顆粒技術(shù)鹽湖鹵水電池級(jí)碳酸鋰

青海東臺(tái)吉乃爾鋰資源股份有限公司、北京大學(xué)、北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司、深圳市德方納米科技股份有限公司、江西贛鋒鋰業(yè)股份有限公司、青海鋰業(yè)有限公司、北京市理化分析測(cè)試中心、中國(guó)科學(xué)院過(guò)程研究所。

中國(guó)鹽湖鋰資源儲(chǔ)量約占世界鹽湖鋰資源的1/3，占國(guó)內(nèi)鋰資源總量的85%左右。從鹽湖鹵水中制取電池級(jí)碳酸鋰的技術(shù)轉(zhuǎn)入工業(yè)化生產(chǎn)后，改變了我國(guó)生產(chǎn)碳酸鋰所用原料嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口的問(wèn)題。建立以鹽湖鹵水為原料生產(chǎn)的電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為我國(guó)電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量關(guān)鍵控制參數(shù)的分析和綜合評(píng)估提供了依據(jù)；能滿(mǎn)足下游電池生產(chǎn)企業(yè)的要求，也對(duì)電池級(jí)碳酸鋰的生產(chǎn)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、科研院所和相關(guān)監(jiān)督管理部門(mén)具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

本標(biāo)準(zhǔn)代表著當(dāng)前的鹽湖鹵水中制取電池級(jí)碳酸鋰的技術(shù)水平，測(cè)量方法更加合理，具有較強(qiáng)的可操作性，適應(yīng)電池級(jí)碳酸鋰行業(yè)發(fā)展。 2100433B

王洪、李健、陳建孝、周恒輝、姜曉瑞、尚偉麗、李強(qiáng)、劉國(guó)旺、高原、韓秀芝。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電池級(jí)碳酸鋰的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、 貯存等要求。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于以鹽湖鹵水為原料生產(chǎn)的電池級(jí)碳酸鋰。

標(biāo)準(zhǔn)主要條款的說(shuō)明

本標(biāo)準(zhǔn)適用于以含鋰鹽湖鹵水為原料采用各種工藝生產(chǎn)的碳酸鋰，其主要技術(shù)要求：在滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)工業(yè)級(jí)碳酸鋰和電池級(jí)碳酸鋰的指標(biāo)要求的前提下，提高了碳酸鋰主含量指標(biāo)和部分金屬元素指標(biāo)，降低了電池級(jí)碳酸鋰中氯根和硫酸根指標(biāo)。

（一）主要技術(shù)指標(biāo)

表1　化學(xué)成分

項(xiàng)目　指標(biāo)

電池級(jí)碳酸鋰　工業(yè)級(jí)碳酸鋰

優(yōu)等品　合格品

碳酸鋰（Li2CO3）干基計(jì)ω/% ≥　99.5　99.3　99.0

硫酸根（SO42-）ω/% ≤　0.02　0.03　0.05

氯離子（Cl-）ω/% ≤　0.01　0.03　0.05

鈣（Ca）ω/% ≤　0.003　0.01　0.02

鎂（Mg）ω/% ≤　0.005　0.015　0.02

硼（B）ω/% ≤　0.01　0.02　0.05

鈉（Na）ω/% ≤　0.025　0.05　0.08

鉀（K）ω/% ≤　0.001　0.002　0.004

鐵（Fe）ω/% ≤　0.0005　0.001　0.003

硅（Si）ω/% ≤　0.001　0.005　0.008

銅（Cu）ω/% ≤　0.0001　0.002　0.003

鉛（Pb）ω/% ≤　0.0002　0.002　0.005

鎳（Ni）ω/% ≤　0.0005　0.002　0.005

錳（Mn）ω/% ≤　0.0003　0.002　0.005

鋅（Zn）ω/% ≤　0.0003　0.002　0.005

鋁（Al）ω/% ≤　0.0005　0.002　0.005

鉻（Cr）ω/% ≤　0.0005　0.002　0.005

1、碳酸鋰主含量

工業(yè)級(jí)碳酸鋰主含量（Li2CO3）干基計(jì)ω/%，工業(yè)級(jí)碳酸鋰合格品≥99%，優(yōu)等品≥99.3%，高于GB/T 11075-2013《碳酸鋰》、GB/T 23853-2009 《鹵水碳酸鋰》中指標(biāo)。電池級(jí)碳酸鋰≥99.5%和YS/T 582-2013《電池級(jí)碳酸鋰》標(biāo)準(zhǔn)中主含量一致。

2、微量金屬元素

工業(yè)級(jí)碳酸鋰和電池級(jí)碳酸鋰技術(shù)指標(biāo)中除增加鈣（Ca）、鎂（Mg）、鈉（Na）、鉀（K）、鐵（Fe）、硅（Si）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鎳（Ni）、錳（Mn）、鋅（Zn）、鋁（Al）等元素的檢測(cè)限量之外，增加了硼（B）和鉻（Cr）元素檢測(cè)限量。同時(shí)指標(biāo)中各項(xiàng)微量元素限量高于或等于國(guó)內(nèi)碳酸鋰相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是鐵（Fe）、鉛（Pb）和硅（Si）等元素。

3、硫酸根（SO42-）和氯離子（Cl-）

由于是以鹽湖鹵水為原料生產(chǎn)的鹽湖碳酸鋰，與礦石法生產(chǎn)的碳酸鋰存在區(qū)別，在不影響市場(chǎng)需求的前提下，降低了電池級(jí)碳酸鋰中硫酸根和氯離子指標(biāo)，提高了工業(yè)級(jí)碳酸鋰中硫酸根和氯離子指標(biāo)。

4、粒徑

工業(yè)級(jí)碳酸鋰中對(duì)粒徑?jīng)]有規(guī)定，但電池級(jí)碳酸鋰中增加了粒徑d10≥1μm, 3μm≤d50≥8μm, 9μm≤d90≥15μm,其指標(biāo)與YS/T 582-2013《電池級(jí)碳酸鋰》標(biāo)準(zhǔn)中指標(biāo)內(nèi)容一致。

5、水分

工業(yè)級(jí)和電池級(jí)碳酸鋰的水分指標(biāo)都≤0.2%，優(yōu)于GB/T 11075-2013《碳酸鋰》和YS/T 582-2013《電池級(jí)碳酸鋰》中規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。

6.白度、堆積密度

根據(jù)用途，電池級(jí)碳酸鋰增加了堆積密度和白度指標(biāo)，工業(yè)級(jí)碳酸鋰沒(méi)有作規(guī)定。見(jiàn)表2.

表2　理化參數(shù)

外觀　白色粉末，具有流動(dòng)性，無(wú)肉眼可視夾雜物，無(wú)團(tuán)聚，色澤一致。

理

化

參

數(shù)

指

標(biāo)　項(xiàng)目　單位　電池級(jí)碳酸鋰　工業(yè)級(jí)碳酸鋰

優(yōu)等品　合格品

粒徑　μm　d10≥1μm, 3μm≤d50≥8μm, 9μm≤d90≥15μm,　/　/

水分　% ≤　0.2　0.2　0.2

白度　% ≥　95　/　/

堆積密度　g/cm3　0.3-0.8　/　/

燒失量　% ≤　0.5　0.5　0.5

酸不溶物　% ≤　0.01　0.01　0.02

磁性物含量　% ≤　0.0003　0.0005　0.001

7.燒失量、酸不溶物

為了提高產(chǎn)品品質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)中工業(yè)級(jí)和電池級(jí)碳酸鋰中增加了燒失量和酸不溶物指標(biāo)，而GB/T 11075-2013《碳酸鋰》和YS/T 582-2013《電池級(jí)碳酸鋰》沒(méi)有作規(guī)定。

8.磁性物含量

與國(guó)內(nèi)碳酸鋰相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此，增加了工業(yè)級(jí)碳酸鋰中磁性物含量的測(cè)定，電池級(jí)碳酸鋰中磁性物質(zhì)含量與YS/T 582-2013《電池級(jí)碳酸鋰》中規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)相同。

（二）檢驗(yàn)檢測(cè)方法

1.微量金屬元素含量的測(cè)定

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀測(cè)定各種物質(zhì)（可溶解于鹽酸、硝酸、氫氟酸等）中常量、微量、痕量金屬元素或非金屬元素的含量具有自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定可靠、分析速度快、檢出限低等特點(diǎn)，由此采用此方法測(cè)定產(chǎn)品中鈣（Ca）、鎂（Mg）、鈉（Na）、鉀（K）、鐵（Fe）、硅（Si）、銅（Cu）、鉛（Pb）、鎳（Ni）、錳（Mn）、鋅（Zn）、鋁（Al）、鉻（Cr）等元素。

2.碳酸鋰主含量的測(cè)定

試料在一定量水中溶解，以甲基紅-溴甲酚綠為指示劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定試料的總堿度，以消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的量計(jì)算碳酸鋰的含量。其中試料中鈣含量應(yīng)換算為碳酸鋰含量從計(jì)算結(jié)果中減去；其中試料中鈉的含量應(yīng)根據(jù)離子守恒原理先從總鈉中將以氯化鈉形式的鈉扣除后，再將換算為碳酸鋰含量后從計(jì)算結(jié)果中扣除。

3.燒蝕量的測(cè)定

用500 ℃下烘至恒重的瓷坩堝稱(chēng)取試樣10克～15克，準(zhǔn)確至0.0001克。放入500 ℃±5 ℃的瓷坩堝 中烘干30分鐘,取出在室溫下冷卻5分鐘后放入干燥器中，冷卻至室溫后稱(chēng)重，用差減法計(jì)算燒失量。

4.水分的測(cè)定

按GB/T 6284 化工產(chǎn)品中水分測(cè)定的通用方法規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

5.粒徑的測(cè)定

按 GB/T 19077 粒度分析 激光衍射法，規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。

6.硼的測(cè)定

按GB/T23853-2009標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。

7.磁性物質(zhì)的測(cè)定

按YS/T582-2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法進(jìn)行測(cè)定。

8.白度的測(cè)定

按GB/T23853-2009標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

9.氯量的測(cè)定

按GB/T11064.10標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法進(jìn)行測(cè)定。

10.酸不溶物

按GB/T11064.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法進(jìn)行測(cè)定。

11.硫酸根的測(cè)定

按GB/T11064.9和GB/T11064.12標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法進(jìn)行測(cè)定。 2100433B

根據(jù)湖泊起源，可劃分為海源鹽湖、陸源鹽湖與混合型鹽湖。中國(guó)是世界上鹽湖最多的國(guó)家之一，鹽湖的分布幾乎全部集中在廣大的內(nèi)陸區(qū)域。從東北的吉林省起，向西經(jīng)內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、青海、新繮，直至西藏，分布著數(shù)以千計(jì)的鹽湖。其中，被稱(chēng)為“鹽湖之家”的青藏高原，就有數(shù)百個(gè)鹽湖。如西藏的多格錯(cuò)仁(茶卡錯(cuò)仁）海拔4814m,是世界海拔最高的大鹽湖；新疆的艾丁湖位于海平面以下154m,是中國(guó)海拔最低的鹽湖。2100433B