含锂资源提锂技术现状及研究进展

锂资源的储量丰富但高度集中,区域性供需错配明显,开发利用技术有限。基于此,对含锂资源分类及其主要特征进行了分析,重点介绍了传统的沉淀法、萃取法、吸附法等盐湖卤水提锂技术以及硫酸法、石灰烧结法、硫酸盐法等矿石提锂技术,分析了这些传统方法的优缺点,并对纳米过滤膜提锂、生物法提锂、电化学离子提锂等新型提锂技术发展方向进行了分析和展望。

LiF添加剂改善含锂陶瓷隔膜与4.35 V LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极的界面稳定性

锂离子电池用LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)正极,具有较高比容量和较低成本的优点,但是其在高电压长循环时正极界面极不稳定、安全性能亟待提高。虽然锂快离子导体Li1.2Ca0.1Zr1.9(PO4)3制备的陶瓷隔膜在很大程度上可以解决电池的安全性问题,但是与NCM811正极界面稳定性差。本工作通过在陶瓷隔膜中添加具有稳定界面功能的氟化锂(LiF)的方法来解决此问题。采用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)、机械拉伸强度、热收缩、吸液率、电化学阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)和充放电测试等方法进行表征。结果表明,当LiF占涂覆无机陶瓷颗粒总质量的10%时,得到的陶瓷隔膜性能最佳:具有良好的离子传输性能(室温离子电导率提高至9.5×10^(-4)S/cm)和最佳的界面稳定性。隔膜组装的Li||LiNi_(0.8)Co_(0.1)Ni_(0.1)O_(2)扣式电池在3.0~4.35 V的高电压范围以0.3 C倍率循环400次后,放电比容量从195.2 mAh/g减少到119.9 mAh/g,保持初始容量的61.4%,而没有添加LiF的陶瓷隔膜电池仅为32.7%。含LiF的陶瓷隔膜提升电池循环稳定性的原因是形成了高质量的高压正极/电解质界面膜,稳定了正极与陶瓷隔膜的界面,使正极材料在高电压下仍能保持结构的稳定。因此,本工作制备的陶瓷隔膜为NCM811正极在高电压锂离子电池中的商业化应用提供了一种便捷方法。

江西金子峰—左家里陶瓷土(含锂)矿地质特征及找矿方向

金子峰—左家里陶瓷土(含锂)矿床位于江南东段成矿带之九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带的宜丰—奉新铌钽锂稀有金属矿田内,是近年来矿田内新探获的超大型陶瓷土(含锂)矿之一。为进一步加强区域内陶瓷土(含锂)矿的地质找矿工作,本文以金子峰—左家里陶瓷土(含锂)矿为研究对象,通过对矿床的地质特征、矿体特征、矿石质量等方面进行综合研究,建立了区域陶瓷土(含锂)矿的找矿标志,并指出矿区深部及北部外围具良好的陶瓷土(含锂)矿找矿潜力。

电解铝过程中废弃含锂电解质的回收技术研究进展

目前我国工业炼铝主要采用的方法为霍尔—埃鲁炼铝法,其技术原理为以冰晶石Na3AlF6为溶剂、氧化铝为溶质而组成的冰晶石—氧化铝熔盐电解法。在铝电解槽中,固体氧化铝溶解在熔融态的冰晶石溶剂中,形成对应的电解质体系,并在直流电的作用下,将电解质中的氧化铝分解还原得到金属铝。同时随着电解过程的进行,铝土矿中伴生资源锂也以氟化锂的形态被逐渐富集于电解质中。由于缺乏锂的析出手段,氟化锂在电解质中处于持续富集的状态。根据行业相关研究显示,电解质中存在的氟化锂可起到降低初晶温度、降低电解质密度、可提高电导率等正面的影响,在冶炼过程一定浓度的锂对冶炼有着助推作用,因此,在一定浓度范围时工厂并未对其采取剥离处理,部分企业甚至在初期会补加锂盐做助溶剂,以改善电解质性质,降低能耗提高电解效率。根据相关统计,每年堆存的废弃含锂电解质约有40万吨~50万吨,其中夹带的氟化锂资源含量可达到5%~7%,折合锂1.3%~1.8%。具有极高的潜在回收价值。本文通过对现有含锂铝电解质相关研究的资源收集,进行了归纳整理,并结合实际的开发技术经验,提出后续技术开发思路。

河南某地低品位含锂粘土矿提锂新工艺研究

对河南某地低品位含锂粘土矿进行了试验研究。根据该矿石的工艺矿物学特性,采用原矿(-2 mm)焙烧-常温浸出流程,最优试验条件为:焙烧温度800℃,焙烧时间2 h,硫酸钙/原矿比0.7,氟化钙/原矿比0.2,硫酸钠/原矿比0.2,浸出时间1 h,浸出温度20℃,液固比3∶1,硫酸浓度50%,在此条件下锂浸出率为95.32%。在参考槽浸最佳条件的基础上进行了柱浸,可以获得锂浸出率为91.78%的结果。

江西宜丰县大港超大型含锂瓷石矿床地质特征及成因机制探讨

大港含锂瓷石矿床产于宜丰钽铌锂稀有金属成矿带甘坊花岗岩岩体内,属典型的含锂云母碱长花岗岩型矿床。含锂瓷石矿体厚度21.62~148.88 m,其中w(Al2O3)为15.38%~23.97%,w(Li2O)为0.30%~1.06%,同时伴生Rb、Cs、Ta、Nb等稀有金属。矿石矿物组成为钠长石、锂云母或锂白云母,白度达80%以上。化学组成上,表现出富硅,贫铁、镁、钛,高磷的特征;铝饱和指数A/CNK值大于1.20,Zr/Hf比值(<12)与Nb/Ta比值(<2)极低,表明具有高分异的过铝质S型花岗岩特性。由构造环境判别图解可知,大港含锂云母碱长花岗岩应形成于同碰撞或后碰撞早期阶段的伸展构造背景下,极低的CaO/Na2O比值(<0.2),指示岩体的源区应为富黏土矿物的变质泥质岩。

含锂盐湖卤水体系相关系的研究

用等温溶解平衡法研究了盐湖卤水体系Ｌｉ＋，Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｍｇ２＋／ＳＯ＿４￣２－Ｈ２Ｏ２５℃溶解度，获得了该五元体系２５℃溶解度相图的十个无变量点和十个结晶区．十个结晶区分别对应于原始组份Ｋ２ＳＯ４、Ｌｉ２ＳＯ４·Ｈ２Ｏ、ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ、复盐３Ｋ２ＳＯ４·Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４·ＭｇＳＯ４·４Ｈ２Ｏ、Ｌｉ２ＳＯ４·３Ｎａ２ＳＯ４·１２Ｈ２Ｏ、２Ｌｉ２ＳＯ４·Ｎａ２ＳＯ４·Ｋ２ＳＯ４·Ｌｉ２ＳＯ４·Ｋ２ＳＯ４和Ｋ２ＳＯ４·ＭｇＳＯ４·６Ｈ２Ｏ，此外没有产生新的复盐或固溶体，用现代电解质溶液理论－Ｐｉｔｚｅｒ模型校验该体系的溶解度测定值，结果令人满意．

含锂盐阳极中Li_2CO_3在铝电解温度下的存在形式

通过对烧结后含锂盐炭阳极糊的红外光谱、Ｘ 射线衍射和热分析研究表明， 在铝电解的温度和条件下， 炭阳极中的Ｌｉ２ＣＯ３ 仅少量分解且仍是其主要存在形式。由于碳的存在使Ｌｉ２ＣＯ３ 的分解率大大降低， 使其分解温度大大高于文献报道的Ｌｉ２ＣＯ３ 的热分解温度。

湖南香花岭花岗岩含锂云母类演化及其找矿意义

对香花岭花岗岩已有云母资料进行误差修正计算的基础上，进行了云母分子式计算和成分分类，该区含锂云母类演化系列以尖峰岭岩体为代表，由黑云母→黑鳞云母→铁锂云母→铝质铁锂云母→锂白云母；由云母演化反映出癞子岭岩体岩浆演化程度低于尖峰岭岩体，而癞子岭岩体中Ｆｅ，Ｈ２Ｏ＋等流体组份（超临界流体）含量总体低于尖峰岭岩体是导致岩浆演化和云母演化乃至矿化差异的重要因素。云母特征值Ａ＜０５，０５～０６８，＞０６８值域，可分别判定无矿、Ｎｂ矿化和Ｔａ矿化，并得到栗木含矿花岗岩和无矿花岗岩中云母资料的验证，表明依据云母特征参数可评价岩体含矿性。

江西省泰和县梅岗含锂卤水矿成矿地质特征及开发利用前景

近年来,随着卤水提锂技术研究不断取得突破,卤水提锂的生产工艺日趋完善,卤水提锂将逐步成为开发生产锂盐的重要途径,卤水矿的勘查及开发利用将逐渐得到重视。江西省泰和县梅岗高盐富锂型地下卤水矿富含NaCl和LiCl,w(NaCl)为278 146~308 362 mg/L,含量最高值约为工业品位的2.6倍;w(LiCl)为611~1 136 mg/L,含量最高值约为工业品位的3.8倍,具有较大的工业价值。在归纳总结该矿区地质勘探成果的基础上,分析了该卤水矿的成矿地质特征、矿床成因及成矿物质来源。研究表明:(1)泰和县梅岗含锂卤水矿位于吉泰盆地东侧,产于白垩系地层中,其形成主要受沉积环境控制;(2)矿区卤水矿体主要赋存于晚白垩世上统周田组第1段红层中部,含盐系地层可划分为7层,其中,第3层和第6层为富锂饱和卤水的直接赋矿层位;(3)梅岗卤水矿的成因类型属陆源碎屑-化学岩型盐类沉积卤水矿床,成矿时代为晚白垩世;(4)矿区汇水盆地内的矿物岩石化学风化产物为成盐卤水化学物质的主要来源,梅岗卤水主体为沉积卤水深循环水及玄武岩活动补充锂的物质来源。在上述分析的基础上,进一步讨论了区内含锂卤水矿的开发利用前景,并提出了强化卤水锂资源开发、卤水锂资源开发中需注重综合利用、加强二次锂盐开发研究等建议。

含锂锆乳浊釉的耐磨性能研究

采用锂辉石代替部分长石,显著降低了釉的高温粘度,提高了锆乳浊釉的釉面光洁度和耐磨性能。同时用CaO、MgO、ZnO、BaO等完全取代了普通釉料中的K2O,Na2O,在保留了碱金属氧化物的强助熔作用的同时,提高了釉面硬度、增加了釉面耐磨性和化学稳定性。在配方设计中通过优化配比,制备了可在1180℃～1200℃烧成的光泽度良好的耐磨锆乳浊釉。并采用XRD,SEM等现代测试手段对实验釉进行了分析。提出了含Li2O、CaO、MgO、ZnO、BaO锆乳浊的耐磨机理。

不同pH值下铝合金及其含锂转化层的抗蚀性能

用电化学阻抗谱作为评价方法 ,研究了 L3M铝合金及其含锂转化层在不同 p H值的含 Cl-溶液中的抗蚀性能。结果表明 ,铝合金上的含锂转化层可大大提高铝合金在含 Cl-的介质中的抗蚀能力 ,尽管其不耐强酸、强碱 ,但其在酸、碱介质中的稳定性比自然氧化膜好得多。

含锂磷酸盐LiMPO_4(M=Mn、Co、Ni)的制备方法

含锂磷酸盐LiMPO4(M=Mn、Co、Ni)是具有有序的橄榄石结构的材料,用于锂离子电池材料具有约170mAh·g-1的理论容量,制备LiMPO4的方法,有固相合成法,水热法、溶胶-凝胶法,LiMPO4在锂离子电池材料、磁电材料等中得到了不同程度的研究,本文从合成、性能、改性等方面总结了近年来有关LiMPO4的研究进展,并对该材料的研究与应用前景进行了展望。

含锂水盐体系Li─Mg─Cl－SO_4─H_2O0℃下热力学性质的等压研究

含锂水盐体系Ｌｉ─Ｍｇ─Ｃｌ－ＳＯ_４─Ｈ_２Ｏ０℃下热力学性质的等压研究张契，姚燕（中国科学院盐湖研究所陕西西安７１００４３）含锂水盐体系热力学性质的研究对于建立盐湖化学模型，盐湖资源的开发利用，以及电解质溶液理论的发展与完善都具有重要的意义。本文采...

含锂氧化铝生产工艺研究

开发了一种锂云母石灰乳压煮与氧化铝生产系统相结合生产含锂氧化铝的新工艺。本文就锂云母压煮过程、合流点选择、Li_2O对种分过程及产品质量的影响进行了详细研究。预计本工艺可取得较好的经济效益。

某含锂瓷土矿矿体三维可视化建模研究

矿体三维建模对于矿山资源储量估算、采矿工程设计及矿山生产经营有一定的指导意义。以某含锂瓷土矿为例,在分析矿区地质特征的基础上,结合Surpac软件,建立了矿体地质数据库及矿体三维地质模型,在矿体三维地质建模过程中,采用了剖面建模方式,减少了建模工作量,提升了建模效率,可供类似矿山矿体三维地质建模参考。

含锂水盐体系的相平衡研究

天然卤水是锂的重要工业资源,目前已有美国西尔斯盐湖卤水、银峰地下卤水和智利阿塔卡玛盐湖卤水等被用于工业生产锂盐.一般卤水中锂的浓度较低,不易直接提取,大多都是在卤水综合利用过程后期,即在分离提取各种盐类之后才提取锂盐.同时这种有工业价值的卤水多处于气候干旱地区,卤水处理过程中采用天然蒸发,逐步分离各种盐类,经济上将会更合理.因此了解含锂水盐体系的相平衡关系,特别是含锂海水型体系的溶解度及溶液物化性质的变化规律,对制定从天然卤水中提取锂盐的工艺过程是必不可少的基础性研究工作.

含锂活化沸石—载银活性炭—Cu-Zn合金串联装置水处理效果研究

通过对含锂活化沸石、载银活性碳、Cu Zn合金及超滤膜的联合使用,有效去除细菌及铜、铬、铅、银等重金属离子,降低了饮用水硬度、余氯量,并能抑制亚硝酸根离子的生成;运用该套装置,在去除污染物的同时,又向水中引入对人体有益的微量锂离子、锌离子,使之成为优质的饮用水。

含锂中低温乳浊釉的研制

通过试验研究,成功地制备出了一种能在1160～1200℃下烧成、白度高、热膨胀小、对色剂适应性强的生料乳浊釉.该釉的配方范围为:长石45～50%、方解石10～12%、石英30～35%,ZnO5.7%、Li_2CO_32～2.5%、粘土3～5%,外加锆英石14～16%。

锂离子电池高容量合金基含锂负极材料的研究进展

现有的以石墨为负极的锂离子电池能量密度逐渐接近其理论极限.基于合金化反应机制的高容量含锂负极材料LixMy(M为能够和锂发生合金化反应的元素)是一类新兴的负极材料,具有数倍于石墨的储锂比容量,且可以为电池提供活性锂源.这些特性使其能够与高容量无锂正极材料(如S,O_(2),FeF_(3)和V_(2)O_(5)等)相匹配,构建下一代高比能锂离子电池新体系.本文综述了近年来高容量合金基含锂负极材料(如LixSi,LixSn,Li_(3)P和Li_(x)Al基系列材料)的研究进展,分析了所面临的挑战,概述了材料的合成与电极的制备方法,并介绍了它们在常规锂离子电池、锂离子-硫电池及锂离子-空气电池等多个全电池体系中的应用实例,提出并举证了其电化学性能优化与调控的策略,最后展望了未来的研究方向.