21世纪的能源金属—锂的冶金现状及发展

从锂的资源出发 ,全面阐述了金属锂的应用 ,特别是在锂电池、航天航空合金材料 ,核骤变反应及有机合成方面的应用。评述了熔盐电解法、碳热还原法、氢热还原法、硅热还原法和铝热还原法的技术现状。指出各种方法存在的问题和研究方向 ,最后得出结认 ,金属锂是 2 1世纪的能源金属 ,在最近几十年中将得到迅猛的发展     

全球锂资源综合评述

发展高效清洁能源是解决能源和环境问题的有效途径,交通电力化和能源储存使全球对锂产品的需求持续快速增加,导致全球对锂资源越来越关注。然而,不同文献报道和不同信息来源的全球锂资源量差别较大,我们在对各种最新报道和公开的信息进行系统分析的基础上,对全球锂资源进行了综合评述。全球卤水锂和矿石锂资源总量为3 190～5 190万吨(以金属锂计),卤水锂和矿石锂分别约占62.6%和37.4%,全球70%以上的卤水锂资源在智利、阿根廷、玻利维亚锂三角地区。以卤水为原料生产锂盐能耗低、成本低,对卤水锂资源会越来越关注,卤水提锂将成为未来锂资源提取的重要方向。     

盐湖提锂尾液中锂回收的吸附试验研究

从高镁锂比盐湖提锂生产尾液中回收锂,可实现锂资源高效回收利用,对企业经济效益的提高具有重要意义。以东台吉乃尔盐湖提锂尾液为原料,系统性研究了铝系层状锂吸附剂JW-LAHS对提锂尾液中锂的静态、动态吸附和解吸过程。结果表明,吸附剂的静态吸附容量为7.3 mg/g,镁锂分离因子为27.98;最佳动态吸附条件为床层高度24.8 cm,进料流速3.5 mL/min,此时穿透时间为22.0 min,Li⁺ 吸附率大于95%,饱和时间为210 min,饱和吸附容量达到5.5 mg/g,表明锂吸附剂适合从高镁锂比提锂尾液中回收锂。BDST模型能够准确预测床层穿透时间,误差小于8.61%。使用去离子水进行解吸,增大解吸流速能够加速Li⁺脱出,但对Mg²⁺ 的解吸无明显影响。解吸流速为4.6 mL/min,解吸360 min时,Li⁺ 解吸率为83.25%,总解吸液的镁锂比值为0.7,仅为提锂尾液(80)的0.88%。循环20次后吸附容量仍能保持原来的82%以上,表明锂吸附剂循环稳定性良好。     

盐湖卤水中锂的高效分离及其同位素比值的精确测定进展

锂的两个稳定同位素相对质量差较大,导致了自然界中的锂同位素分馏强烈。卤水中锂同位素作为良好示踪剂,可用以指示盐湖锂矿床的物质来源和形成机理。现阶段一般用热电离质谱法(TIMS)或多接收器电感耦合等离子质谱法(MC-ICP-MS)测量锂同位素比值,这两种方法都需要将锂从样品中与其它元素完全分离。在现有的卤水提锂方法中,吸附法能够得到较高的锂回收率,减少了锂同位素在提取过程中的分馏效应。本文主要介绍国内外近年来在提取锂和准确测定锂同位素比值方面所取得的进展。     

盐湖卤水锂资源提取技术及开发现状

锂作为最轻的碱金属元素,广泛应用于国民经济的各个领域。近年来锂产品需求量日益增加,锂资源的有效开发和提取对于促进新能源发展、保障我国能源安全具有重要意义。青海柴达木地区盐湖卤水锂资源储量丰富,但高镁锂质量比增加了盐湖提锂的技术难度,并成为制约我国盐湖锂资源可持续发展的“卡脖子”关键问题。对目前国内外盐湖卤水提锂技术进行综述,介绍了卤水提锂方法最新研究进展,对于实现我国高镁锂比盐湖卤水锂资源绿色低碳高效开发利用具有重要意义。     

锂矿盐湖锂分离提取新方法研究取得阶段性成果

锂矿盐湖锂分离提取新方法研究”是中国科学院“西部之光”计划资助的项目,由中国科学院青海盐湖研究所青年科研小组承担并完成。该项目主要针对青海丰富的盐湖资源,以最典型和最具代表性的锂矿盐湖———东台吉乃尔盐湖为研究对象,开展盐湖卤水提锂新方法的研究。锂及其盐类是国民经济和国防建设中具有重要意义的战略物资,也是与人们生活息息相关的能源材料。近10年来,锂的国际消费量以每年6%—7%的速度增长。国内锂盐的消费市场主要在高能电池业、炼铝工业、制冷剂、制药、化学试剂和润滑剂等,近年来需求量一直呈上升趋势。锂的矿产有两大…     

由盐湖卤水合成球形纳米硅酸镁锂

用青海柴达木盆地的盐湖卤水为原料,经浓缩后用水热法直接合成球形纳米硅酸镁锂,此方法充分利用了盐湖资源,无需镁锂分离。同时对样品进行了X-ray、TEM表征、计算了比表面积和粒径。     

Li,K／Cl,SO4—H2O体系相平衡的热力学

介绍了根据自己研究测定的Li,K/Cl,SO4-H2O体系25℃的渗透系数等热力学性质获得的Pitzer混合参数，并用自己能量小化方法计算25℃Li,K/Cl,SO4-H2O体系的相图，结合测定得到的该体系50℃75℃的相图和复盐LiSO4转变温度的研究，整个体系相平衡和热力学的研究结果可用于盐湖卤水锂盐的分离提取。     

知识产权视角下的盐湖镁锂分离技术发展趋势

随着锂电产业发展,盐湖锂的需求日渐增长,战略地位日趋提升。从知识产权视角对我国高镁锂比盐湖卤水提锂产业的发展进行分析。简述了盐湖提锂专利申请数量的年代变化趋势和专利类型,认识技术发展的趋势和侧重点,同时对不同省市、不同机构属性的专利申请数量做了对比,以反映领域内研发力量的构成和分布情况。通过包括相转化、萃取、膜分离及吸附在内的四种主流镁锂分离方法,对技术衍变趋势和高被引关键专利进行讨论,研究了各类技术发展的脉络与现状。最后,展望了高镁锂比盐湖卤水镁锂分离技术未来的发展趋势。     

Li,K/Cl,SO_4-H_2O体系相平衡的热力学

介绍了根据自己研究测定的Ｌｉ，Ｋ／Ｃｌ，ＳＯ４－Ｈ２Ｏ体系２５℃的渗透系数等热力学性质获得的Ｐｉｔｚｅｒ混合参数，并用自由能最小化方法计算了２５℃ Ｌｉ，Ｋ／Ｃｌ．ＳＯ４－Ｈ２Ｏ体系的相图。结合测定得到的该体系５０℃、７５℃的相图和复盐ＬｉＫＳＯ４转变温度的研究，整个体系相平衡和热力学的研究结果可用于盐湖卤水中锂盐的分离提取。     

纳滤分离铝锂过程研究

本文探讨了纳滤分离Al~(3+)和Li~+的可行性,研究了含盐量和铝锂比对分离效率的影响,提出了从锂云母浸出液中分离回收锂的新方法。实验结果表明,纳滤膜对Al~(3+)和Li~+的截留率随含盐量的升高而降低,其中Li~+始终呈现负浓度梯度扩散的趋势,而Al~(3+)的截留率始终稳定在99%以上。当含盐量为45 g/L时,铝锂分离因子最高可达248.33,膜面相应Zeta电位的绝对值达到最大。随着溶液中铝锂比的变化,Al~(3+)和Li~+的截留率分别在不同铝锂比的条件下出现拐点,溶液的pH呈现先下降后上升最后下降的复杂趋势。本实验研究发现,DK膜能够在酸性环境下实现高效的铝锂分离和锂的浓缩,从而为锂云母浸出液中锂的提取提供新的思路。     

从硫酸锂粗矿中分离富集锂的实验研究

针对从西藏查波措盐湖卤水中获得的硫酸锂粗矿,开展从该矿物中分离提取锂的研究。根据该矿物的组成,设计了去除与锂离子共存的镁、硫酸根等主要离子的工艺路线,通过除镁、硫酸根、钙等过程和蒸发浓缩、结晶分离等步骤,得到了杂质离子含量较低的富锂溶液。实验对除镁步骤的加水量、加料方式、反应时间、Ca O加入量等反应关键控制因素进行了考察,确定了较优的分离条件。     

卤水提锂的萃取体系概述

介绍了国内外萃取法在含锂溶液,尤其在卤水中提取锂的部分研究进展情况,重点对各种萃取体系的机理和特点进行了说明,并对今后我国盐湖卤水萃取法提锂研究的方向进行了总结。     

以PAC为原料合成锂吸附剂的工艺研究

研究了聚合氯化铝（PAC）为原料合成锂吸附剂的基本工艺路线,并探究了加料方式、反应物配比、反应温度、反应时间和加料速度等对所合成吸附剂吸附量的影响,研究结果表明配比是影响吸附剂吸附量的最主要因素,得到了最佳合成条件,在此条件下所合成吸附剂对锂离子的吸附容量为6.1mg/g。推断吸附剂的主要成分为晶态或非晶态的LiCl·2Al(OH)3·nH2O,同时含有Al(OH)3、(CaO)3Al2O3·6H2O及 LiCl·H2O等成分。从吸附结果来看,结晶度较差的片状LiCl·2Al(OH)3·nH2O和非晶态的Al(OH)3为主成分的吸附剂吸附性能最好。