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摘要：随着国民经济迅速发展，锂资源消费量逐年增加，因此从锂资源储量丰富的盐湖从中提取锂对保证该产业持续健康发展具有重要意义。盐湖提锂技术主要包括沉淀法、碳化法、萃取法等。本综述主要针对上述工艺研究现状进行介绍。
关键词：盐湖提锂，铝盐沉淀法、碳化法、溶剂萃取法、锻烧法
锂广泛应用于玻璃陶瓷、冶金、石油化工、纺织、合成橡胶等领域，近年来随着锂电池的普及，锂消费量逐年增加。锂资源主要赋存于花岗伟晶岩矿床和盐湖中，主要分布于智力、玻利维亚、阿根廷、中国、澳大利亚、巴西、加拿大等国。据美国地质调查局统计，盐湖锂资源占全球储量的58%，是锂资源的重要来源之一。
锂资源最初主要是从锂矿石中提炼得到，20世纪90年代智利化学矿业公司（SQM）开发并完善了盐湖卤水提锂技，极大降低了生产成本，盐湖提锂比例逐年增加，促使碳酸锂价格迅速降低，至2013年世界上约有80%的锂资源来源于盐湖。在我国新疆、江西、四川等地有锂矿石分布，并于上世纪90年代在西北、中南和西南形成三个锂工业基地。我国盐湖锂资源丰富，主要分布于青海、西藏等地，如：青海大柴旦盐湖、察尔汗盐湖、西藏扎布耶盐湖。我国锂资源虽然丰富，但是，目前国产碳酸锂80%的原料锂需要进口。鉴于世界范围内锂行业发展的趋势，开发盐湖提锂关键技术，实现高效、清洁分离提取锂资源，对保证我国锂产业持续、快速、健康发展具有重要意义。
盐湖中主要的有价金属有锂、钠、钾、镁、钙等，我国盐湖的特点是镁锂比较高，许多科研工作者根据锂、镁离子不同的性质对盐湖提锂做了大量的研究，取得了很多成果。总结归纳此类研究成果，可将盐湖提锂技术主要分为：沉淀法、煅烧法、碳化法、吸附法、萃取法。
铝盐沉淀法首先被用于提取死海中的锂，主要利用无定形氢氧化铝对锂离子的选择性沉淀作用，该方法通过二氧化碳碳化分解铝酸钠溶液制得无定形氢氧化铝，产物随后加入到提硼后的卤水中沉淀锂，锂、镁的分离率达95%以上。铝盐沉淀法适用于镁锂比较高的盐湖卤水，锂、镁分离效果较好，但是淡水消耗量大，生产成本较高，需要进一步完善。沉淀剂还可为氨水、碳酸盐等，但是这类沉淀剂存在分离效果不佳或不适于处理镁锂比较高盐湖的问题。煅烧法利用氯化物高温易于分解但分解温度有差异的性质实现锂、镁分离，首先以提钾、硼后的卤水为原料，采用煅烧的方法使氯化镁分解为氧化镁而氯化锂仍然以可溶性氯化物形式存在，经洗涤、浓缩、沉淀等步骤，实现锂、镁分离，分离率及锂的回收率都可达到95%以上，副产品氧化镁的纯度达到98.5%以上。该方法实现了原料的综合利用，但是该过程能耗较高，设备腐蚀较为严重。
碳化法主要利用深度碳化使锂以可溶性碳酸氢锂形式存在，从而实现锂与杂质元素的分离，该方法首先使卤水中的锂、镁以氢氧化物、碳酸盐等形式沉淀，煅烧后通入二氧化碳，使锂转化为碳酸氢锂而镁仍以固体形式存在，达到分离的目的[19]。该工艺可以比较有效的实现锂、镁分离，但是流程较长，能耗较高，锂的收率较低。吸附法提取镁的研究较多，原理不尽相同。铝的氧化物会与锂离子生成铝酸盐，焙烧并加酸浸取提锂后，实现吸附剂的回用。离子筛是另一种较为常见的吸附剂，将锂锰氧化物前驱体酸浸，除去锂离子，生成λ-MnO2并用于吸附卤水中的锂，最后用酸洗脱锂离子。近年来，研究热点在于通过改变制备方法或造粒以提高离子筛的吸附容量，同时减少离子筛的溶损率。
溶剂萃取法是一种重要的盐湖提锂技术，该方法可以有效的实现锂与杂质元素的分离。现有研究所采用的萃取剂主要为醇类、酮类、有机磷类。醇类萃取剂虽然对镁的分配系数较高，但是对锂的萃取率却较低。酮类萃取剂主要靠螯合作用与离子结合，一般认为β-双酮内的烯醇式结构与酮式互变结构能与锂离子形成sp3杂化轨道，降低能量，形成较为稳定结构，因此有利于选择性提锂，但是酮类萃取剂用于萃取时的pH值一般为碱性，更适用于镁锂比较低盐湖卤水的萃取。有机磷类萃取剂适用于我国特有的高镁锂比盐湖卤水体系，其中效果最好的为磷酸三丁酯（TBP）。1968年，美国锂公司提出80%二异丁酮（DIBK）-20%TBP协同萃锂的方法，但DIBK溶损严重导致无法实现工业应用;中科院上海有机化学研究所于1975年提出20%N-503、20%TBP、60%煤油萃锂体系，锂萃取率达90%以上;在此基础上，中科院青海盐湖所提出TBP-FeCl3-煤油体系，锂萃取率达99%以上，锂镁分离系数达1.87×105，该方法用于我国多个盐湖卤水提锂实验，结果理想[8，18]，但是萃取过程中萃取剂、协萃剂、锂离子形成较为稳定的结构，反萃时需要较高浓度的盐酸，致使设备腐蚀严重;氯化铁在萃取过程中容易水解，会导致乳化现象的发生;该萃取体系一般需要三级萃取。高氯酸钠、离子液体等也被用于协萃剂，虽然萃取率较高，解决了高浓酸反萃的问题，但是反萃需要较高水油比。
锻烧法提锂是一种比较粗犷工艺技术，一般是将卤水加热蒸干，进而锻烧。由于氯化镁在550 ℃以上易分解，而氯化锂不分解，水浸过滤后，即可实现锂资源分离。该工艺最大优势在于设备及操作简单。但是由于卤水的蒸干及煅烧需要大量的热，因此该工艺能耗较高;并且煅烧产物会导致污染。吸附法是采用天然多孔介质（如木炭、沸石等）或合成吸附剂（如复合锑酸盐、铝盐）实现锂离子分离，这些吸附剂都展现出较好的吸附分离性能，但是吸附剂溶损是该工艺亟需解决的科学问题。离子交换法、膜分离等工艺虽具有很好的分离效率，但是在复杂工况下的污染问题导致这些工艺仍难以应用。
总结
锂及其化合物对于国民经济的发展具有极大的现实意义和战略意义。我国盐湖锂资源丰富，但因分离难度大，目前尚未有效开发利用，因此发展盐湖卤水高效提锂技术十分必要。本文对目前盐湖卤水提锂工艺、及相应的问题和未来发展方向进行了总结与展望，这些锂资源提取技术具有各自优势，但也存在明显缺点。在这些工艺基础上发展高效和清洁生产锂产品的工艺技术及理论基础对降低盐湖提锂成本具有重要指导意义。
参考文献
[1] 叶帆. 盐湖卤水萃取提鋰及其机理研究 [D]. 上海： 华东理工大学， 2011.
[2] 宋贤菊. 离子液体用于盐湖卤水中锂和硼提取的研究 [D]. 无锡： 江南大学， 2012.
[3] 黄丹枫. 离子交换树脂从盐湖中提锂过程的研究 [D]. 上海： 华东理工大学， 2012.
关键词：盐湖提锂，铝盐沉淀法、碳化法、溶剂萃取法、锻烧法
锂广泛应用于玻璃陶瓷、冶金、石油化工、纺织、合成橡胶等领域，近年来随着锂电池的普及，锂消费量逐年增加。锂资源主要赋存于花岗伟晶岩矿床和盐湖中，主要分布于智力、玻利维亚、阿根廷、中国、澳大利亚、巴西、加拿大等国。据美国地质调查局统计，盐湖锂资源占全球储量的58%，是锂资源的重要来源之一。
锂资源最初主要是从锂矿石中提炼得到，20世纪90年代智利化学矿业公司（SQM）开发并完善了盐湖卤水提锂技，极大降低了生产成本，盐湖提锂比例逐年增加，促使碳酸锂价格迅速降低，至2013年世界上约有80%的锂资源来源于盐湖。在我国新疆、江西、四川等地有锂矿石分布，并于上世纪90年代在西北、中南和西南形成三个锂工业基地。我国盐湖锂资源丰富，主要分布于青海、西藏等地，如：青海大柴旦盐湖、察尔汗盐湖、西藏扎布耶盐湖。我国锂资源虽然丰富，但是，目前国产碳酸锂80%的原料锂需要进口。鉴于世界范围内锂行业发展的趋势，开发盐湖提锂关键技术，实现高效、清洁分离提取锂资源，对保证我国锂产业持续、快速、健康发展具有重要意义。
盐湖中主要的有价金属有锂、钠、钾、镁、钙等，我国盐湖的特点是镁锂比较高，许多科研工作者根据锂、镁离子不同的性质对盐湖提锂做了大量的研究，取得了很多成果。总结归纳此类研究成果，可将盐湖提锂技术主要分为：沉淀法、煅烧法、碳化法、吸附法、萃取法。
铝盐沉淀法首先被用于提取死海中的锂，主要利用无定形氢氧化铝对锂离子的选择性沉淀作用，该方法通过二氧化碳碳化分解铝酸钠溶液制得无定形氢氧化铝，产物随后加入到提硼后的卤水中沉淀锂，锂、镁的分离率达95%以上。铝盐沉淀法适用于镁锂比较高的盐湖卤水，锂、镁分离效果较好，但是淡水消耗量大，生产成本较高，需要进一步完善。沉淀剂还可为氨水、碳酸盐等，但是这类沉淀剂存在分离效果不佳或不适于处理镁锂比较高盐湖的问题。煅烧法利用氯化物高温易于分解但分解温度有差异的性质实现锂、镁分离，首先以提钾、硼后的卤水为原料，采用煅烧的方法使氯化镁分解为氧化镁而氯化锂仍然以可溶性氯化物形式存在，经洗涤、浓缩、沉淀等步骤，实现锂、镁分离，分离率及锂的回收率都可达到95%以上，副产品氧化镁的纯度达到98.5%以上。该方法实现了原料的综合利用，但是该过程能耗较高，设备腐蚀较为严重。
碳化法主要利用深度碳化使锂以可溶性碳酸氢锂形式存在，从而实现锂与杂质元素的分离，该方法首先使卤水中的锂、镁以氢氧化物、碳酸盐等形式沉淀，煅烧后通入二氧化碳，使锂转化为碳酸氢锂而镁仍以固体形式存在，达到分离的目的[19]。该工艺可以比较有效的实现锂、镁分离，但是流程较长，能耗较高，锂的收率较低。吸附法提取镁的研究较多，原理不尽相同。铝的氧化物会与锂离子生成铝酸盐，焙烧并加酸浸取提锂后，实现吸附剂的回用。离子筛是另一种较为常见的吸附剂，将锂锰氧化物前驱体酸浸，除去锂离子，生成λ-MnO2并用于吸附卤水中的锂，最后用酸洗脱锂离子。近年来，研究热点在于通过改变制备方法或造粒以提高离子筛的吸附容量，同时减少离子筛的溶损率。
溶剂萃取法是一种重要的盐湖提锂技术，该方法可以有效的实现锂与杂质元素的分离。现有研究所采用的萃取剂主要为醇类、酮类、有机磷类。醇类萃取剂虽然对镁的分配系数较高，但是对锂的萃取率却较低。酮类萃取剂主要靠螯合作用与离子结合，一般认为β-双酮内的烯醇式结构与酮式互变结构能与锂离子形成sp3杂化轨道，降低能量，形成较为稳定结构，因此有利于选择性提锂，但是酮类萃取剂用于萃取时的pH值一般为碱性，更适用于镁锂比较低盐湖卤水的萃取。有机磷类萃取剂适用于我国特有的高镁锂比盐湖卤水体系，其中效果最好的为磷酸三丁酯（TBP）。1968年，美国锂公司提出80%二异丁酮（DIBK）-20%TBP协同萃锂的方法，但DIBK溶损严重导致无法实现工业应用;中科院上海有机化学研究所于1975年提出20%N-503、20%TBP、60%煤油萃锂体系，锂萃取率达90%以上;在此基础上，中科院青海盐湖所提出TBP-FeCl3-煤油体系，锂萃取率达99%以上，锂镁分离系数达1.87×105，该方法用于我国多个盐湖卤水提锂实验，结果理想[8，18]，但是萃取过程中萃取剂、协萃剂、锂离子形成较为稳定的结构，反萃时需要较高浓度的盐酸，致使设备腐蚀严重;氯化铁在萃取过程中容易水解，会导致乳化现象的发生;该萃取体系一般需要三级萃取。高氯酸钠、离子液体等也被用于协萃剂，虽然萃取率较高，解决了高浓酸反萃的问题，但是反萃需要较高水油比。
锻烧法提锂是一种比较粗犷工艺技术，一般是将卤水加热蒸干，进而锻烧。由于氯化镁在550 ℃以上易分解，而氯化锂不分解，水浸过滤后，即可实现锂资源分离。该工艺最大优势在于设备及操作简单。但是由于卤水的蒸干及煅烧需要大量的热，因此该工艺能耗较高;并且煅烧产物会导致污染。吸附法是采用天然多孔介质（如木炭、沸石等）或合成吸附剂（如复合锑酸盐、铝盐）实现锂离子分离，这些吸附剂都展现出较好的吸附分离性能，但是吸附剂溶损是该工艺亟需解决的科学问题。离子交换法、膜分离等工艺虽具有很好的分离效率，但是在复杂工况下的污染问题导致这些工艺仍难以应用。
总结
锂及其化合物对于国民经济的发展具有极大的现实意义和战略意义。我国盐湖锂资源丰富，但因分离难度大，目前尚未有效开发利用，因此发展盐湖卤水高效提锂技术十分必要。本文对目前盐湖卤水提锂工艺、及相应的问题和未来发展方向进行了总结与展望，这些锂资源提取技术具有各自优势，但也存在明显缺点。在这些工艺基础上发展高效和清洁生产锂产品的工艺技术及理论基础对降低盐湖提锂成本具有重要指导意义。
参考文献
[1] 叶帆. 盐湖卤水萃取提鋰及其机理研究 [D]. 上海： 华东理工大学， 2011.
[2] 宋贤菊. 离子液体用于盐湖卤水中锂和硼提取的研究 [D]. 无锡： 江南大学， 2012.
[3] 黄丹枫. 离子交换树脂从盐湖中提锂过程的研究 [D]. 上海： 华东理工大学， 2012.