本技术大大拓展了工业提锂的锂矿物资源范围，对于改变世界锂资源分布及利用的现状，拓展可利用的锂资源范围，促进世界锂电新能源的发展等均具有极其重要的意义。

在新能源领域，锂材料在高能蓄电池的独特性能以及核电等领域的占有重要地位，对于锂资源的开发提出了紧迫的挑战。研究表明：每辆纯电动汽车的锂电池需要折合碳酸锂50千克以上，我国十年后，纯电动汽车电池所需碳酸锂（50%汽车应用，1000万辆计算）每年就需碳酸锂约60万吨，2010年世界以碳酸锂计算的锂盐产量仅约十多万吨。可预计，锂原料的缺乏及价格高昂将对新能源的发展带来瓶颈。锂虽号称“稀有金属”，但在地壳中含量不算“稀有”，地壳中约有0.0065%的锂，丰度居第二十七位。工业开发的锂资源目前主要分布在含锂矿物以及某些盐湖卤水中。按现有工业开发的技术能力，南美洲盐湖卤水提锂为主要获得锂盐的途径，约占可利用资源的85%，含锂矿物占15%。矿石提锂技术由于成本、能耗与物耗较高，面临降低成本的挑战。中国的卤水锂资源均处于高海拔，条件艰苦地区，开发利用难度大。含锂矿物种类较多，主要为锂辉石、锂云母和锂长石等，都是伟晶岩矿床。锂辉石精矿中氧化锂含量约5.0%～8.5%；锂云母精矿中氧化锂含量约2.0%～5.0%。世界范围内，工业矿物提锂仅为锂辉石，矿物提取锂主要在中国。由此，研究低成本锂提取技术对于拓展可利用的锂矿物资源、对于新能源的发展的意义是显而易见的。

锂云母提锂技术路线的对比

相对于传统的提锂矿物锂辉石精矿，锂云母中Li2O含量仅3.5%～-4.0%左右，但是，其还含有较丰富的K、F、Rb、Cs以及Al2O3。如何综合利用锂云母中的各种有价值的元素是这种低品位的含锂矿物利用的关键。

对于含锂矿物的开发利用的方法主要有：高温煅烧硫酸法，石灰石焙烧法，其他还有硫酸盐法、氯化物法、压力浸出法等。目前锂矿物资源的开发与利用技术面临的突出的问题是：（1）锂矿物提取中由于矿物锂含量低，需要先高温煅烧，导致吨锂产品的生产过程能耗高，生产过程的废渣多，生产成本高。（2）矿物中其他成分没有有效利用，仅提取矿物中的锂，其他几乎都进入废渣中。锂云母由于相对于锂辉石含锂更低，按以上各种工艺提取的成本都比较高。因此，如何降低能耗与综合利用矿物中其他成分是锂矿物提取研究迫切的任务。

图1 锂云母提锂及综合利用工艺流程

表1 不同锂云母提取锂工艺的能耗、物耗对比

表2 不同锂云母提取锂工艺综合利用情况对比

表3 锂云母中各组成的提取利用率

在上世纪90年代前，盐湖提锂尚未工业化时，锂云母曾经作为一个重要的提锂的原料，在湖南以及江西进行过工业提锂的生产。其采用的工艺技术路线为石灰石法，并对许多技术路线开展深入的研究。由于锂云母矿物的锂含量相对锂辉石低50%，而且成分极其复杂，过程能耗及成本高，导致上世纪90年代以后，国内所有的以锂云母为原料的企业关闭。锂云母仅作为一个陶瓷原料进行利用。对于这种低品位的锂矿物提锂与盐湖提锂或者锂辉石提锂相比，其研究的关键应该围绕在：提取的低成本以及矿物成分的综合利用。本研究的锂云母提取工艺与以往的锂云母提取锂工艺在能耗、物耗及综合利用上的对比见表1～表2。

从表1、表2的对比分析可以看出，本研究的技术几乎综合利用了锂云母矿物各种成分开发高附加值的产品，而且过程的能耗、物耗均比较低。

新工艺线路及特点

本研究首次提出氟化学法锂云母提取锂及综合利用的新工艺路线，如图1所示。该工艺过程已在山东瑞福锂业实现工业规模的生产，生产过程的各种元素的利用率见表3。

本项目技术工业化过程中，锂云母在反应阶段的转化率可稳定达到大于等于97%以上，目前生产中锂的总收率约81%左右，可与高品位的锂辉石精矿晶型转换硫酸法提锂的传统工艺的锂综合收率相媲美，其进一步提升锂收率的潜力还很大。其具有如下的突出特点：（1）综合能耗和物耗低。利用氟化学对于硅氧化物结构独特的破坏特性，在相对较低反应温度条件下，破坏矿物的致密晶体结构，大大降低了提取过程中能源消耗。（2）锂云母矿物中的锂、钾、钠、氟、硅、铯、铷等均利用联产各种无机盐产品，综合效益显著。（3）本技术路线采用低品位锂矿石提锂的综合成本可与盐湖提锂媲美，甚至更低。

总结

目前我国70%以上的锂资源需要从国外进口，随着电动汽车对于锂材料的爆发性增长，锂资源已上升为国家极其重要的新能源、环境保护的战略资源。山东瑞福锂业有限公司等单位开发的基于低品位锂矿石（锂云母）提锂技术，将大大拓展世界可利用的锂资源范围，使我国丰富的低品位锂矿物资源（锂云母、锂长石等）成为具有工业开发意义的锂资源，将极大缓解由于盐湖锂资源分布不均造成的世界新能源发展的政治与经济风险。