全国稀有金属冶金学术会议情况汇
报
2002年10月19~23日在浙江温州召开了第四届交流会。
会议主题为:稀有金属新材料、新应用、冶金新工艺、新设备进展,21世纪的发展趋势,以及稀有金属重大课题研讨等。
因稀有金属涉及面广,会议邀请国内相关领域院士、知名学者做了十场专题报告(会议文集将于明年一季度以《稀有金属》增刊形式出版)。
会议讨论的热点课题为:纳米技术在稀有材料中的应用和膜技术(微孔过滤)在化学过程中的应用。
通过与会期间和相关业内人士的广泛接触与交流,进一步摸清了国内锂行业情况,达到了预期的参会目的。
1 目前国内从事金属锂生产的有四川812厂、新疆锂盐厂、江西新余市赣锋锂业有限公司三家。
年生产能力分别为:200吨,100吨,100吨。
技术来源分别为四川812厂:从美国引进50吨/年13KA金属锂电解生产装置,此后该厂按引进技术扩产150吨,达到200吨/年能力;新疆锂盐厂为国内六、七十年代自行开发的技术,为7KA敞开式电解槽,人工手动出锂,工艺相对落后,原为50吨/年能力,后因日本增加需求又扩产一倍;江西新余市赣锋锂业有限公司为民营企业,采用国内成熟技术(新疆锂盐厂技术),设计规模为100吨,今年1~9月生产28吨。
2 金属锂生产的焦点为Li含量大于99.90%的电池级锂,近年来需求旺盛,目前价格60~70万元/吨,Li含量小于99.0%的普通级金属锂仅售40万元/吨左右,且市场需求有限。
生产电池级(高纯)金属锂的方法有两种:普通级产品精馏提纯法和高纯氯化锂直接电解法。
精馏提纯法为国内常用的生产高纯金属锂的方法,其精馏技术与设备为北京有色金属研究总院所研制。
国内传统的锂电解技术不能直接电解生产出高纯锂,原因主要有:
2.1国内不具备生产高纯氯化锂的技术。
影响金属锂产品质量的主要杂质是Na,因NaCl的分解电位小于LiCl的分解电位(723K时,氯化锂分解电位
3.629V,氯化钠分解电位3.570V),因此在LiCl电解过程中NaCl优先分解,产生的Na全部进入金属锂中,通常每生产1吨Li需要6.5吨LiCl,因此LiCl中的Na将以6.5倍的量富集于金属锂中。
按此计算LiCl 中Na的上限应为15~20ppm,而实际上GB10575-89中无水氯化锂0级~2级含Na+K分别为:0.03%、0.35%和0.50%。
2.2传统电解槽槽衬对金属锂污染严重(金属锂在电解温度下有较强的活性,一方面使槽衬大量剥落,降低了槽寿命,另一方面加剧了对产品的污染)。
.3 敞开式操作和人工手动出锂加剧了锂的氧化和氮化。
由于上述原因,国内均采用精馏法生产高纯金属锂。
该方法虽然可获得高质量的产品,但能耗高,收率低。
因此制造成本明显高于高纯氯化锂直接电解法。
3四川812厂从美国引进的技术与设备正是针对上述后两个(2.2、2.3)问题而开发的。
即便如此,如果采用国内普通级的LiCl还是不能直接电解出高纯锂。
为此,该厂将其产品的一半出口德国(其余产品主要出口日本),并从德国进口(串换)高纯碳酸锂。
在该厂用高品质盐酸转换并分离出同位素锂-6作为热核原料,获得的高纯LiCl用从美国引进的技术可直接电解生产出Li含量大于99.90%的电池级锂产品。
该法生产的高纯锂比传统的精馏法更具有竞争力。
4据了解,从事金属锂材料深加工的单位仅北京有色金属研究总院一家,年规模为3吨左右高纯金属锂箔,售价为200~300万元/吨,生产工艺为普通级金属锂精馏后在无氧保护和充氩密封条件下轧制。
今年
1~9月已经生产5吨(其中包括高纯金属锂锭)。
5据会议提供的资料和介绍,东北大学材料与冶金学院掌握了纯氯化锂及氯化钾的生产技术,其氯化锂中Na可达1~10ppm,Ca小于
20ppm,钾小于15ppm。
并称原打算和吉林某单位合作,共同开发100吨/年高纯金属锂电解生产技术,后由于资金等原因未能实施。
6根据这次会议了解到的信息,我所目前开展的金属锂提取工艺优化研究所采用的技术尽管和美国的槽型结构有区别,但在解决上述传统锂电解技术关键问题时的思路却不谋而合。
根据当前情况我们完全有信心取得预期的结果。
届时盐湖所有望成为国内唯一一家自行开发成功直接电解生产高纯金属锂的单位。
因此,建议所里在适当的时候安排高纯氯化锂制取的攻关工作,据了解我国0级氯化锂出口仅3.0~3.4万元/吨,而美国高纯氯化锂市场价格高达9万元/吨。
一方面高附加值产品开发是升级盐湖产业的必由之路,另一方面高纯氯化锂制取和电解工艺优化研究可良好衔接,一旦时机成熟,完全有理由建设一具有良好竞争力的电池级金属锂产业化基地。
庞全世
2002-10-27。