V jednom článku pochopte, jak se ze zdrojů lithia stávají katodové suroviny
Sep 03, 2020
Jak se celosvětové problémy životního prostředí&# 39 prohlubují, země a podniky zrychlily přechod přechodu lidské společnosti&# 39 na čistou a energeticky úspornou společnost. Mezi nimi vývoj elektrických vozidel přispěl k tvorbě čerstvého vzduchu a ke snížení emisí uhlíku, což zaujímá významné místo v novém energetickém průmyslu. V současné době domácí automobilové společnosti urychlují zavádění energetických baterií a následné požadavky si vynucovaly stále vyšší požadavky na materiály a procesy pro energetické baterie. Lithiové baterie se skládají hlavně ze čtyř částí: aktivní materiál s kladnou elektrodou, aktivní materiál se zápornou elektrodou, elektrolyt a separátor. Mezi nimi se uhlíkatý materiál často používá jako aktivní materiál se zápornou elektrodou a materiály na bázi lithia dominují katodovému materiálu. Jaká je tedy vývojová fáze minerálů obsahujících lithium jako výchozí suroviny katodových materiálů a jaký je vývoj v procesech extrakce lithia?
1. Přehled vývoje lithiového průmyslu
Nabídka a poptávka jsou základním obsahem produktu. Podle vývoje lithiového průmyslu v posledních dvou letech bude po určitou dobu nadále udržovat rychlý rozvoj. Podle příslušných údajů je celková nabídka a poptávka odvětví v letech 2017--2018, a dokonce i v první polovině roku 2019, stále v těsné rovnováze. Z historických zkušeností je patrné, že výroba stávajících lithiových zdrojů je snadno narušena podnebím a provozem, vývoj nových zdrojů je obtížný a stabilita je také pochybná. Pravděpodobnost situace, kdy nabídka převyšuje poptávku, je stále relativně vysoká.
2. Proces extrakce lithia z lithiových minerálů
V minerální oblasti existuje více než 100 druhů minerálů obsahujících lithium, ale nejhojnější a nejkvalitnější lithiové minerály jsou spodumen a lepidolit.
(1) Extrakce lithia ze spodumenu
Obsah oxidu lithného v koncentrátu spodumenu je přibližně 5,0% až 8,5%. V současnosti je produktem extrakce lithia spodumenu hlavně uhličitan lithný a mezi jeho procesy patří zejména proces výroby kyseliny sírové, sulfátový proces sintrování, výrobní proces pražení chloridu sodného, výrobní proces tlakového loužení uhličitanu sodného a výrobní proces pražení vápence. Níže je stručně představen hlavní výrobní proces.
Process Proces s kyselinou sírovou
Proces kyseliny sírové se běžně používá v průmyslové výrobě. Poté, co se lithná ruda rozemele pražené a vyluhuje, přidá se síran, aby se odstranily nečistoty, a filtruje se, čímž se získá roztok síranu lithného. Vysrážený uhličitan lithný se připraví z roztoku a poté se promyje a vysuší, čímž se získá produkt. Tato metoda má vysoký výtěžek a nízké požadavky na kvalitu lithiové rudy. Proces kyseliny sírové může také zpracovat lepidolit.
MethodSulfátová metoda smíšeného slinování
Koncentrát spodumenu a K2SO4 (nebo CaSO4 nebo jejich směs) se smíchají a sintrují při určité teplotě. Po sérii fyzikálních a chemických reakcí nahradí kovové prvky v přidaném síranu lithium v rudě za vzniku rozpustnosti. Hlavní nečistotou síranové soli je tvorba nerozpustných sloučenin a poté se slinovaný slínek vyluhuje a oddělí, a lithné ionty vstupují do roztoku a produkt uhličitanu lithného se získá po čištění, koncentraci a vysrážení.
Method Metoda vyluhování tlakem uhličitanu sodného
Nejprve se β-spodumen získaný zpracováním spodumen rozdrtí na určitou jemnost a ke smíchání se přidá určité množství uhličitanu sodného a ten se vyluhuje pod tlakem v reaktoru při 200 ° C a poté se uvolňuje plynný CO2. zaveden za vzniku rozpustného hydrogenuhličitanu. Roztok lithia se filtruje, aby se odstranil zbytek (zeolit), zahřívá se na 95 ° C, aby se vyloučil CO2, vysráží se, filtruje se a filtrační koláč se suší za získání produktu uhličitanu lithného.
④ Metoda pražení vápence
Metoda pražení vápence zpracovává minerály obsahující lithium k přípravě uhličitanu lithného. Výrobní proces zahrnuje přípravu surového jídla, pražení, loužení, promývání strusky, koncentraci výluhu, čištění a krystalizaci. Hlavní výhodou metody vápna je, že je univerzální, protože je vhodná pro rozklad téměř všech lithiových minerálů. Reakční proces nevyžaduje vzácná činidla.
(2) Extrakce lithia z lepidolitu
moje země je bohatá na zdroje lepidolitu. Obsah oxidu lithného v koncentrátech lepidolitu je přibližně 2,0% až 5,0%. Mezi nimi jsou zdroje lepidolitu v Yichun v Jiangxi relativně koncentrované s vynikajícími těžebními podmínkami a obsahují drahé zdroje rubidia a cesia a velké množství cenných zdrojů. Zdroje hliníku, draslíku a fluoru. V současné době zahrnuje proces extrakce lithia lepidolitu hlavně metodu slinování vápence, metodu pražení síranu, metodu autoklávování chloridem sodným, metodu autoklávování síranem sodným, metodu autoklávování vápna atd.
Method Metoda slinování vápence
Proces slinování vápence je podobný procesu extrakce spodumenu lithia. Je to nejzralejší metoda. Výhody této metody jsou výraznější: (1) Proces vyluhování je krátký. (2) Vyluhovací systém je dobrý, je to zásaditý systém a koroze zařízení je malá. (3) Proces separace hydroxidu lithného je jednoduchý a výstupní rychlost draslíku, rubidia a cesia je vysoká. Jeho nevýhodami jsou současně nízký výtěžek, velké množství strusky a vysoká spotřeba energie.
Method Metoda pražení síranu
Metoda pražení síranem produkuje méně strusky a nižší spotřebu energie. Výtěžek je asi o 10% vyšší než u metody slinování vápence. Použití této metody však vede k delší době pro odstranění nečistot a těžkopádnému procesu. Když je síranem draselná sůl, je vhodný pro všechny lithiové rudy, ale draselná sůl je dražší a náklady jsou vyšší.
③Tlaková metoda vaření s chloridem sodným
Metoda vaření tlakovým chloridem sodným je relativně efektivní, podobně jako vápencová metoda, a množství vypouštěné strusky je malé. Rychlost výroby lithia může dosáhnout 80%. Protože použitý systém obsahující chlór je pro zařízení korozivnější, požadavky na zařízení jsou relativně vysoké.
Kromě toho existují procesy, jako je metoda s kyselinou sírovou a metoda chlorovaného pražení, k extrakci lithia z lepidolitu. Lepidolit je velmi složitá látka. Obecně platí, jak zlepšit stupeň lepidolitu, snížit množství strusky v procesu loužení a separačním procesu a co nejhodnotněji vložit cenné prvky do kapalné fáze během procesu loužení a ekonomicky je oddělit, Průběh procesu je co nejkratší a problém koroze zařízení lze dobře zvládnout současně, je problém, který by měl být vzat v úvahu při výběru procesu extrakce lithia z lepidolitu.
3. Závěr
Po desetiletích výzkumu technologie těžby lithia z lithiové rudy dosáhl průmysl těžby lithia v mé zemi&# 39 velkých technologických úspěchů. U lithiové rudy se rychlost výroby lithia zvýšila z 60% na více než 80% a dále se snížilo množství strusky a spotřeba energie, což významně přispělo k rozvoji mé země' s výrobou lithiových baterií v oblasti surovin. Nezastupitelnou roli navíc hrají nové procesy, jako je extrakce lithia ze solných jezer. V budoucnu bude technologie mé země na těžbu lithia z minerálů a ze solných jezer stále dokonalejší, bude zlepšovat efektivitu komplexního využití minerálů a transformovat z hrubého modelu vývoje na jemné zpracování. Efektivní využívání zdrojů je pro každého v průmyslu, těžbě a na Zemi. Odpovědnosti a povinnosti. Udělejme ze Země lepší místo!