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锂云母(鳞云母)——潜力巨大的新兴锂资源

来源:未知   发布时间:2021-06-02 16:04     浏览
2020 年,我国锂资源品(锂辉石精矿、锂云母精矿、盐湖碳酸锂)生产仅占全球 24%,但却生产了全球 69%的锂盐(未计算锂盐进口后的提纯或苛化)。在全球碳中和的宏大使命之下,作为不可或缺的能源金属(没有之一),锂资源的重要性上升到了战略高度,成为了真正意义上的“白色石油”。
随着碳达峰、碳中和的进程逐步推进,锂的重要性还会继续提升(新能源车、新能源电站储能等等),未来难免成为锂资源强国的外交掣肘(石油是好的例子)。我国掌握了全球绝大多数的锂加工产能,但锂资源的自供能力明显不足,2020 年原料自供率仅 32%。国内锂资源没有国际政治风险,对我国碳中和使命具有高的战略意义,加快国内锂资源的开发迫在眉睫。
3-4 年的时间,锂云母完成了从全球高成本到全球领先成本的惊人蜕变,降本主要由核心工艺路线的切换和其他多项改进完成,并且在目前的低成本下仍然有较大的继续降本空间。另一方面,虽然宜春市政府披露宜春地区的锂云母储量有 636 万吨碳酸锂,但由于大部分矿山仅做了小面积勘探,未勘探的部分没有上报,因此实际的储量数字可能成倍于政府披露的数字。低成本+储量丰厚使得锂云母是潜力巨大的新兴锂资源。
锂云母——和锂辉石的相同与不同
锂云母是钾和锂的基性铝硅酸盐,属云母类矿物中的一种;锂辉石一样,也是锂资源在自然界中的一种矿产形式。锂辉石的化学组成为 LiAl(SiO3)2,其中 Li2O 的理论含量为8.03%,经过采选之后,一般的化学级锂辉石精矿中 Li2O 含量通常为 5.0~6.0%;锂云母的化学组成为 K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](OH,F)2} (x=0~0.5) ,锂云母精矿采选后Li2O 含量通常为 2.0~3.5%,常含铷、铯等。
和提锂常用的矿物锂辉石相比,锂云母有三大主要特点:
  1. 锂云母成分复杂,具备高的提炼难度。锂辉石本质上是含锂的硅铝酸盐,尽管通常伴生有各种杂质,但主成分中仅有锂硅铝。而从化学式来看,锂云母显然成分加复杂,主成分中就有锂钾硅铝氟。
因此,在原料提炼和锂盐提纯上难度大,这也是早期(2017 年及以前)以锂云母为原料的碳酸锂成本高且品质不佳(主要以工业级客户为主)的核心原因。
2.锂云母中 Li2O 含量低,因此单耗大。正如上文中所提到的,一般锂辉石精矿中 Li2O 含量通常为 5.0~6.0%,而锂云母精矿中 Li2O 含量通常为 2.0~3.5%。
也正是如此,通常约 7.8 吨锂辉石精矿(按 6.0%品位计算)可以生产 1 吨碳酸锂,而需要约 18-19 吨锂云母精矿(按品位 3.0%计算)才能生产 1 吨碳酸锂,若品位低单耗还会进一步上升。这也是造成云母提锂在加工环节成本比锂辉石提锂高的原因。
3. 云母提锂副产品收益显著。锂云母在选矿过程中,通常能产生大量的钾钠长石、钽铌、锡等副产品,副产品销售可以产生显著收益,对所得碳酸锂的综合成本能形成较大程度的抵扣。
据宜春市工业和信息化局披露,宜春市已探明的锂矿资源储量就高达 258 万吨氧化锂当量,折碳酸锂约 636 万吨。据了解,这并不代表宜春的全部锂资源,相当一部分矿山目前仅仅详细勘探了几分之一的面积:例如,永兴材料的化山瓷石矿,矿权面积 1.87 平方公里,但目前仅对其中的 0.38 平方公里进行了详勘(占采矿权总面积的 20%)。
主因早年探矿时,锂云母中的锂难以提取,并未被认定为有显著的经济价值,探矿以瓷石矿为主产品,因此探矿工作并不全面,宜春地区完全勘探的锂云母矿(比如宜春钽铌矿)仅占少数。考虑到仍有不少潜在含锂但暂未详细勘探的区域,自然也暂未计入官方统计的已探明储量。据此推断,实际宜春地区的锂储量可能显著高于目前政府披露的数字,锂云母储量上修潜力巨大。
近年来,云母提锂在降本这条路上大超预期,从 2017 年的高 10 万/吨降本至如今的低 3.6 万元/吨(不含税)。过去,云母提锂厂家用硫酸提锂(和锂辉石提锂的工艺相近),造成了以下主要问题:(1)早期直接通过硫酸浸出锂云母精矿,浸出率低(低于60%),使得原料成本高,同时锂云母中含有氟,和硫酸中的氢离子结合生成氢氟酸后,对设备腐蚀性大,甚至无法实现连续生产(据了解,2017 年生产成本在 7-10 万元/吨);(2)改进为硫酸盐和硫酸的混合焙烧后,对设备的腐蚀性稍微减轻,但腐蚀问题依然没有彻底解决,生产仍然不连续,经常性的设备检修导致生产成本居高不下。
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