithiumoxidegehalte in spodumeenconcentraat is ongeveer 5,0% tot 8,5%. Momenteel is het lithiumextractieproduct van spodumeen voornamelijk lithiumcarbonaat en de processen omvatten voornamelijk het productieproces van zwavelzuur, het gemengde sinterproces van sulfaat, het productieproces van natriumchloride voor roosteren, het productieproces van natriumcarbonaat onder druk en het productieproces van kalksteen. Het belangrijkste productieproces wordt hieronder kort geïntroduceerd.

①Zwavelzuurproces

Het zwavelzuurproces wordt veel gebruikt bij industriële productie. Nadat het lithiumerts is gemalen, geroosterd en uitgeloogd, wordt sulfaat toegevoegd om onzuiverheden te verwijderen en gefiltreerd om een ​​lithiumsulfaatoplossing te verkrijgen. Het neergeslagen lithiumcarbonaat wordt uit de oplossing bereid en vervolgens gewassen en gedroogd om het product te verkrijgen. Deze methode heeft een hoge opbrengst en lage eisen voor lithiumertskwaliteit. Het zwavelzuurproces kan ook lepidoliet verwerken.

②Sulfaat gemengde sintermethode

Het spodumeenconcentraat en K2SO4 (of CaSO4 of een mengsel van beide) worden bij een bepaalde temperatuur gemengd en gesinterd. Na een reeks fysische en chemische reacties zullen de metaalelementen in het toegevoegde sulfaat het lithium in het erts vervangen om oplosbaarheid te vormen.De belangrijkste onzuiverheid van het sulfaatzout is de vorming van onoplosbare verbindingen, en vervolgens wordt de gesinterde klinker uitgeloogd en gescheiden, en de lithiumionen komen de oplossing binnen en het lithiumcarbonaatproduct wordt verkregen na zuivering, concentratie en precipitatie.

③Natriumcarbonaat uitloogmethode onder druk

Ten eerste wordt het β-spodumeen verkregen door het verwerken van het spodumeen tot een bepaalde fijnheid gemalen, en een bepaalde hoeveelheid natriumcarbonaat wordt toegevoegd om het te mengen, en het wordt onder druk uitgeloogd in de reactor bij 200 ° C, en vervolgens wordt CO2-gas geïntroduceerd om oplosbaar waterstofcarbonaat te vormen. De lithiumoplossing wordt gefiltreerd om het residu (zeoliet) te verwijderen, verwarmd tot 95 ° C om CO2 uit te drijven, geprecipiteerd, gefiltreerd en de filterkoek wordt gedroogd om een ​​lithiumcarbonaatproduct te verkrijgen.

④Brandingsmethode met kalksteen

De kalksteenbrandmethode verwerkt lithiumhoudende mineralen om lithiumcarbonaat te bereiden. Het productieproces omvat de bereiding van rauwe maaltijden, roosteren, uitlogen, slak wassen, percolaatconcentratie, zuivering en kristallisatie. Het grote voordeel van de kalkmethode is dat deze universeel is omdat deze geschikt is voor het afbreken van bijna alle lithiummineralen. Het reactieproces vereist geen schaarse reagentia.

(2) Lithiumextractie uit lepidoliet

mijn land is rijk aan lepidolietbronnen. Het lithiumoxidegehalte in lepidolietconcentraten is ongeveer 2,0% tot 5,0%. Onder hen zijn de lepidolietbronnen in Yichun, Jiangxi relatief geconcentreerd, met superieure mijnbouwomstandigheden, en bevatten ze dure rubidium- en cesiumbronnen en een grote hoeveelheid waardevolle hulpbronnen. Middelen aluminium, kalium en fluor. Momenteel omvat het lithiumextractieproces van lepidoliet voornamelijk kalksteen-sintermethode, sulfaatroostmethode, autoclaafmethode met natriumchloride, autoclaafmethode met natriumsulfaat, kalkautoclaafmethode, enzovoort.

① Kalksteen sintermethode

Het kalksteen sinterproces is vergelijkbaar met het spodumeen lithium extractieproces. Het is de meest volwassen methode. De voordelen van deze methode zijn duidelijker: (1) Het uitloogproces is kort. (2) Het uitloogsysteem is goed, het is een alkalisch systeem en de corrosie van de apparatuur is klein. (3) Het scheidingsproces van lithiumhydroxide is eenvoudig en de uitvoersnelheid van kalium, rubidium en cesium is hoog. Tegelijkertijd zijn de nadelen een lage opbrengst, een grote hoeveelheid slak en een hoog energieverbruik.

②Sulfaatbrandmethode

De sulfaatbrandmethode levert minder slak en een lager energieverbruik op. De opbrengst is ongeveer 10% hoger dan die van de kalksteen sintermethode. Het gebruik van deze methode resulteert echter in een langere tijd voor het verwijderen van onzuiverheden en een omslachtig proces. Wanneer het sulfaat een kaliumzout is, is het geschikt voor alle lithiumerts, maar het kaliumzout is duurder en de kostprijs is hoger.

③Kookmethode met natriumchloride onder druk

De snelkookmethode met natriumchloride is relatief gestroomlijnd, vergelijkbaar met de kalksteenmethode, en de hoeveelheid geloosde slak is klein. De productiesnelheid van lithium kan 80% bereiken. Omdat het gebruikte chloorhoudende systeem corrosiever is voor de apparatuur, zijn de eisen aan de apparatuur relatief hoog.

Daarnaast zijn er processen zoals de zwavelzuurmethode en de gechloreerde roostmethode om lithium uit lepidoliet te extraheren. Lepidoliet is een zeer complexe stof. In het algemeen, hoe de kwaliteit van lepidoliet te verbeteren, de hoeveelheid slak in het uitloogproces en het scheidingsproces te verminderen en de waardevolle elementen tijdens het uitloogproces zoveel mogelijk in de vloeistoffase te brengen en ze economisch te scheiden, is de processtroom zo kort mogelijk, en het corrosieprobleem van de apparatuur kan tegelijkertijd goed worden aangepakt, is de kwestie waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van het lithiumextractieproces uit lepidoliet.

3. Conclusie

Na decennia van onderzoek naar lithiumextractietechnologie uit lithiumerts, heeft de lithiumextractie-industrie van mijn land' s grote technologische prestaties geleverd. Voor lithiumerts is de productiesnelheid van lithium gestegen van 60% tot meer dan 80%, en zijn de hoeveelheid slakafvoer en het energieverbruik verder verminderd, wat een grote bijdrage heeft geleverd aan de ontwikkeling van mijn land' s bedrijf voor grondstoffen voor lithiumbatterijen. Daarnaast spelen nieuwe processen zoals het winnen van lithium uit zoutmeren een onvervangbare rol. In de toekomst zal de technologie van mijn land voor het winnen van lithium uit mineralen en uit zoutmeren steeds perfecter worden, waardoor de efficiëntie van een alomvattend gebruik van mineralen wordt verbeterd en van een ruw ontwikkelingsmodel naar een fijne verwerking wordt getransformeerd. Een efficiënt gebruik van hulpbronnen is voor iedereen in de industrie, mijnbouw en aarde. Verantwoordelijkheden en verplichtingen. Laten we van de aarde een betere plek maken!