鋰資源提取技術(shù)研究進(jìn)展

陳海霞，嚴(yán) 紅，孫云龍，馬國(guó)強(qiáng)

（浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023）

鋰是國(guó)家最重要的戰(zhàn)略儲(chǔ)備金屬之一，也是許多戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵原材料［1］。鋰是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的親石稀有堿土金屬元素［2］。作為目前世界上已知原子半徑最小、質(zhì)量最輕的固體元素［3］，也是自然界中標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)最低的金屬元素，鋰被認(rèn)為是天生的電池金屬，具有“白色石油”的美譽(yù)［4］。鋰通常以化合物的形式存在于地殼中，含量稀少，豐度僅為0.006 5%，但全球可供開發(fā)利用的鋰資源儲(chǔ)量豐富。據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局（USGS）最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年全球鋰資源儲(chǔ)量約為2 600 萬t，折合成碳酸鋰當(dāng)量超過1.3億t；其中智利鋰資源儲(chǔ)量位居世界第一，占比為35.8%，已探明資源儲(chǔ)量為930萬t；其次為澳大利亞、阿根廷和中國(guó)，儲(chǔ)量分別為620萬t、270萬t、200萬t，占比分別為23.8%、10.4%、7.7%。鋰礦分布區(qū)域高度集中，前五名的國(guó)家占據(jù)了全球超80%的儲(chǔ)量。

2022 年全球資源供給主力仍為澳洲鋰礦。澳大利亞具備得天獨(dú)厚的鋰資源優(yōu)勢(shì)，擁有豐富的偉晶巖型鋰輝石礦山，礦山周邊交通便利，礦石品質(zhì)好。澳大利亞是全球最大的硬巖型鋰礦產(chǎn)品供應(yīng)國(guó)［5］。據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局統(tǒng)計(jì)，2022 年澳大利亞金屬鋰產(chǎn)量約為6.1萬t，占全球總產(chǎn)量的47%；其次為智利、中國(guó)、阿根廷，占比分別為30%、14%、5%。中國(guó)的鋰資源產(chǎn)量雖位居全球第三，但中國(guó)是全球最大的鋰資源消費(fèi)國(guó)。據(jù)《中國(guó)鋰離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2023 年）》顯示，2022 年中國(guó)鋰離子電池出貨量全球占比高達(dá)69%，但高品質(zhì)鋰資源高度依賴進(jìn)口，大部分來自澳大利亞鋰輝石礦。

鋰及其化合物廣泛應(yīng)用于化工［6］、能源［7］、醫(yī)藥［8］、冶金［9-10］等領(lǐng)域。早期主要作為陶瓷和玻璃行業(yè)的添加劑［10］使用以改善產(chǎn)品的性能，隨著當(dāng)代新能源等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鋰作為新型電池技術(shù)的重要原料［11］，在能源行業(yè)得到廣泛應(yīng)用［12］。鋰在電池領(lǐng)域的消費(fèi)比例從2016 年的40%增加到2022年的82%，超過陶瓷、玻璃、潤(rùn)滑劑等傳統(tǒng)應(yīng)用行業(yè)成為鋰資源最大消費(fèi)產(chǎn)業(yè)［13］。此外，鋰被稱為21世紀(jì)最重要的能源金屬，還可用于航空航天及可控核聚變等領(lǐng)域［14］。核聚變是氘和氚之間的反應(yīng)［15］，氘在天然海水中含量豐富且易于提取，氚在自然界中卻幾乎不存在，而鋰是生產(chǎn)氚不可或缺的原料［16］，在可控核聚變中發(fā)揮著不可替代的作用。鋰地位的提升使得各資源國(guó)對(duì)鋰控制加強(qiáng)，智利、墨西哥推行鋰礦資源國(guó)有化法案；加拿大政府頒布剝離外國(guó)公司對(duì)加拿大關(guān)鍵礦產(chǎn)公司投資的法條。因此，外部鋰資源獲取形勢(shì)愈加嚴(yán)峻，鋰資源自主可控的必要性日益凸顯。

1 提鋰技術(shù)研究進(jìn)展

自然界中的鋰主要賦存于固體礦物資源和液體礦床資源中［17］。固體鋰礦石主要以鋁硅酸鹽偉晶巖的形式存在，鋰在礦物中可與鉀、鈉形成類質(zhì)同相替代［18］，現(xiàn)已探明的含鋰礦石種類超過150種［19-20］，其通過選礦被加工成濃縮產(chǎn)品，用作精煉鋰產(chǎn)品；而液體鋰礦資源［21］則是經(jīng)過太陽(yáng)能蒸發(fā)、離子交換等方式生產(chǎn)鋰質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%~6%的鋰鹵水濃縮物，進(jìn)一步加工成碳酸鋰、氫氧化鋰、磷酸鋰等鋰產(chǎn)品。目前，鋰資源獲取途徑主要為兩大類：礦石提鋰和鹽湖鹵水提鋰。

1.1 從鋰礦石中提取鋰

礦石提鋰的主要原料為鋰輝石和鋰云母。鋰輝石（LiAlSi2O6）［22-25］是硬巖礦床中儲(chǔ)量最豐富的鋰礦物，其元素構(gòu)成簡(jiǎn)單、含鋰品位高（Li2O 實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)2.9%~7.6%），且儲(chǔ)量豐富，是當(dāng)前礦石提鋰工藝中最重要的原料來源。鋰云母則是僅次于鋰輝石的重要含鋰礦物，其化學(xué)式為K（Li，Al）3（Si，Al）4O10（OH，F(xiàn)）2［26］，Li2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為1.2%~5.9%。中國(guó)鋰云母資源儲(chǔ)量豐富，且含有價(jià)值很高的銣和銫，是中國(guó)最重要的鋰礦資源之一［17］。

下面重點(diǎn)介紹礦石提鋰中與鋰輝石、鋰云母相關(guān)的技術(shù)研究進(jìn)展。目前，常用的礦石提鋰方法包括石灰石燒結(jié)法、硫酸法、硫酸鹽法、壓煮法、氯化焙燒法、全濕法。

1.1.1 石灰石燒結(jié)法

石灰石燒結(jié)法［27］是最早應(yīng)用于礦石提鋰的方法。將鋰礦石與石灰石按一定比例混合后高溫焙燒，破壞礦物結(jié)構(gòu)，使鋰轉(zhuǎn)化為可溶性LiOH，實(shí)現(xiàn)鋰鋁分離。ZELIKMAN 等［28］將石灰（CaO）或石灰石（CaCO3）與鋰輝石混合并在1 100 ℃高溫下焙燒，利用CaO 將鋰輝石轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i2O?Al2O3［見式（1）］。然而，由于Li2O?Al2O3的溶解度極低，很難通過水浸提取。因此，過量的CaO 是提鋰技術(shù)的關(guān)鍵，如式（2）所示CaO進(jìn)一步與水反應(yīng)生成氫氧化鈣后可將鋰轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iOH 提取至浸出液中，后續(xù)再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離及碳化沉鋰等步驟得到氫氧化鋰或碳酸鋰產(chǎn)品。主要提鋰工藝流程圖如圖1所示。

圖1 石灰石燒結(jié)法提鋰工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of lithium extraction by limestone roasting

石灰石燒結(jié)法適用性廣，對(duì)鋰礦石品位要求低，原料石灰或石灰石價(jià)格低、易獲取；然而，作為工藝必要條件的過量CaO 會(huì)作為濾渣析出，產(chǎn)生大量難以再次利用且極易造成二次污染的固體廢渣，摻雜CaO 的礦泥及濾渣均易凝聚，使得提鋰設(shè)備維護(hù)困難。此外，石灰石燒結(jié)法存在浸出液鋰含量低、鋰提取率低的致命缺陷，總體鋰回收率僅為67%左右。林高逵等［29］將鋰云母與CaO 或CaCO3按質(zhì)量比為1∶3混合，在750~850 ℃下高溫?zé)Y(jié)1~3 h，較原有工藝的焙燒溫度降低了約150 ℃，鋰浸出率提升了約11%，但仍不能解決濾渣問題，隨著其他提鋰工藝的不斷完善，石灰石燒結(jié)法已逐步被取代，面臨淘汰。

1.1.2 硫酸法

硫酸法［30］對(duì)礦石品位要求低，原料適應(yīng)性強(qiáng)，是國(guó)內(nèi)外礦石提鋰工業(yè)應(yīng)用最廣泛的方法，也是目前最主流的鋰輝石提鋰方法［31］。首先，鋰礦石在高于1 000 ℃的高溫下煅燒，將α-單斜晶系鋰輝石轉(zhuǎn)變?yōu)棣?四方晶系鋰輝石；然后將β-鋰輝石研磨至粒徑小于74 μm，與濃硫酸混合，在200~300 ℃下酸化焙燒，發(fā)生如式（3）所示的置換反應(yīng)，水浸后即可獲得含Li2SO4的酸性浸出液；再通過中和、純化處理，加入飽和的Na2CO3溶液將Li2SO4轉(zhuǎn)化為微溶的Li2CO3產(chǎn)品，也可通過冷凍析鈉制備氫氧化鋰。主要提鋰工藝流程圖如圖2所示。

圖2 硫酸法提鋰工藝流程圖Fig.2 Process flow diagram of lithium extraction by sulfuric acid

硫酸法應(yīng)用于鋰輝石時(shí)，酸化焙燒只發(fā)生了Li+與H+的置換反應(yīng)，礦物質(zhì)結(jié)構(gòu)沒有被破壞，因此在浸出過程中鋁、硅、鐵等雜質(zhì)含量少，對(duì)于后續(xù)的純化處理非常有利，使用常規(guī)硫酸法即可實(shí)現(xiàn)高達(dá)95%的鋰浸出率。ZHANG 等［32］提出了一種將活化焙燒和硫酸浸出相結(jié)合的α-鋰輝石提鋰新方法。CaO 的加入可以將熔融溫度降低約200 ℃，有利于β-鋰輝石的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和后續(xù)的酸浸。加入20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的CaO及120 g/L的濃硫酸，在1 200 ℃高溫焙燒1.5 h，然后在液固體積質(zhì)量比（mL/g，下同）為7∶1的條件下，80 ℃下浸出1.5 h，得到鋰的浸出率為96.18%。與傳統(tǒng)的酸法相比，該方法具有更高的鋰回收率及更低的能耗和酸消耗（減少了約0.42 kg/kg）。

DESSEMOND 等［33］、SALAKJANI 等［34］和ABDULLAH 等［35］均對(duì)高溫焙燒過程中鋰輝石的α-β-γ三相轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了詳細(xì)的研究。鋰輝石在高溫焙燒下的反應(yīng)路徑為α-鋰輝石/無定形鋰輝石→γ-鋰輝石→β-鋰輝石。在1 100 ℃下，高溫焙燒10 min 足以完全將α-鋰輝石轉(zhuǎn)化為β-鋰輝石。當(dāng)焙燒溫度為800~1 000 ℃且加熱不充分時(shí)，礦物存在γ-鋰輝石，而γ-鋰輝石會(huì)劣化鋰的提取率。因此，傳統(tǒng)硫酸法不僅需要消耗大量的濃硫酸和純堿，引發(fā)設(shè)備腐蝕問題，且必須進(jìn)行1 000 ℃以上的高溫焙燒，能耗高。為改善傳統(tǒng)硫酸法存在的高能耗問題，KOTSUPALO 等［36］采用固體球磨機(jī)對(duì)α-鋰輝石進(jìn)行機(jī)械活化，活化30 min后，礦物中的Li—O鍵和Al—O鍵斷裂，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形態(tài)；活化后的α-鋰輝石僅在900~950 ℃時(shí)就可轉(zhuǎn)變?yōu)棣?鋰輝石，有效降低了焙燒溫度和所需能耗。此外，SALAKJANI等［37］在硫酸消化過程中使用微波加熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱。在存在過量80%濃硫酸的情況下，微波輻射20 s即可達(dá)到傳統(tǒng)的250 ℃加熱1 h的效果，微波加熱只需15.4 kJ 的能量，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)加熱所需的10.4 MJ［38］。

LIU 等［39］將粒徑小于180 μm 的鋰云母與硫酸以質(zhì)量比為2∶1，在浸出溫度為138 ℃、液固體積質(zhì)量比為2.5∶1 的條件下，浸出10 h，鋰、鉀、銣和銫的浸出率分別為94.18%、93.70%、91.81%和89.22%。硫酸法應(yīng)用于鋰輝石時(shí)并未破壞鋰輝石的鋁硅酸鹽結(jié)構(gòu)，但會(huì)破壞鋰云母結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致大量的鋁、鐵浸出，使得浸出液雜質(zhì)含量高、純化困難，造成鋰損失。

1.1.3 硫酸鹽法

硫酸鹽法［40］是目前從鋰云母中提取鋰最常用的方法，以硫酸鹽作為焙燒助劑，高溫焙燒后轉(zhuǎn)化為可溶性硫酸鋰浸出以實(shí)現(xiàn)鋰溶出。LUONG 等［41］使用Na2SO4為焙燒助劑，在1 000 ℃下高溫焙燒鋰云母0.5 h，然后在液固質(zhì)量比為15∶1、水浸3 h 條件下，獲得90.4%的鋰提取率。SETOUDEH 等［42］利用氧化鋯對(duì)鋰云母和Na2SO4進(jìn)行了5 h的機(jī)械活化，顯著降低了硫酸鹽焙燒所需的溫度且鋰的提取率可達(dá)99%以上。但是，使用單一的Na2SO4為焙燒助劑，由式（5）可知，提鋰過程中會(huì)生成HF，造成設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染。

針對(duì)以上問題，LUONG 等［43］和ZHANG 等［44］創(chuàng)新性地選擇將FeSO4用作鋰云母的焙燒助劑；區(qū)別于Na2SO4為焙燒助劑的離子交換反應(yīng)機(jī)制，提鋰的關(guān)鍵在于FeSO4焙燒時(shí)氧化分解產(chǎn)生的SO3，而不是Fe2+，因此該方法的本質(zhì)更偏向于酸法而不是硫酸鹽法。LUONG等［43］使用氧化鈣作為固氟劑，使氟與鈣反應(yīng)生成難溶的CaF2［見式（6）］，從而在浸出的過程中將CaF2以礦渣的形式除去，使浸出液中不含氟；在封閉環(huán)境中優(yōu)化反應(yīng)條件后，可實(shí)現(xiàn)93%的鋰提取率。ZHANG等［44］則未添加CaO，認(rèn)為工藝流程中氟主要是以AlF3的形式存在，反應(yīng)機(jī)理如式（7）所示，當(dāng)FeSO4用量為200%時(shí)，在675 ℃下焙燒1.5 h，鋰、銣和銫的提取率分別為92.7%、87.1%和82.6%；然而關(guān)鍵反應(yīng)物SO3為有毒有害的氣體，不可避免地會(huì)存在環(huán)保問題，導(dǎo)致FeSO4為焙燒助劑的提鋰工藝工業(yè)應(yīng)用難度大。

YAN 等［45］引入復(fù)合鹽焙燒工藝，將鋰云母與50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）Na2SO4、10% K2SO4和10%CaO在較低的焙燒溫度下（850 ℃）焙燒0.5 h即可實(shí)現(xiàn)91.6%的鋰提取率；如式（8）所示固氟劑CaO的加入可以吸收HF 并將殘留物中的氟固定在CaF2和Ca4Si2O7F2中，作為濾渣去除。KONG 等［46］同樣使用復(fù)合硫酸鹽作為焙燒助劑，區(qū)別于YAN等［45］采用的液固體積質(zhì)量比為2.5∶1 的水浸處理，而是選擇了2.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的稀硫酸，在低于900 ℃的焙燒溫度下實(shí)現(xiàn)了94%的鋰提取率。復(fù)合硫酸鹽焙燒法主要提鋰工藝流程圖如圖3所示。

圖3 復(fù)合硫酸鹽焙燒法提鋰工藝流程圖Fig.3 Process flow diagram of lithium extraction by composite sulfate roasting

當(dāng)前鋰云母的鋰提取率可達(dá)90%以上，并隨著固氟工藝、復(fù)合鹽回收、焙燒溫度改善等多方面的不斷進(jìn)步，一定程度上解決了傳統(tǒng)鋰云母提鋰工藝中流程長(zhǎng)、能耗高、設(shè)備腐蝕等問題，部分企業(yè)如永興特種材料科技股份有限公司、江西特種電機(jī)股份有限公司、江西南氏鋰電新材料有限公司及江西飛宇新能源科技有限公司均已實(shí)現(xiàn)了復(fù)合硫酸鹽焙燒工藝的工業(yè)化應(yīng)用。永興材料更是突破性地引入隧道窯，提高了浸出率、生產(chǎn)效率并且顯著降低了能源消耗。但現(xiàn)階段的硫酸鹽焙燒法仍不利于高價(jià)值金屬銣和銫的提取，其產(chǎn)率一般在30%左右。

1.1.4 壓煮法

近年來，眾多研究人員關(guān)注并不斷改進(jìn)堿法提鋰工藝中的壓煮法［47］。壓煮法的工藝原理為加入食鹽［48］、石灰乳［49］、純堿［50］、氫氧化鈉［51-52］等礦相重構(gòu)劑，在高壓條件下用Na+或Ca2+取代鋰礦石中的Li+以得到含鋰浸出液。ALHADAD 等［48］使用純NaCl 溶液或少量添加NaOH 溶液，在200 ℃和1.58 MPa 下壓浸1 h，從β-鋰輝石中回收了至少92.9%的鋰。在pH>11的環(huán)境下發(fā)生置換反應(yīng)生成副產(chǎn)物方沸石（NaAlSi2O?H2O），實(shí)現(xiàn)了廢渣的高值化利用。上述提鋰工藝原料為β-鋰輝石，完整的提鋰工藝中高溫焙燒相變過程仍不可避免。為了減少能耗，SONG等［51］在250 ℃時(shí)采用400 g/L的NaOH和50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的CaO直接對(duì)α-鋰輝石進(jìn)行6 h的壓浸，鋰提取率可達(dá)93%。XING等［52］開發(fā)了一種從α-鋰輝石中清潔高效提取鋰并合成羥基方鈉石沸石［53-54］的新工藝，使用單一NaOH 助劑在250 ℃、液固體積質(zhì)量比為5∶1下高壓浸出2 h后實(shí)現(xiàn)了95.8%的鋰提取率。使用壓煮法直接高壓堿浸α-鋰輝石，也可取得良好的提鋰效果。

壓煮法也可用于鋰云母的綜合利用。YAN［49］等將鋰云母在水蒸氣氣氛下高溫預(yù)焙燒以進(jìn)行脫氟，然后使用100%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的CaO 在150 ℃、液固體積質(zhì)量比為4∶1的條件下進(jìn)行1 h的高壓浸出，鋰的提取率可達(dá)98.9%。LV 等［55］選擇加入600 g/L的NaOH，在浸出溫度為250 ℃、液固體積質(zhì)量比為7∶1 的條件下，浸出3 h 后鋰和銣的浸出率分別為96.43%和97.50%，并通過水熱合成的方法成功地將浸出渣制備成NaA 沸石，實(shí)現(xiàn)了廢渣的合理利用。MULWANDA等［56］結(jié)合了上述兩種工藝，使用NaOH和Ca（OH）2或NaOH 和CaO 加壓浸出鋰云母中的鋰和其他有價(jià)值的金屬，反應(yīng)方程如式（9）所示。Ca（OH）2的加入促進(jìn)了鋰的浸出，反應(yīng)生成Ca3Al2Si3O12、CaF2和NaCaHSiO4沉淀，降低浸出液中硅酸鹽和氟化物的含量；在加入320 g/L NaOH 和30 g/L Ca（OH）2、液固體積質(zhì)量比為10∶1、反應(yīng)溫度為250 ℃的條件下，反應(yīng)2 h后鋰、鉀、銣和銫的提取率分別達(dá)到94%、98%、96%和90%。YANG 等［57］通過熱活化和堿浸相結(jié)合，在NaOH 質(zhì)量濃度為250 g/L、液固體積質(zhì)量比為5∶1、浸出溫度為100 ℃、浸出時(shí)間為3 h的最佳反應(yīng)條件下，實(shí)現(xiàn)了從鋰輝石和鋰云母組成的復(fù)雜鋰精礦中協(xié)同提取93.0%的Li、88.1%的Rb、41.3%的Si和2.8%的Al。

壓煮法工藝流程簡(jiǎn)單，可獲得高鋰浸出率，已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用［58］；但壓煮法仍需要高溫高壓的必要條件，對(duì)反應(yīng)設(shè)備要求高。

1.1.5 氯化焙燒法

氯化焙燒法［59］的提鋰工藝原理與壓煮法類似，主要是利用氯化劑將堿金屬離子如Na+、K+、Li+和其他有價(jià)金屬離子轉(zhuǎn)化為氯化物提取到浸出液中。BARBOSA 等［60］使用氯氣作為氯化劑焙燒β-鋰輝石，提取工藝高度依賴于高于1 000 ℃的焙燒溫度，在1 100 ℃下焙燒2.5 h，可實(shí)現(xiàn)90%以上的鋰提取率；并在前期研究的基礎(chǔ)上，更換CaCl2［61］為氯化劑，將β-鋰輝石與CaCl2以物質(zhì)的量比為1∶2進(jìn)行混合，在900 ℃下氯化焙燒2 h，反應(yīng)機(jī)理如式（10）所示，鋰的提取率可達(dá)90.2%，反應(yīng)的主要產(chǎn)物為L(zhǎng)iCl、CaAl2Si2O8、SiO2。

YAN等［62］采用氯化焙燒-水浸工藝從鋰云母中提取鋰。通過調(diào)控NaCl 與CaCl2的比例，發(fā)現(xiàn)鋰的提取率隨著NaCl 用量的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)；在鋰云母、NaCl、CaCl2的質(zhì)量比為1∶0.6∶0.4時(shí)，在880 ℃下高溫焙燒30 min，然后在反應(yīng)溫度為60 ℃、液固體積質(zhì)量比為2.5∶1 的條件下水浸30 min，鋰的最高提取率可達(dá)92.86%，Rb、Cs的提取率也可達(dá)93%左右。ZHANG 等［63］選擇30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）CaCl2+20%NaCl的混合氯化劑，在焙燒溫度為750 ℃、焙燒時(shí)間為45 min、水浸溫度為25 ℃、液固體積質(zhì)量比為3∶1的最佳工藝條件下，水浸1 h后Li、Rb、Cs 和K 的提取率分別達(dá)到92.49%、98.04%、98.33%和92.90%，實(shí)現(xiàn)了鋰、銣和銫等高價(jià)值元素的高效協(xié)同提取。盡管氯化劑本身非常廉價(jià)，且可協(xié)同提取其他有價(jià)金屬，實(shí)現(xiàn)資源的整合利用；但高溫氯化產(chǎn)生的LiCl 氣體腐蝕性強(qiáng)且難收集，易造成設(shè)備腐蝕，且生產(chǎn)成本較高，工業(yè)應(yīng)用實(shí)施難度大。

1.1.6 全濕法（直接酸浸法）

為省卻硫酸法提鋰中的高溫焙燒工藝，改善高能耗的缺陷，通過全濕法［64］利用氟離子對(duì)鋁硅酸鹽的強(qiáng)腐蝕性，以氟化鹽、氫氟酸或其他可與硫酸反應(yīng)生成氫氟酸［65］的含氟物質(zhì)及礦物質(zhì)作為助浸劑，配合硫酸破壞硅酸鹽的晶格結(jié)構(gòu)，在低溫下即可實(shí)現(xiàn)含鋰硅酸鹽類礦石的鋰回收。GUO 等［66］使用氫氟酸和硫酸來提高α-鋰輝石中鋰的浸出率，反應(yīng)機(jī)理見式（11），當(dāng)m（礦石）∶V（HF）∶V（H2SO4）（g∶mL∶mL）為1∶3∶2時(shí)，在100 ℃下反應(yīng)3 h，鋰浸出率可達(dá)96%；該方法雖然實(shí)現(xiàn)了直接浸提α-鋰輝石，但過量HF的引入也增加了后處理的難度。GUO等［67］在前期研究［68］的基礎(chǔ)上提出了一種分步熱處理方法。利用氫氟酸和硫酸體系間的沸點(diǎn)差異，在120 ℃下反應(yīng)3 h以去除浸出液中殘余的氟離子，再在150 ℃反應(yīng)3 h 去除過量的硫酸，浸出液中氟殘留量?jī)H為2.03%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），且Li、Al的提取率分別為93.37%、73.17%。

全濕法也可以用于同為鋁硅酸鹽類礦石的鋰云母提鋰。WANG 等［69］選用HF+H2SO4混酸協(xié)同處理鋰云母，優(yōu)化氫氟酸添加量與浸出溫度后，可實(shí)現(xiàn)98%的鋰、90%的銣和銫的回收。此外，固相中的氟主要以不溶性AlF3·3H2O 和K2SiF6的形式存在，而90%以上的氟以HF/F-的形式留在浸出液中，為F元素的高效利用及后續(xù)回收提供了重要保障。

為進(jìn)一步降低成本，GUO等［70］使用更為廉價(jià)的H2SiF6代替HF，與硫酸配合用作助浸劑，H2SiF6作為無水氫氟酸生產(chǎn)的副產(chǎn)物加熱后會(huì)分解產(chǎn)生HF，加強(qiáng)鋰云母的溶解。在最佳浸出條件［m（鋰云母）∶m（H2SO4）∶m（H2SiF6）為1∶0.8∶1.6、H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%、H2SiF6質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%、溫度為80 ℃、浸出時(shí)間為15 min］下，Li、K、Rb 和Cs 的浸出率分別為97.9%、96.4%、97.6%和96.7%。連續(xù)管式反應(yīng)器的使用實(shí)現(xiàn)了15 min 高效提鋰，且兩步熱處理工藝使得固體廢渣中的氟質(zhì)量分?jǐn)?shù)從4.72%顯著降低到0.94%，提升了資源利用率并減輕了環(huán)境污染。澳大利亞Lithium Australia 公司開發(fā)的Sileach 提鋰工藝［71］，以硫酸為浸出劑、螢石為助浸劑，在90 ℃左右就可實(shí)現(xiàn)鋰云母95%以上的鋰提取率。采用Sileach 技術(shù)除了可反應(yīng)生成碳酸鋰產(chǎn)品外，生成的磷酸鋰產(chǎn)品還可替代氫氧化鋰或碳酸鋰縮短生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈。公司在新南威爾士州的Lucas Heights 設(shè)施進(jìn)行的兩次中試試驗(yàn)也證實(shí)了該工藝的有效性。主要提鋰工藝流程圖如圖4所示。

圖4 澳大利亞 Lithium Australia 公司Sileach提鋰工藝流程圖［72］Fig.4 Process flow diagram of Sileach extraction process by Lithium Australia［72］

1.1.7 礦石提鋰技術(shù)小結(jié)

礦石提鋰方法多樣，不同類型的礦物適用的方法存在一定的差異，總結(jié)歸納了提鋰方法的基本原理、適用范圍及其優(yōu)缺點(diǎn)，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 礦石提鋰工藝對(duì)比Table 1 Comparison of lithium extraction processes from minerals

1.2 從鹵水中提取鋰

世界上超過65%的鋰儲(chǔ)存在鹵水中，主要分布在北緯30°~40°和南緯20°~30°的地區(qū)。鹽湖鹵水成分復(fù)雜，包含各種元素，如鎂、鈉、鉀、鈣、硼等，其中鎂離子的存在會(huì)顯著影響鋰的提取［73-75］。而相較“鋰三角”區(qū)鹽湖，中國(guó)鹽湖普遍存在低鋰濃度及高鎂鋰比（物質(zhì)的量比，下同）兩大困擾，且西藏鹽湖的海拔極高，青海地區(qū)鹽湖則地處偏僻，周邊配套設(shè)施建設(shè)難度大，給鋰資源開發(fā)帶來了極大的限制。因此，國(guó)內(nèi)外眾多的學(xué)者對(duì)鹽湖鹵水提鋰的工藝進(jìn)行了不斷的研究和探索［76］。目前，受到廣泛關(guān)注的方法主要有沉淀法、吸附法、溶劑萃取法、膜分離法、電化學(xué)法。

1.2.1 沉淀法

沉淀法［77］是最早應(yīng)用于鹵水提鋰的也是最簡(jiǎn)單的一種提鋰方法。沉淀法利用太陽(yáng)能蒸發(fā)濃縮、逐級(jí)除雜富集鋰，通過化學(xué)沉淀的方式分離獲取鋰產(chǎn)品。根據(jù)加入沉淀試劑的不同，沉淀法又可分為碳酸鹽沉淀法［78］、鋁酸鹽沉淀法［79］和磷酸鹽沉淀法［80-81］等，其中碳酸鹽沉淀法是目前鹽湖提鋰工藝最成熟、應(yīng)用最廣泛的方法，具有成本低、能耗低、流程簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)［78］，但該法僅適用于高鋰含量和低鎂鋰比（鎂鋰比<6）的鹵水。為解決沉淀法鎂鋰比限制的問題，ZHANG等［82］開發(fā)了一種新型沉淀劑——非水合偏硅酸鈉，將其用于分離高鎂鋰比模擬鹽湖鹵水中的鎂和鋰；鎂鋰比為30 時(shí)，鋰提取率可達(dá)86.73%，鎂的析出率為99.94%，溶液中鎂鋰比降至0.022。LAI 等［83］使用KCl 和Na2HPO4兩步沉淀法實(shí)現(xiàn)青海西臺(tái)吉乃爾鹽湖鹵水的鋰回收，主要提鋰工藝流程圖如圖5所示。第一步，將KCl加入鹵水中［84］，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶形成KCl?MgCl2?6H2O，可去除53.1%的鎂且鋰的損失率僅為5.4%；第二步，加入Na2HPO4并用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)節(jié)溶液pH至6.5，形成MgHPO4沉淀以去除濾液中殘余的鎂，鎂的總?cè)コ士蛇_(dá)99.6%、鋰的回收率為93.2%，實(shí)現(xiàn)了從高鎂鋰比鹽湖鹵水中高效、低成本沉淀回收鋰。

圖5 KCl+Na2HPO4兩步沉淀法提鋰工藝流程圖［83］Fig.5 Process flow diagram of lithium extraction by KCl+Na2HPO4 two-step precipitation ［83］

1.2.2 吸附法

吸附法［85］是一種使用高選擇性吸附劑來吸附鹵水中Li+以實(shí)現(xiàn)從高鎂鋰比鹵水中分離鋰離子的提鋰方法。吸附劑可選的種類豐富，包括離子交換樹脂、大環(huán)化合物等有機(jī)吸附劑及鋁系吸附劑、離子篩型吸附劑等無機(jī)吸附劑。

鋁系吸附劑的使用對(duì)鹵水的鎂鋰比沒有苛刻要求，其中鋁鹽吸附劑［LiCl?2Al（OH）3?nH2O］工藝流程簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保，是目前最為成熟且唯一得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的吸附劑。鋁鹽吸附劑是一種由LiCl 插入Al（OH）3中形成的鋰鋁層狀雙氫氧化物（LiAl-LDHs）。Al（OH）3晶格中的八面體空穴只能容納Li+，而其他離子半徑更大的金屬離子則受到位阻效應(yīng)的影響不能進(jìn)入空穴中。Mg2+的離子半徑（72 pm）雖然與Li+的離子半徑（76 pm）相近，但Mg2+很容易與水分子結(jié)合形成絡(luò)合離子［Mg（H2O）6］2+，離子半徑（428 pm）大大增加，難以進(jìn)入空穴中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Li+的高選擇性吸附。PARANTHAMAN 等［86］合成了具有不同n（Li）/n（Al）的LiAl-LDHs，鋰鋁物質(zhì)的量比為1∶1.25 的鋁鹽吸附劑對(duì)鋰的選擇性最高，鋰的提取率可達(dá)91%。ZHONG 等［87］研究了Li/Al-LDHs 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對(duì)吸附性能的影響，證明了Li/Al-LDHs 在高鎂鋰比的鹽湖鹵水中提取鋰具有很大的潛力，Mg2+存在可顯著提高Li+的吸附能力。然而，粉狀的鋁鹽吸附劑難以分離和回收，劣化提鋰過程的流動(dòng)性和循環(huán)穩(wěn)定性。在鋁鹽吸附劑中摻入超順磁性納米顆粒（Fe3O4或γ-Fe2O3），可利用外磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)吸附劑的可控回收。YU等［88］采用磁性Fe3O4化學(xué)共沉淀法制備磁性LiAl-LDHs（MLDH），利用磁棒就能實(shí)現(xiàn)MLDH的分離回收；但是Fe3O4的加入，會(huì)導(dǎo)致LiAl-LDHs中空穴的減少，造成MLDH吸附容量的降低。

離子篩型吸附劑［89］則是利用其特定的空隙結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)鋰離子的高選擇性吸附，之后通過洗脫即可再生離子篩，是國(guó)內(nèi)外吸附法研究的熱點(diǎn)。BAO 等［90］采用低溫固相水熱法合成了一系列金屬氧化物包覆的錳基Li1.6Mn1.6O4離子篩型吸附劑，較表面包覆MnO2，表面涂覆Li2MnO3可以有效抑制Mn損失和副反應(yīng)發(fā)生，從而提高鋰錳氧化物的吸附性能，吸附量可達(dá)46.0 mg/g，循環(huán)20 次后，Mn 的溶解損失率僅為0.06%。然而，錳基吸附劑在酸洗過程中的錳損失不可避免。鈦基吸附劑［91］具備更強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，Li3TiO3［92-94］、Li4Ti5O12［95-97］具有更高的鋰吸附容量，但其仍存在合成工藝復(fù)雜、易團(tuán)聚導(dǎo)致吸附容量下降的問題，未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。

1.2.3 溶劑萃取法

溶劑萃取法［98］的主要原理是利用鋰離子在水相和有機(jī)相的溶解度差異，轉(zhuǎn)相富集，再通過反萃實(shí)現(xiàn)鋰回收。常見的萃取劑包括有機(jī)膦類、離子液體［99］、β-雙酮類［100］及冠醚類。目前，研究最為成熟的是磷酸三丁酯（TBP）［101］與氯化鐵的協(xié)同萃取體系［102-104］。SONG 等［105］發(fā)現(xiàn)加入FeCl3生成的FeCl4-可使TBP 對(duì)Li+具備高選擇性，提升Li/Mg 的分離系數(shù)至178.4。由于Li［FeCl4?2TBP］僅在高氯離子濃度下生成，MgCl2可以提供充足的Cl-，因此TBP+FeCl3協(xié)同萃取體系非常適用于高鎂鋰比的鹵水提鋰。但是，在提取過程中，需要使用6~9 mol/L 的HCl 溶液，反萃取酸度高，易造成設(shè)備腐蝕。YU等［106］提出了一種使用三異丁基磷酸酯（TIBP）進(jìn)行多級(jí)離心萃取的新技術(shù)。使用80%（體積分?jǐn)?shù)）TIBP+20%（體積分?jǐn)?shù)）磺化煤油（SK）作萃取劑，經(jīng)過五級(jí)離心萃取后，鋰的萃取率達(dá)到90.1%，使用濃度僅為1 mol/L 的鹽酸就實(shí)現(xiàn)了近100%的鋰反萃取。HORMATI等［107］采用中性TBP和磁性離子液體（MNP@ILs）制備了離子液體（ILs）作為綠色萃取劑對(duì)鹽湖鹵水中的鋰離子進(jìn)行萃取；在最佳條件下，鋰離子提取率可達(dá)94%、吸附容量為62.5 mg/g；該萃取劑具有成本低、綠色環(huán)保、萃取效率高和萃取時(shí)間短（20 min）等優(yōu)點(diǎn)。

1.2.4 膜分離法

膜分離法是一項(xiàng)鹽湖鹵水提鋰的新興技術(shù)，具備鎂鋰分離效率高、可連續(xù)操作、生產(chǎn)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。膜分離法的本質(zhì)為離子的選擇性遷移過程，根據(jù)驅(qū)動(dòng)力的差異可分為納濾法（壓力驅(qū)動(dòng)）［108］和電滲析法（電勢(shì)驅(qū)動(dòng)）［109］。

納濾膜的性能主要受Donnan 效應(yīng)和位阻效應(yīng)的影響。根據(jù)Donnan效應(yīng)可知，帶負(fù)電荷的納濾膜對(duì)陰離子的抑制性能更好［110］，但對(duì)于帶正電荷的溶質(zhì)，分離效果并不理想［111］。CHEN等［112］在生物膠多巴胺的輔助下，在松散的納濾膜上將帶正電荷的聚亞胺（PEI）和帶負(fù)電荷的聚丙烯酸（PAA）組裝在一起，成功制備了一種厚度為（17±5） nm 的超薄雙荷電納濾膜，提高了高濃度鹽環(huán)境下Mg2+的截留率，具備更好的鎂鋰分離效果。GUO 等［113］構(gòu)建了一種具有高選擇性的新型聚合物功能化金屬-有機(jī)框架（MOF）納濾膜。線性聚合物聚苯乙烯磺酸鹽（PSS）不僅顯著提高了HKUST-1納濾膜的水穩(wěn)定性，而且還形成了三維磺酸基網(wǎng)絡(luò)，便于離子傳輸，可實(shí)現(xiàn)極快速和高選擇性的Li+分離，Li+/Mg2+的分離因子高達(dá)1 815。然而，納濾法需要外加壓力實(shí)現(xiàn)鋰回收，能耗大，直接在高鎂鋰比的鹽湖鹵水中使用納濾膜提鋰，分離效率低且會(huì)造成膜組件堵塞、污染。因此，在實(shí)際工業(yè)化應(yīng)用中，納濾法常與其他提鋰方法聯(lián)用，以延長(zhǎng)膜組件使用壽命、降低工藝成本并提升分離效率。

在外加直流電場(chǎng)的作用下，陽(yáng)離子會(huì)通過陽(yáng)離子交換膜，陰離子則通過陰離子交換膜向電極遷移。電滲析法利用一價(jià)選擇性離子交換膜，阻斷二價(jià)陽(yáng)離子（如Ca2+和Mg2+）的遷移，實(shí)現(xiàn)鹵水中的鎂鋰分離。通過一級(jí)或者多級(jí)的電滲析集成耦合工藝，可得到電池級(jí)的碳酸鋰及氫氧化鋰產(chǎn)品。SUN等［114］利用分子動(dòng)力學(xué)平衡計(jì)算模擬了Li+和Mg2+的擴(kuò)散過程。Mg2+容易吸附在陽(yáng)離子選擇性交換膜的磺酸基上，從而屏蔽Li+與磺酸基之間的靜電吸引力，增強(qiáng)了Li+的擴(kuò)散能力。因此，磺酸基是一價(jià)選擇性離子交換膜的理想固定電荷基，而磷酸基離子交換膜不具備從高濃度Mg2+鹵水中分離Li+的潛能。LIU 等［115］提出了一種新型夾層液膜電滲析系統(tǒng)，包括兩個(gè)陽(yáng)離子交換膜和一個(gè)載鋰有機(jī)液膜。選擇具有高Li+選擇性的室溫離子液體（RTIL）有機(jī)體系作為L(zhǎng)i+載體，在電場(chǎng)的輔助下，實(shí)現(xiàn)Li+的識(shí)別和快速電遷移。電流密度為4.375 A/m2，電滲析12 h后，鎂鋰比由初始進(jìn)料鹵水中的50∶1降至0.5∶1。該方法原料適應(yīng)性強(qiáng)，可有效去除鉀、鎂、鈣等雜質(zhì)，且比能耗明顯低于傳統(tǒng)的電滲析法。但由于電遷移過程中存在高濃度Na+和Li+的競(jìng)爭(zhēng)，該工藝更適合于處理低鈉鹵水。電滲析法的提鋰過程清潔環(huán)保、鎂鋰分離效率高、鋰回收率高、生產(chǎn)穩(wěn)定性佳，可直接處理高鎂鋰比（約400）、高M(jìn)g2+濃度（接近飽和）的鹽湖鹵水，在高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

1.2.5 電化學(xué)法

電化學(xué)法［116］利用鋰電池在充放電過程中的Li+在電極與電解液間的轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)吸附提取、脫附循環(huán)利用的效果。隨著鋰電行業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了電化學(xué)法的不斷完善與革新。最常用的電極是LiFePO4/FePO4［117-119］和LiMn2O4/λ-MnO2［120-121］。

ZHAO 等［117］基于Li+和Mg2+的電化學(xué)差異，以LiFePO4/FePO4作為電極從鹵水中提取鋰，Li+很容易嵌入到FePO4中，并且具有優(yōu)異的可逆性，通過控制合適的工作電壓，可以有效地分離Mg2+和Li+。XIONG 等［118］使用過硫酸鈉簡(jiǎn)單高效地制備了橄欖石-FePO4，將其作為正極應(yīng)用于青海地區(qū)的西臺(tái)吉乃爾鹽湖提鋰，成功將鹵水的鎂鋰比從54.27∶1降至1.65∶1。傳統(tǒng)電極中的炭黑和聚偏氟乙烯（PVDF）都是強(qiáng)疏水性物質(zhì)，會(huì)劣化體系的潤(rùn)濕性。XU等［119］構(gòu)建了一種具有高親水性和高滲透性的新型電化學(xué)脫嵌/插層體系，通過電化學(xué)脫鋰法將富羥基聚乙二醇（PEG）引入PVDF 中，制得PEG 修飾的多孔LiFePO4電極，形成的多裂紋多孔微結(jié)構(gòu)電極具有良好的親水性，電極接觸角從124°減小到82.3°，與未改性電極相比，鋰提取速度提高了近3倍，電流效率從62%提高到92%。該體系對(duì)碳酸鹽型高鈉鹵水及硫酸鎂亞型高鎂鋰比鹵水均具有良好的適應(yīng)性及優(yōu)異的循環(huán)性能。

XU 等［120］通過對(duì)自主水熱合成的LiMn2O4進(jìn)行恒電位處理，在無需高溫?zé)Y(jié)和有機(jī)黏合劑的情況下合成了一種自支撐型λ-MnO2薄膜電極。當(dāng)電流密度為50 mA/g時(shí)，制備的λ-MnO2薄膜電極的充放電容量可達(dá)100 mA?h/g，是常規(guī)λ-MnO2粉末電極的2倍；經(jīng)過100次循環(huán)后，鋰容量仍保持為82.3%，表明該電極具有較高的可用性和良好的穩(wěn)定性。MU 等［121］制備了一種比表面積為183 m2/g 的介孔LiMn2O4，為L(zhǎng)i+嵌入和脫出提供了較大的固液界面；同時(shí)，使用三維石墨氈導(dǎo)體作為L(zhǎng)iMn2O4的載體，以增強(qiáng)擴(kuò)散和遷移效果。該電極達(dá)到鎂和鋰分離平衡所需的時(shí)間僅為普通電極的1/4；在恒電位模式下，該體系的提鋰效率為75.06 mg/h（以1 g LiMn2O4計(jì)）、鋰鎂分離系數(shù)為45.58、能耗為23.38 W?h/mol。電化學(xué)提鋰方法具備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、對(duì)鹵水品位及成分要求低、裝置模塊化及可持續(xù)使用等優(yōu)勢(shì)；但仍需提升電化學(xué)法的電流密度、吸附容量及循環(huán)穩(wěn)定性，并抑制副反應(yīng)的發(fā)生。

1.2.6 鹵水提鋰方法小結(jié)

鹵水提鋰各類方法的基本原理、適用范圍及其優(yōu)缺點(diǎn)的歸納總結(jié)如表2所示。

表2 鹵水提鋰工藝對(duì)比Table 2 Comparison of lithium extraction processes from brines

2 結(jié)論與展望

鋰作為助力能源轉(zhuǎn)型不可或缺的金屬，在新能源動(dòng)力電池及儲(chǔ)能等戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域扮演著重要角色。近期，新能源汽車市場(chǎng)增速放緩，鋰鹽供需失衡情況得到緩解，碳酸鋰價(jià)格高位回落。同時(shí)，隨著鋰資源戰(zhàn)略地位的提升，各鋰資源國(guó)紛紛出臺(tái)限制法案，外部鋰資源獲取形勢(shì)愈加嚴(yán)峻。因此，不斷開發(fā)并完善提鋰技術(shù)，增強(qiáng)中國(guó)的鋰資源自供自給能力，實(shí)現(xiàn)提鋰技術(shù)的降本增效勢(shì)在必行。

礦石提鋰技術(shù)較鹵水提鋰技術(shù)更為成熟，利用硫酸法從鋰輝石中提取鋰是當(dāng)今鋰資源獲取的主要來源，但硫酸法提鋰技術(shù)仍存在高溫焙燒能耗高、消耗大量濃硫酸和純堿、設(shè)備腐蝕等問題。中國(guó)具備較為豐富的鋰云母礦石儲(chǔ)量，部分企業(yè)在對(duì)硫酸鹽提鋰工藝進(jìn)行不斷的改善后，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合硫酸鹽焙燒工藝的工業(yè)化應(yīng)用，但是銣和銫等高價(jià)值金屬的提取率很低，且國(guó)內(nèi)鋰云母原礦品位多數(shù)在0.8%以下，若原礦品位低于0.4%，則開采的經(jīng)濟(jì)效益低，鋰云母提鋰產(chǎn)量會(huì)受到品位限制，因此較鋰輝石提鋰，鋰云母提鋰的成本更高。

由于中國(guó)大部分鹽湖存在鋰含量低、鎂鋰比高的困擾，且西藏地區(qū)的設(shè)施建設(shè)、運(yùn)輸條件惡劣，因此，中國(guó)早期鹽湖資源開發(fā)進(jìn)程較為緩慢。近年來隨著鋰資源需求的不斷攀升及提鋰技術(shù)的深入研究，綠色、經(jīng)濟(jì)、適合國(guó)情的“吸附+膜”提鋰工藝逐漸成為鹵水提鋰主流，吸附前端實(shí)現(xiàn)鋰離子富集，膜后端實(shí)現(xiàn)高選擇性鎂鋰分離，解決了單一吸附法存在的浸出液雜質(zhì)含量高、吸附容量低的困擾，成功在青海的察爾汗、一里坪、東臺(tái)吉乃爾鹽湖和西藏的拉果錯(cuò)、麻米錯(cuò)等鹽湖應(yīng)用投產(chǎn)。截至2022 年11 月底，中國(guó)鹽湖膜分離法提鋰的投產(chǎn)產(chǎn)能超過10萬t/a，已處在規(guī)劃和建設(shè)中的年產(chǎn)能約為35 萬t，鹽湖鋰資源產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)了初步的釋放。

鹽湖提鋰技術(shù)生產(chǎn)碳酸鋰的成本低，是制取碳酸鋰的主要原料來源。鋰礦石品位高、工藝成熟，可直接一步得到氫氧化鋰，而鹽湖提鋰需先制得碳酸鋰再苛化，生產(chǎn)氫氧化鋰的綜合成本明顯高于鋰礦石，因此氫氧化鋰主要由鋰礦石制取。鋰鹽產(chǎn)品方面整體呈現(xiàn)鹽湖主導(dǎo)碳酸鋰市場(chǎng)，礦石聚焦氫氧化鋰的格局，使得礦石提鋰和鹵水提鋰在未來長(zhǎng)期保持并存發(fā)展，呈現(xiàn)彼此互補(bǔ)狀態(tài)。