锂资源开发中的腐蚀问题浅析
2023-05-06 16:14:03 作者:腐蚀与防护 来源:腐蚀与防护 分享至:

 

得益于全球节能减排趋势及新能源汽车的快速发展,动力锂电池市场需求增长迅速,中国锂电行业发展前景广阔。2022年全国锂电池行业总产值突破万亿,2022年全国锂离子电池产量达750 GWh,历史首次同比增长超过130%。锂电池行业发展趋势快速增长的同时,也代表着锂业工厂的发展态势。

 

 

 

 

 

然而,锂业在提纯锂时,酸碱腐蚀不可避免,防腐做不好,地面用不了多久就会变色、腐蚀、渗漏,长此以往也会造成安全隐患,因此如何合理建设锂业厂房需得到重视。

锂资源概况

锂产业链主要分为上游开采、中游提炼及下游应用。从产业结构上看,锂资源供给主要来自盐湖提锂及矿石提锂,锂电池回收当前规模体量仍低,尚待新能源车动力电池报废期来临。

我国锂资源主要有盐湖、锂辉石和锂云母三种,其中盐湖锂占比83%,主要分布在青海和西藏;锂辉石占比15%,主要分布在四川;锂云母占比2%,主要分布在江西。其中四川甘孜州和阿坝州锂辉石资源储量丰富,江西宜春地区是锂云母的主要生产基地。

我国锂资源分布

主要提锂工艺

1

矿石提锂工艺

矿石提取锂主要是采用锂辉石、锂云母等固体锂矿石生产碳酸锂和其他锂产品,矿石提取锂工艺如下:

硫酸法(H2SO4


硫酸盐法(K2SO4、Na2SO4

石灰烧结法(CaO)


氯化焙烧法

(氯化剂,常为钾、钠、铵、钙的氯化物)


纯碱压煮法(Na2CO3

硫酸法是当前比较成熟的矿石提锂工艺。硫酸法处理锂矿石需要预先将锂矿石高温焙烧,使其结构由致密变为疏松,再经球磨后与过量硫酸(93%~98%)混合,在回转炉中250℃下焙烧溶解,水浸后得粗硫酸锂溶液,经净化、沉锂、蒸发浓缩后获得碳酸锂产品。

矿石提锂工艺-硫酸法工艺流程

2

盐湖提锂工艺

盐湖资源中主要成分是氯、钠、钾、硫、硼、镁、锂等,微量锂与大量碱金属、碱土金属共存,这些元素均是以液态形式存在,且大部分与锂具有相似相溶的性质,易与锂伴生出现。所以盐湖卤水开发通常是对各有用成分进行分别制取,而不是单纯提锂。

盐湖提锂技术主要包括沉淀法(碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法、硼镁和硼锂共沉淀法)、溶剂萃取法、煅烧浸取法、太阳池法、吸附法、膜法以及其他新提锂技术。盐湖提锂制备碳酸锂主要是沉淀法,去除杂质后加入大量纯碱(即碳酸钠)沉淀制备碳酸锂。
盐湖提锂工艺对比

国外主要锂生产公司的提锂工艺如下:

典型装备腐蚀防护

从锂的提取工艺中可见,锂业在提纯锂时酸碱腐蚀不可避免,主要有盐类对金属的腐蚀、酸类腐蚀、碱液腐蚀、尾气腐蚀等。其中,腐蚀防护部位包括:建构筑物(地面、墙面、沟、坑、库)、洗涤塔、储罐、废水池、烟囱等 。

玻璃钢烟囱

(MFE-W4)



玻璃钢储罐




 

 

 

建构筑物部分

(地面、地沟、

地坑、酸库):

2mm厚

乙烯基酯树脂

玻璃钢隔离层

+花岗岩面层

 

 

沉降槽:

乙烯基酯树脂

玻璃钢内衬

(MFE-2)

硫酸事故池:

5mm厚MFE-2

乙烯基酯树脂

玻璃钢内衬




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