Hiểu trong một bài báo, cách tài nguyên liti trở thành nguyên liệu catốt

Khi các vấn đề môi trường của&# 39 trên thế giới ngày càng gia tăng, các quốc gia và doanh nghiệp đã đẩy nhanh tốc độ chuyển đổi của xã hội loài người&# 39 sang một xã hội sạch và tiết kiệm năng lượng. Trong số đó, sự phát triển của xe điện đã góp phần tạo ra không khí trong lành và giảm lượng khí thải carbon, chiếm vị trí quan trọng trong ngành năng lượng mới. Hiện tại, các công ty sản xuất ô tô trong nước đang đẩy nhanh việc triển khai pin điện, và nhu cầu hạ nguồn đã đặt ra yêu cầu ngày càng cao về vật liệu và quy trình cho pin điện. Pin Lithium chủ yếu bao gồm bốn phần: chất hoạt động của điện cực dương, chất hoạt động của điện cực âm, chất điện phân và chất phân tách. Trong số đó, vật liệu carbon thường được sử dụng làm vật liệu hoạt động của điện cực âm, và vật liệu gốc lithium chiếm ưu thế trong vật liệu catốt. Vậy giai đoạn phát triển của khoáng chất chứa liti là nguyên liệu thô đầu nguồn của nguyên liệu catốt là gì, và những bước phát triển nào trong các quá trình khai thác liti?

1. Tổng quan về sự phát triển của ngành công nghiệp lithium

Yêu cầu về cung và cầu là nội dung cốt lõi của sản phẩm. Theo sự phát triển của ngành công nghiệp lithium trong hai năm qua, nó sẽ tiếp tục duy trì sự phát triển nhanh chóng trong một khoảng thời gian. Theo số liệu liên quan, cung cầu chung của toàn ngành trong hai năm 2017-2018 và cả nửa đầu năm 2019 vẫn ở mức cân đối chặt chẽ. Từ kinh nghiệm lịch sử, có thể thấy rằng việc sản xuất các nguồn lithium hiện có dễ bị ảnh hưởng bởi khí hậu và giao thông, và việc phát triển các nguồn tài nguyên mới gặp nhiều khó khăn, và tính ổn định cũng bị nghi ngờ. Khả năng xảy ra tình trạng cung vượt cầu vẫn tương đối cao.

2. Quy trình khai thác liti từ khoáng liti

Có hơn 100 loại khoáng chất chứa liti trong lĩnh vực khoáng sản, nhưng các khoáng chất liti cao cấp và phong phú nhất là spodumene và lepidolit.

(1) Chiết xuất liti từ spodumene

Hàm lượng oxit liti trong cô đặc spodumene là khoảng 5,0% đến 8,5%. Hiện tại, sản phẩm chiết xuất liti của spodumene chủ yếu là liti cacbonat, và các quy trình của nó chủ yếu bao gồm quy trình sản xuất axit sulfuric, quy trình thiêu kết hỗn hợp sunfat, quy trình sản xuất rang natri clorua, quy trình sản xuất rửa trôi áp suất natri cacbonat và quy trình sản xuất rang đá vôi. Quy trình sản xuất chính được giới thiệu ngắn gọn dưới đây.

①Quá trình axit sunfuric

Quá trình axit sunfuric được sử dụng phổ biến trong sản xuất công nghiệp. Sau khi quặng liti được rang xay-lọc, sulfat được thêm vào để loại bỏ tạp chất và lọc để thu được dung dịch liti sulfat. Liti cacbonat kết tủa được điều chế từ dung dịch, sau đó rửa và làm khô để thu được sản phẩm. Phương pháp này có năng suất cao và yêu cầu thấp đối với cấp quặng liti. Quá trình axit sulfuric cũng có thể xử lý lepidolit.

Phương pháp thiêu kết hỗn hợp ②Sulphate

Cô đặc spodumene và K2SO4 (hoặc CaSO4 hoặc hỗn hợp của cả hai) được trộn và thiêu kết ở một nhiệt độ nhất định. Sau một loạt các phản ứng vật lý và hóa học, các nguyên tố kim loại trong muối sunfat thêm vào sẽ thay thế liti trong quặng để tạo thành tính tan Tạp chất chính của muối sunfat là sự hình thành các hợp chất không hòa tan, sau đó clinker thiêu kết được rửa trôi và tách ra, và các ion liti đi vào dung dịch, và sản phẩm liti cacbonat thu được sau khi tinh chế, cô đặc và kết tủa.

③ Phương pháp lọc áp suất natri cacbonat

Đầu tiên, β-spodumene thu được bằng cách chế biến spodumene được nghiền đến một độ mịn nhất định, và một lượng natri cacbonat nhất định được thêm vào để trộn nó, và nó được lọc dưới áp suất trong lò phản ứng ở 200 ° C, và sau đó khí CO2 là đưa vào để tạo thành hiđro cacbonat hòa tan. Dung dịch liti được lọc để loại bỏ cặn (zeolit), đun nóng đến 95oC để đuổi CO2, kết tủa, lọc, bánh lọc được làm khô thu được sản phẩm là liti cacbonat.

④ Phương pháp rang đá

Phương pháp rang đá vôi xử lý các khoáng chất chứa liti để điều chế cacbonat liti. Quá trình sản xuất bao gồm chuẩn bị bữa ăn thô, rang, lọc, rửa xỉ, cô đặc nước rỉ rác, tinh chế và kết tinh. Ưu điểm chính của phương pháp vôi là phổ biến vì nó thích hợp để phân hủy hầu hết các khoáng liti. Quá trình phản ứng không cần thuốc thử khan hiếm.

(2) Chiết xuất liti từ lepidolit

đất nước tôi giàu tài nguyên phong phú. Hàm lượng oxit liti trong cô đặc của lepidolit vào khoảng 2,0% đến 5,0%. Trong số đó, tài nguyên lepidolit ở Yichun, Giang Tây tương đối tập trung, với điều kiện khai thác vượt trội, chứa nhiều tài nguyên rubidi và xêzi đắt tiền và một lượng lớn tài nguyên quý giá. Tài nguyên nhôm, kali và flo. Hiện nay, quá trình khai thác liti của lepidolit chủ yếu bao gồm phương pháp thiêu kết đá vôi, phương pháp rang sunfat, phương pháp hấp natri clorua, phương pháp hấp natri sunfat, phương pháp hấp vôi, v.v.

① Phương pháp thiêu kết đá vôi

Quá trình thiêu kết đá vôi tương tự như quá trình chiết xuất liti spodumene. Đó là phương pháp thuần thục nhất. Ưu điểm của phương pháp này nổi bật hơn: (1) Quá trình rửa trôi ngắn. (2) Hệ thống rửa trôi tốt, đó là hệ thống kiềm, và sự ăn mòn thiết bị nhỏ. (3) Quá trình tách liti hiđroxit đơn giản, và tỷ lệ đầu ra của kali, rubidi và xêzi cao. Đồng thời, nhược điểm của nó là năng suất thấp, lượng xỉ lớn, tiêu tốn nhiều năng lượng.

②Phương pháp rang muối

Phương pháp rang sunfat tạo ra ít xỉ hơn và tiêu thụ năng lượng thấp hơn. Năng suất cao hơn khoảng 10% so với phương pháp thiêu kết đá vôi. Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp này dẫn đến thời gian loại bỏ tạp chất lâu hơn và quy trình rườm rà. Khi sunfat là muối kali, nó thích hợp với tất cả các loại quặng liti, nhưng muối kali đắt hơn và giá thành cao hơn.

③ Phương pháp nấu áp suất natri clorua

Phương pháp nấu áp suất natri clorua tương đối hợp lý, tương tự như phương pháp đá vôi, và lượng xỉ thải ra ít. Tỷ lệ sản xuất lithium có thể đạt 80%. Do hệ thống chứa clo được sử dụng có tính ăn mòn thiết bị cao hơn nên các yêu cầu đối với thiết bị tương đối cao.

Ngoài ra, còn có các quy trình như phương pháp axit sunfuric và phương pháp rang bằng clo để tách liti từ lepidolit. Lepidolite là một chất rất phức tạp. Nói chung, làm thế nào để nâng cao cấp của lepidolit, giảm lượng xỉ trong quá trình rửa trôi và quá trình tách, và đưa các nguyên tố có giá trị vào pha lỏng càng nhiều càng tốt trong quá trình rửa trôi và tách chúng một cách kinh tế, dòng chảy của quá trình là càng ngắn càng tốt, đồng thời vấn đề ăn mòn của thiết bị có thể được xử lý tốt là vấn đề cần được xem xét khi lựa chọn quy trình chiết liti từ lepidolit.

3. Kết luận

Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu về công nghệ khai thác liti từ quặng liti, ngành công nghiệp khai thác liti&# 39 của đất nước tôi đã đạt được những thành tựu công nghệ to lớn. Đối với quặng liti, tỷ lệ sản xuất liti đã tăng từ 60% lên hơn 80%, lượng thải xỉ và tiêu hao năng lượng ngày càng giảm, đã góp phần rất lớn vào sự phát triển của đất nước tôi' s kinh doanh nguyên liệu pin lithium. Ngoài ra, các quy trình mới như chiết xuất liti từ các hồ muối đang đóng một vai trò không thể thay thế. Trong tương lai, công nghệ chiết xuất liti từ khoáng chất và từ hồ muối của nước ta sẽ ngày càng hoàn thiện hơn, nâng cao hiệu quả sử dụng toàn diện khoáng sản, chuyển đổi từ mô hình phát triển thô sang chế biến tinh. Việc sử dụng tài nguyên hiệu quả dành cho tất cả mọi người trong ngành công nghiệp, khai thác mỏ và trái đất. Trách nhiệm và nghĩa vụ. Hãy để chúng tôi làm cho trái đất trở thành một nơi tốt đẹp hơn!