近日，由中國有色金屬工業協會鋰業分會主辦的2016年鋰產業論壇在青海西寧舉辦。青海東臺吉乃爾鋰資源股份有限公司總工程師李健在論壇上分析了中國電池級碳酸鋰生產概況及生產現狀、鹽湖電池級碳酸鋰關鍵指標控制、鹽湖生產電池級碳酸鋰關鍵技術。中國電池網（微號：mybattery）整理了其主要觀點，以饗讀者。
一、中國電池級碳酸鋰生產概況：
2015年，隨著中國鋰電池行業的井噴式發展，中國礦石法碳酸鋰生產企業已經全面轉向生產電池級碳酸鋰，其中直接下線電池級碳酸鋰產品占整體礦石法產量約80%。被中國鋰電池正極材料行業所普遍接受的中國礦石法電池級碳酸鋰標準如下（收集整理數據）：
2015年，全球的鋰輝石精礦基本運送到中國，并在中國制造為碳酸鋰產品。2015年，利用大量進口鋰輝石精礦及中國國內各礦山所產出的少量鋰輝石精礦，中國碳酸鋰生產企業采用礦石法生產碳酸鋰產品的產量約4萬噸。其中約3萬噸為礦石法電池級碳酸鋰。2015年，中國鹽湖提鋰企業生產1.2萬噸碳酸鋰，其中4000噸為鹽湖電池級碳酸鋰產品。（以上電池級碳酸鋰產量為直接下線電池級碳酸鋰產品，不包括二次提純產量及氫氧化鋰產量。）
中國碳酸鋰企業在礦石法制備碳酸鋰技術的積累與應用水平已達爐火純青，礦石法碳酸鋰生產企業全面掌握了無需二次提純，直接生產出電池級碳酸鋰技術，從鋰輝石精礦為原料的碳酸鋰生產裝置中直接下線電池級產品。中國礦石法碳酸鋰企業所生產的電池級碳酸鋰產品品質基本能滿足現階段中國鋰電池正極材料生產的碳酸鋰原料要求。鹽湖碳酸鋰生產企業還未全面掌握鹵水提取電池級碳酸鋰技術，已經能直接下線的鹽湖電池級碳酸鋰產品，在一些關鍵指標上還有欠缺。
從1958年新疆鋰鹽廠建成投產以來，中國碳酸鋰行業經過近七十年來的努力，中國礦石法碳酸鋰產能居全球首位。在礦石法生產碳酸鋰的工藝技術與產品質量上，也穩居全球第一，為中國鋰電池的井噴發展打下了堅實的基礎。
2008年，中國鹽湖碳酸鋰企業開始工業化量產碳酸鋰產品。2012年，中國青海鹽湖碳酸鋰企業編制完成鹽湖電池級碳酸鋰地方標準，并開始工業化量產鹽湖電池級碳酸鋰。2015年，中國國內鹽湖提鋰企業所生產的碳酸鋰約1.2萬噸。2015年，中國國內鹽湖提鋰企業直接下線鹽湖電池級碳酸鋰約4000噸。（注：以上數據不包括鹽湖碳酸鋰二次提純部份。）
二、中國鹽湖電池級碳酸鋰生產現狀：
中國鹽湖生產碳酸鋰的企業分別在青海海西地區與西藏自治區。中國青海海西地區，鋰資源分布在東臺吉乃爾湖、西臺吉乃爾湖、一里坪、別勒灘。上述湖區有相當豐富的鋰、鉀、硼資源，其類型主要為硫酸鎂亞型鹽湖。
西藏鹽湖受限于西藏鹽湖區域的工業條件缺失，無法在鹽湖現場建立依靠于電力與熱能的現代化生產工廠。在現有條件下，西藏鹽湖的碳酸鋰生產依賴于碳酸型鹽湖鹵水通過自然蒸發形成粗碳酸鋰產品。西藏碳酸型鹽湖生產電池級碳酸鋰的工藝過程，其實是鹽湖現場依靠自然條件產出粗碳酸鋰，以及工廠化粗碳酸鋰二次提純過程。在現有條件下，制約西藏鹽湖電池級碳酸鋰生產的瓶頸，是鹽湖現場的粗碳酸鋰產量提升與成本控制。
西藏自治區擁有獨特的碳酸型鹽湖，已經進入開發狀態的扎布耶鹽湖與結則茶卡鹽湖，可以通過鹽田濃縮形成主含量超過60%的粗碳酸鋰產品。
結則茶卡鹽湖已經開始鹽田生產，試驗產出了主含量60%以上的粗碳酸鋰產品，其2015年粗碳酸鋰產量未知。扎布耶鹽湖在2015年產出約5000噸左右的粗碳酸鋰產品，折合為3000噸左右的碳酸鋰產品。2015年，扎布耶鹽湖粗碳酸鋰產品通過內地工廠的提純精制工藝，形成了工業級的氫氧化鋰及碳酸鋰產品，并使用碳化法二次提純出電池級碳酸鋰產品。尤其需要指出的是，2015年，扎布耶鹽湖的粗碳酸鋰原料與礦石法碳酸鋰生產工藝結合生產取得成功，通過將粗碳酸鋰酸溶形成硫酸鋰溶液，摻合進入礦石法生產裝置，成功的聯合生產出電池級碳酸鋰產品。
2015年，青海鹽湖約生產9000噸碳酸鋰，其中由青海鋰業利用東臺吉乃爾鹽湖鹵水，使用離子選擇膜技術，實現工業量產的鹽湖電池級碳酸鋰約4000噸。其鹽湖電池級碳酸鋰產品標準如下表：
2015年，隨著中國鋰電池行業的快速提升，青海鹽湖電池碳酸鋰地方標準已經不能滿足電池正極材料生產的品質需求。現有地方標準的鹽湖電池級碳酸鋰僅適用低端鋰電池正極材料的生產。2015年，鋰電池行業普遍要求電池級碳酸鋰中，鎂低于50ppm，鈉鉀之和低于250ppm，氯根低于100ppm。因為青海鹽湖鹵水特性，青海鹽湖碳酸鋰產品中，普遍存在鎂、鈉、鉀、氯根高于礦石法碳酸鋰的情況。
三、鹽湖電池級碳酸鋰關鍵指標控制
中國鹽湖碳酸鋰生產是從2008年才實現普遍工業化量產，投產之后即面對殘酷的市場競爭，需要集中精力去大幅度降低鹽湖碳酸鋰制造成本。鹽湖區域的惡劣環境，鹽湖鹵水的復雜組份，工業條件極度缺乏，加之前期碳酸鋰的持續低價，讓我們在2015年前沒有作好準備，鋰動力電池需求井噴式增漲，我們在電池級碳酸鋰量價齊飛局面下措手不及。面對快速提升的電池級碳酸鋰要求，鹽湖電池級碳酸鋰關鍵指標已經落后，需要針對性的解決關鍵技術問題，提升鹽湖碳酸鋰產品品質，以符合下游鋰電池行業的品質需求。
青海鹽湖鹵水的高鎂高鈉高氯根特性，造成碳酸鋰產品中關鍵指標中Na、Cl、Mg的偏高。2015年，青海鹽湖的碳酸鋰生產主要由藍科鋰業與青海鋰業進行。藍科鋰業在2015年實現了吸附法生產碳酸鋰裝置的產能突破，但未直接下線電池級碳酸鋰產品。青海鋰業在2015年，利用離子選擇膜技術實現4000噸鹽湖電池級碳酸鋰的生產。
通過對上述兩種電池級碳酸鋰標準的化學成份關鍵指標分析，鹽湖電池級碳酸鋰紅色指標必須修正以符合下游鋰電池正極材料生產的品質需求。
四、鹽湖生產電池級碳酸鋰關鍵技術：
青海鹽湖電池級碳酸鋰生產所首先要解決的是高鎂鋰比鹽湖鹵水的鎂鋰分離難題。藍科鋰業采用鋰吸附劑工藝，通過對鹽湖鹵水中氯化鋰的選擇吸附與對鋰吸附劑淡水脫附形成氯化鋰溶液。青海鋰業采用離子選擇膜技術，通過對鹽湖鹵水中，鎂離子與硫酸根等二價離子的攔截形成氯化鋰溶液。萃取法提鋰及納濾膜技術也在高鎂鋰比鹵水提鋰中得到應用，但還處于工業試驗與建設階段，尚未形成工業化量產。
2016年，青海東臺吉乃爾鋰資源股份有限公司啟動東臺吉乃爾鹽湖電池級碳酸鋰生產技術的深入研發工作。根據中國鋰電池正極材料生產的原料要求，針對鹽湖電池級碳酸鋰幾項關鍵指標進行修正，修正目標為：鎂（Mg）小于50ppm，鈉（Na）小于220ppm，鉀（K）小于20ppm，氯（Cl）小于100ppm。要求在現有鹽湖碳酸鋰生產工藝與生產裝置中，經過技術升級，不經過二次提純，一次性下線達到上述關鍵指標控制的電池級碳酸鋰產品。
在東臺吉乃爾鹽湖已經成熟應用的離子選擇膜技術具有優良的鎂鋰分離及鋰離子濃縮效果，同時離子選擇膜工藝攔截了鹽湖鹵水中絕大部份硫酸根、硼以及雜質金屬離子，實現氯化鋰溶液的精制。通過離子選擇膜工藝所形成的氯化鋰溶液，其鎂離子濃度低于2克/升，鋰離子濃度高于12克/升。在離子選擇膜技術的基礎上，我們針對鹽湖電池級碳酸鋰中關鍵化學成份指標的控制，摸索并形成了以下技術方法：
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