LC 离心萃取技术在碳酸锂制备领域的应用

发布时间：

2026-10-10

碳酸锂（Li₂CO₃）是锂电新能源产业核心基础原料，在锂资源加工产业链处于核心地位，盐湖卤水、锂矿浸出液提纯制备碳酸锂，是整个锂产业的关键工序节点，向下覆盖动力电池、储能电池、消费电子、陶瓷玻璃、铝电解等领域，属于保障新能源产业发展的战略性锂电基础化学品。国内锂资源主要分布于青海、西藏盐湖以及四川、江西锂矿矿区；盐湖卤水普遍具有高镁锂比特点，料液镁、钠、钾、钙杂质含量高，锂元素浓度相对偏低，分离提纯难度大。

新能源锂电产业中，高纯电池级碳酸锂主要用于制备磷酸铁锂、三元正极材料，是动力电池、储能电池的核心基础原料，直接决定锂电池产品性能；随着储能行业快速扩张，带动锂产业从单一 “矿石提锂” 向盐湖卤水提锂 + 矿石浸出提锂 + 退役电池回收提锂多主线并行发展，碳酸锂成为新能源上游卡脖子关键原料。在传统工业领域，碳酸锂可用于特种陶瓷、玻璃、电解铝助熔剂；在医药行业可作为部分药物合成原料；电池级高纯碳酸锂，更是高端锂电制造刚需材料。

盐湖卤水、锂辉石酸浸液、退役锂电池浸出液为主要加工原料，料液中锂多以锂离子形态存在，共存大量 Mg²⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺等碱金属、碱土金属杂质。国内绝大多数盐湖卤水镁锂比值高，原料需要经过沉降过滤、除杂浓缩预处理后，再进入萃取装置；溶剂萃取已经成为卤水提锂、沉锂母液回收锂主流工艺路线。

核心机理：预处理后的含锂料液，与萃取剂充分混合接触，选择性将锂离子络合转移进入有机相；镁、钠、钙、钾大部分杂质留存水相萃余液；再经过洗涤去除有机相夹带杂质，通过反萃将锂离子重新转移至水相，得到高纯富锂溶液，有机萃取剂循环回用；富锂溶液后续经过深度除杂、沉淀结晶产出电池级碳酸锂产品。

碳酸锂料液萃取工艺特点：料液杂质离子种类繁多、镁‑锂分离难度大、料液含盐量高、体系易乳化、氯离子腐蚀性强；高镁锂比卤水锂萃取分离，一直是锂化工领域公认技术难题。粗锂料液完成预处理（过滤除悬浮物、浓缩、预除钙镁），选用适配萃取体系，依靠山东联萃 LC 离心萃取设备完成萃取‑洗涤‑反萃整套工序；萃余水相回收微量锂之后处置或返回前端工序，有机相循环复用。

LC 离心萃取法用于碳酸锂萃取的优点在于：产品锂液纯度高、生产工艺流程和设备简单、能耗低、萃取药剂消耗少、生产处理能力大、两相分离效果好、锂综合回收率高、环境污染小，生产过程易于实现自动化连续化，十分有利于锂资源综合回收利用。

对比传统厢式混合澄清槽：传统设备萃取停留时间长，设备充槽体积庞大；高盐卤水体系容易乳化，两相夹带严重，锂损失大；溶剂损耗高，密闭效果差、挥发性废气大；占地面积大，自动化程度低，运维劳动强度高。LC 离心萃取依靠超重力强化传质，分相时间仅数秒，厂房占地大幅压缩，溶剂损耗显著降低，密闭连续运行，适配高盐、易乳化锂料液工况。

典型工艺流程

一、TBP‑煤油协同萃取锂体系

经过过滤、浓缩预处理后的含锂卤水，采用磷酸三丁酯 TBP 搭配煤油稀释剂，辅以共萃剂构成萃取体系，进入 LC 离心萃取机组；锂离子选择性络合进入有机相，镁、钠、钾等绝大多数杂质留在萃余水相；萃余水回收微量溶剂后返回盐湖生产系统。负载锂有机相经过多级逆流洗涤，洗脱夹带的镁钠杂质；再使用盐酸反萃得到氯化锂富集液；有机相再生循环回用；氯化锂溶液深度净化后加入沉淀剂，结晶得到电池级碳酸锂产品。

TBP‑煤油体系选用特点：对锂萃取能力较强，适合高氯离子盐湖卤水；粘度偏大，必须添加煤油作为稀释剂；具备可燃性；体系操作不当易产生第三相，对设备防腐要求高。

二、冠醚类复合萃取提锂体系

原料含锂料液预处理去除固体悬浮物、调节盐度后送入萃取系统；冠醚复合萃取剂对锂离子具备高选择性，锂进入有机相，镁钙钠杂质留存水相；萃余液回收溶剂后处置。负载有机相经逆流洗涤除去共萃杂质，再通过反萃得到高纯富锂液；富锂液经深度除杂、沉锂得到高纯碳酸锂，有机相再生循环使用。该体系多用于沉锂母液、退役锂电池浸出液的锂回收场景。

冠醚复合萃取体系选用特点：锂选择性优异，镁锂分离系数高；无需大比例稀释剂；药剂成本偏高；对料液 pH、盐度较为敏感，生产过程需要严格控制料液工况。

LC 新型高参数离心萃取设备（山东联萃）具有以下优点

萃取效率高：设备技术参数区间宽，重载型 LC 系列设备可实现大流量卤水连续处理；设备分离区长，两相澄清效果好；相平衡建立速度快，便于多级串联逆流洗涤萃取；可以有效破除卤水乳化层，保障高镁锂比体系稳定运行，锂综合回收率＞92%。

操作性能好：配置 CIP 在线清洗技术，转子内部在位清洗，无需拆机；具备抗乳化功能；整机密闭连续自动化运行，配套测振、轴温、转速、流量、在线离子浓度检测传感器；可选用 PTFE、哈氏合金等防腐材质，适配高氯、高盐强腐蚀性锂卤水料液。

设备能耗低：在高处理通量条件下，优化混合结构和传动系统，整机能耗低，设备能效比优异。

占用空间小：整机结构紧凑，塔型机架刚性支撑，配置积极隔振系统，大幅节省厂房占地面积；转速、流比、堰板可调，适配盐湖卤水、沉锂母液、电池浸出液等成分波动大的物料，从小试、中试到万吨级工业化装置，多规格全覆盖。

碳酸锂萃取工艺应用山东联萃 LC 离心萃取技术，对原料锂浓度适应性广；萃取工段可常温运行，不需要额外加热；多级逆流萃取锂回收率可达 92% 以上，分相效果稳定可靠。针对卤水带入微量固体盐渣造成的设备堵塞问题，可以依靠 CIP 在线清洗技术实现不停产原位清洗，清洗充分，有机溶剂夹带损耗少，经济效益突出。

以山东联萃 LC 离心萃取机为核心设备的离心式溶剂萃取工艺及其工程应用，为盐湖卤水提锂、沉锂母液锂回收、退役锂电湿法回收制备碳酸锂，助力锂资源行业降本增效、绿色低碳循环发展奠定技术装备基础。