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鋰生產(chǎn)技術(shù)的目前現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(五)

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通常來說,碳酸鋰的生產(chǎn)成本,如果是礦石的話估計至少為6000美元/tLCE,鹵水的話至少為3000美元/tLCE。由于鋰市場的高價位,即使成本為10000美元/tLCE,把澳大利亞的礦石運往中國提煉成碳酸鋰也是可盈利的。

3 鋰化合物生產(chǎn)成本的概述

下面將對從鹵水和礦石中提煉鋰化合物的生產(chǎn)成本(OPEX:運營成本)的相關(guān)決定因素和結(jié)構(gòu)進行討論。對于鹵水來說,化學藥劑成本占生產(chǎn)成本的大部分,其他成本依次為鹵水采收和濃縮成本、人力成本和天然氣成本。而對于礦石來說,選礦成本占生產(chǎn)成本的大部分,其他成本依次為化學藥劑成本、人力成本和能源成本。通常來說,碳酸鋰的生產(chǎn)成本,如果是礦石的話估計至少為6000美元/tLCE,鹵水的話至少為3000美元/tLCE。由于鋰市場的高價位,即使成本為10000美元/tLCE,把澳大利亞的礦石運往中國提煉成碳酸鋰也是可盈利的。

下面將描述每種原料的特性。

(1)鹵水

雖然各生產(chǎn)基地各有差異,但總體趨勢是藥劑成本約占到經(jīng)營成本的一半。除了需要考慮去除雜質(zhì)(如Ca(OH)2)所需的藥劑外,從鹵水中提純鋰化合物的成本還包括鋰的濃度、雜質(zhì)元素的比值(特別是Mg/Li的比值)、蒸發(fā)速度(太陽蒸發(fā)速度)?,F(xiàn)在,我們還必須考慮純堿采購(碳酸鋰廠)、能源供應(yīng)和供水的便捷性。首先要考慮具有生產(chǎn)可行性的Mg/Li比值,如果Mg濃度過高,則藥劑消耗量會變大,從而使生產(chǎn)變得困難。另外,SO4/Li的比值要小,且最好是以LiCl的形式存在。

從優(yōu)勢和難點來看,蒸發(fā)池的管理尤為重要,如設(shè)定與處理量相對應(yīng)的最大容量,以及與太陽蒸發(fā)有關(guān)的對季節(jié)性氣候變化的響應(yīng)??偟膩碚f,太陽蒸發(fā)所需的能量比礦石所需的能量要小,成本也較低,但是所需時間更長,有時需要一年半。

(2)礦石

關(guān)于從礦石中提煉鋰化合物的生產(chǎn)成本,如果考慮購買精礦的成本,則精礦成本就占主導(dǎo)地位。決定成本的主要因素包括礦石品位(Li2O)、脈石等廢礦物、能源(煤炭和天然氣)供應(yīng)、硫酸采購等。其中,鋰的品位和雜質(zhì)濃度是影響藥劑和能量消耗的重要因素。另外,必須注意如SiO2、Fe、Al等雜質(zhì)的問題,而鹵水的話則不需要考慮。對于粘土礦等“非常規(guī)礦石”,也需要考慮類似的成本因素。精礦的售價約為數(shù)百美元/t,這個包括采礦和選礦成本。如前文所述,生產(chǎn)1 t碳酸鋰大約需要6~7 t精礦。

對硫酸浸出所產(chǎn)生的SiO2、Fe、Al等雜質(zhì)的管理也是個大問題,并且有必要考慮開采和選礦所需的成本和人工等問題。同樣,還要考慮硫酸采購的問題,而鹵水則不必考慮。與太陽蒸發(fā)濃縮法相比,其優(yōu)點是由于采礦和選礦及煅燒過程的用時短,所以可以大大縮短生產(chǎn)時間。

不管是鹵水還是礦石都需要幾個億的資本成本,其中大量的資金將被用于生產(chǎn)設(shè)備。對于鹵水,蒸發(fā)池和碳酸鋰工廠占了70%,其余部分則用于配套設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施和抽水井。另一方面,對于礦石,碳酸鋰工廠及采礦和選礦設(shè)備占了70%,其余用于配套設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施。

通常來說,鋰原料的生產(chǎn)基地往往位于不發(fā)達地區(qū),基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)(能源供應(yīng)和運輸路線)是一個重要因素。雖然與資本投資沒有直接關(guān)系,但獲得與東道國政府相關(guān)的環(huán)境許可和社會經(jīng)營許可也是啟動生產(chǎn)的重要問題。

4 結(jié)論

對于迄今為止的鋰化合物精煉技術(shù),主要生產(chǎn)技術(shù)是南美地區(qū)從鹵水提煉鋰化合物的技術(shù)。但是,隨著多個鋰礦開始陸續(xù)投產(chǎn),澳大利亞的產(chǎn)量超過了智利。目前,主要利用礦石精煉鋰化合物。

雖然近年來,從礦石中(包括增產(chǎn)的礦石)提煉鋰化合物主要還是采用煅燒、添加硫酸等傳統(tǒng)方法,但也有省去了對非常規(guī)沉積巖進行煅燒的新提取技術(shù)。這些新技術(shù)雖然都在強調(diào)其成本優(yōu)勢,但由于低品位Li導(dǎo)致的雜質(zhì)處理等問題,使得其并沒有投入實際使用。另一方面,正在開發(fā)如POSCO法、LiSX法和Eramet法等用于鹵水提鋰的新技術(shù),但是這些技術(shù)的實際應(yīng)用仍面臨成本高等諸多問題。從盈利的角度來看,鋰電池的回收利用是非常困難的。

目前電動汽車對二次電池的需求正在增加,并且隨著二次電池正極材料中鎳含量的增加,對原料的需求正在從碳酸鋰向氫氧化鋰轉(zhuǎn)變。在這種情況下,不可否認的是,在成本上可以與傳統(tǒng)精煉技術(shù)相競爭或具有更大優(yōu)勢的新精煉技術(shù)將被投入實際使用,因此有必要密切關(guān)注鋰精煉技術(shù)的發(fā)展趨勢。

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