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  2. 鋰資源開發(fā)中的腐蝕問題淺析
    2023-05-06 16:14:03 作者:腐蝕與防護(hù) 來源:腐蝕與防護(hù) 分享至:

     

    得益于全球節(jié)能減排趨勢(shì)及新能源汽車的快速發(fā)展,動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)需求增長迅速,中國鋰電行業(yè)發(fā)展前景廣闊。2022年全國鋰電池行業(yè)總產(chǎn)值突破萬億,2022年全國鋰離子電池產(chǎn)量達(dá)750 GWh,歷史首次同比增長超過130%。鋰電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)快速增長的同時(shí),也代表著鋰業(yè)工廠的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

     

     

     

     

     

    然而,鋰業(yè)在提純鋰時(shí),酸堿腐蝕不可避免,防腐做不好,地面用不了多久就會(huì)變色、腐蝕、滲漏,長此以往也會(huì)造成安全隱患,因此如何合理建設(shè)鋰業(yè)廠房需得到重視。

    鋰資源概況

    鋰產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游開采、中游提煉及下游應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上看,鋰資源供給主要來自鹽湖提鋰及礦石提鋰,鋰電池回收當(dāng)前規(guī)模體量仍低,尚待新能源車動(dòng)力電池報(bào)廢期來臨。

    我國鋰資源主要有鹽湖、鋰輝石和鋰云母三種,其中鹽湖鋰占比83%,主要分布在青海和西藏;鋰輝石占比15%,主要分布在四川;鋰云母占比2%,主要分布在江西。其中四川甘孜州和阿壩州鋰輝石資源儲(chǔ)量豐富,江西宜春地區(qū)是鋰云母的主要生產(chǎn)基地。

    我國鋰資源分布

    主要提鋰工藝

    1

    礦石提鋰工藝

    礦石提取鋰主要是采用鋰輝石、鋰云母等固體鋰礦石生產(chǎn)碳酸鋰和其他鋰產(chǎn)品,礦石提取鋰工藝如下:

    硫酸法(H2SO4


    硫酸鹽法(K2SO4、Na2SO4

    石灰燒結(jié)法(CaO)


    氯化焙燒法

    (氯化劑,常為鉀、鈉、銨、鈣的氯化物)


    純堿壓煮法(Na2CO3

    硫酸法是當(dāng)前比較成熟的礦石提鋰工藝。硫酸法處理鋰礦石需要預(yù)先將鋰礦石高溫焙燒,使其結(jié)構(gòu)由致密變?yōu)槭杷桑俳?jīng)球磨后與過量硫酸(93%~98%)混合,在回轉(zhuǎn)爐中250℃下焙燒溶解,水浸后得粗硫酸鋰溶液,經(jīng)凈化、沉鋰、蒸發(fā)濃縮后獲得碳酸鋰產(chǎn)品。

    礦石提鋰工藝-硫酸法工藝流程

    2

    鹽湖提鋰工藝

    鹽湖資源中主要成分是氯、鈉、鉀、硫、硼、鎂、鋰等,微量鋰與大量堿金屬、堿土金屬共存,這些元素均是以液態(tài)形式存在,且大部分與鋰具有相似相溶的性質(zhì),易與鋰伴生出現(xiàn)。所以鹽湖鹵水開發(fā)通常是對(duì)各有用成分進(jìn)行分別制取,而不是單純提鋰。

    鹽湖提鋰技術(shù)主要包括沉淀法(碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法、硼鎂和硼鋰共沉淀法)、溶劑萃取法、煅燒浸取法、太陽池法、吸附法、膜法以及其他新提鋰技術(shù)。鹽湖提鋰制備碳酸鋰主要是沉淀法,去除雜質(zhì)后加入大量純堿(即碳酸鈉)沉淀制備碳酸鋰。
    鹽湖提鋰工藝對(duì)比

    國外主要鋰生產(chǎn)公司的提鋰工藝如下:

    典型裝備腐蝕防護(hù)

    從鋰的提取工藝中可見,鋰業(yè)在提純鋰時(shí)酸堿腐蝕不可避免,主要有鹽類對(duì)金屬的腐蝕、酸類腐蝕、堿液腐蝕、尾氣腐蝕等。其中,腐蝕防護(hù)部位包括:建構(gòu)筑物(地面、墻面、溝、坑、庫)、洗滌塔、儲(chǔ)罐、廢水池、煙囪等 。

    玻璃鋼煙囪

    (MFE-W4)



    玻璃鋼儲(chǔ)罐




     

     

     

    建構(gòu)筑物部分

    (地面、地溝、

    地坑、酸庫):

    2mm厚

    乙烯基酯樹脂

    玻璃鋼隔離層

    +花崗巖面層

     

     

    沉降槽:

    乙烯基酯樹脂

    玻璃鋼內(nèi)襯

    (MFE-2)

    硫酸事故池:

    5mm厚MFE-2

    乙烯基酯樹脂

    玻璃鋼內(nèi)襯




    =

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