需求旺盛，碳酸鋰高價(jià)“肆虐”，鋰云母成熱點(diǎn)。
隨著新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，對鋰資源的依賴性也不斷提高。如今，碳酸鋰價(jià)格儼然已如“脫韁的野馬”，且供需持續(xù)緊張。對此，國內(nèi)電池廠商對于鋰供應(yīng)的穩(wěn)定和安全需求極為緊迫。
在此背景下，曾經(jīng)因資源品位低、開采難度大、成本高的云母提鋰日益受到業(yè)內(nèi)重視。江西宜春是我國鋰云母的主要產(chǎn)地，全市約有氧化鋰儲量900多萬噸，相當(dāng)于2000多萬噸碳酸鋰，約可以生產(chǎn)3萬Gwh電池，可以裝備6億輛電動(dòng)汽車。
國內(nèi)鋰電頭部廠商也是紛紛奔赴宜春布局。2021年2月，國軒高科投資115億元在宜春經(jīng)開區(qū)建設(shè)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目；2021年9月，寧德時(shí)代投資135億元在宜春建設(shè)新型鋰電池生產(chǎn)制造基地項(xiàng)目；2022年8月，比亞迪豪擲285億宜春開發(fā)鋰云母；2022年9月，贛鋒鋰業(yè)宜春“鎖礦”，300億元打造鋰電全產(chǎn)業(yè)鏈基地……
鋰云母吸引了各路玩家，甚有預(yù)測云母提鋰產(chǎn)量將在4年內(nèi)增長5倍。
早在2008年，宜春就提出了建設(shè)亞洲鋰都的目標(biāo)，但是一直收效甚微。到2017年，宜春碳酸鋰產(chǎn)量僅為1.2萬噸，占全國的14.5%。其中，由鋰云母制備的電池級碳酸鋰僅占全國總量的2%左右。伴隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，宜春碳酸鋰產(chǎn)業(yè)才開始增加。2021年，根據(jù)宜春政府公布的數(shù)字，宜春全年碳酸鋰產(chǎn)量為8.1萬噸，超過全國的四分之一。據(jù)預(yù)測，到2025年，宜春碳酸鋰產(chǎn)量將達(dá)到50萬噸。如果上述預(yù)期能夠?qū)崿F(xiàn)，這意味著宜春的云母提鋰產(chǎn)量將在4年內(nèi)增長5倍。
不過，繁榮之下，并伴隨著一定發(fā)展挑戰(zhàn)。
目前云母提鋰工藝大致有酸法、堿法、鹽法、壓煮法等。不論何種提鋰工藝均會產(chǎn)生大量的固體鋰渣。尤其鋰云母中的鋰、鉀、銣、銫以氟鋁硅酸鹽的形態(tài)存在，礦物結(jié)構(gòu)致密，化學(xué)活性差，常溫常壓很難與酸堿反應(yīng)。目前應(yīng)用于宜春地區(qū)鋰云母礦的食鹽壓煮工藝有效提取了鋰云母礦中鉀、鋰、銣和銫等有價(jià)元素。但是殘留一定量的鈉鹽和堿，露天堆放和填埋會威脅周邊環(huán)境和地下水資源的安全。
以目前的云母提鋰方法來看，150—200噸原礦可以產(chǎn)出1噸碳酸鋰（差別來自于不同等級的含鋰品位），宜春2025年碳酸鋰計(jì)劃產(chǎn)量為50萬噸，屆時(shí)預(yù)計(jì)將會產(chǎn)生逾千萬噸級別的廢料。
目前，對鋰渣的綜合利用的研究主要集中在直接應(yīng)用于混凝土、水泥砂漿和水泥等建筑材料，及制備陶瓷和建筑陶粒、分子篩等。
研究表明，采用鋰渣做摻料配制混凝土的pH值和物理性能與普通砂配制的混凝土相似，鋰渣對混凝土性能的影響集中在工作性、力學(xué)性能、抗碳化性能、耐磨性、抗氯離子滲透和抗裂性能等。鋰渣作混凝土摻合料除了微級配填充外，其中含有的活性成分SiO2和Al2O3能夠與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生弱火山灰反應(yīng)，生成具有一定強(qiáng)度的膠凝性物質(zhì)-水化硅酸鈣，細(xì)化了混凝土的凝膠孔，在一定程度上可以提高混凝土的強(qiáng)度。同時(shí)，顆粒微細(xì)的鋰渣填充于混凝土的孔隙中，形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了砂漿的和易性，同時(shí)改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，有助于提高混凝土的力學(xué)性能。
鋰云母鋰渣的SiO2和Al2O3含量與燒制硅酸鹽水泥熟料的粘土質(zhì)原料相似，可利用鋰渣代替黏土燒制水泥熟料。江特電機(jī)曾表示公司鋰云母提鋰后廢渣主要供給水泥廠等客戶。
鋰云母鋰渣中CaO、MgO、Na2O和K2O含量達(dá)15%，在燒結(jié)過程中做熔劑氧化物，不僅降低燒結(jié)溫度，還可降低高溫液相粘度。
鋰云母鋰渣主要成分為SiO2和Al2O3，與陶瓷生產(chǎn)所需的硅酸鹽礦物組成接近；但食鹽壓煮提鋰鋰渣中Fe2O3和TiO2的含量分別為0.48%和3.46%，會影響陶瓷制品的白度。
分子篩是一種硅酸鹽或硅鋁酸鹽晶體材料，具有比表面積高、孔道結(jié)構(gòu)規(guī)則、水熱穩(wěn)定性和選擇性良好的特點(diǎn)。鋰渣的主要成分為SiO2和Al2O3，其他金屬氧化物含量低，經(jīng)過適當(dāng)處理，可以滿足合成NaX分子篩要求。
除了鋰渣的綜合利用，業(yè)內(nèi)也從提鋰工藝上加注。如通過外場強(qiáng)化的方式如微波、超聲波和機(jī)械活化等對現(xiàn)有工藝條件改進(jìn)，簡化工藝流程，提高鋰提取率，協(xié)同提取鋰云母中有價(jià)金屬 K、Rb、Cs 等，提高工藝的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益。
綜合而言，鋰云母鋰渣的研究不是簡單地復(fù)制現(xiàn)有的工業(yè)固廢利用的技術(shù)，還有一些現(xiàn)存和潛在的問題，如制品泛霜和泛堿的問題。而且建材廠，陶瓷廠可以消耗一部分鋰云母提鋰產(chǎn)生的礦渣，但這對于宜春提鋰企業(yè)來說還只是杯水車薪，其實(shí)際產(chǎn)生的廢棄物遠(yuǎn)大于下游需求。未來幾年，伴隨著云母提鋰產(chǎn)能的投產(chǎn)，礦渣帶來的問題會更加明顯。
陳志友等.鋰云母鋰渣性質(zhì)及利用研究現(xiàn)狀
余裕森等.鋰云母提鋰技術(shù)的研究進(jìn)展
江特電機(jī)、金石資源公告、華爾街見聞、澎湃新聞、東方財(cái)富等
原文始發(fā)于微信公眾號（鋰電產(chǎn)業(yè)通）：鋰云母：天量礦渣難題何解？
