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【IPB2026行业洞察】一文看懂锂提取：从自然原料到新能源基石的全过程
发布日期：2025-12-16 11:12:21
2026 年 IPB 粉体展将于7月22-24日在上海世博展览馆举办。此次展会预计规模达 17,000 平米，届时将吸引 300 家展商以及 15,000 名专业观众到场。
据全球领先的市场研究与咨询公司Consegic Business Intelligence统计，全球粉体加工设备市场规模预计 2024 年达 59.2074 亿美元，2032 年将超 88.8139 亿美元，2025 - 2032 年复合年增长率 5.2%，广泛应用于多行业。核心驱动因素包括增材制造与电池生产应用扩容、自动化和智能技术进步，AI 等技术优化生产、降本增效。主要制约因素为热敏粉与细粉加工难题。未来，数字化转型将推动自动化、智能化设备需求持续增长。
锂的提取是怎么实现的
锂并非以单质形式存在于地壳中，而是仅以化合物形态出现。要将其提取出来，需要经过复杂的工艺过程——具体采用哪种工艺，主要取决于原料是含锂盐的水溶液（即盐湖水）还是含锂矿物。本文将聚焦目前产量占比最高的提取方式：从矿物（主要是锂辉石）中提取锂。
（锂辉石伟晶岩矿石是生产氢氧化锂的最重要来源，而氢氧化锂则被用于制造锂离子电池）
过去二十年间，全球锂产量增长超十倍——从2005年的约2万吨飙升至2024年的24万吨。这一增长的核心驱动力，是锂离子电池需求的急剧攀升。目前已产出的锂中，约75%都用于制造锂离子电池，且未来几年需求仍将大幅增长。这也倒逼行业不断优化锂的生产工艺。
当前，全球约60%的锂需求通过开采锂伟晶岩（如锂辉石）并后续加工满足；30%-35%来自盐湖水蒸发提锂；而最新的直接锂提取（DLE）技术目前占比仍较低，仅约10%。这三种工艺存在本质差异，对应的投资需求、能耗和水耗也各不相同。
从锂辉石等硬岩中提取锂
硬岩提锂（主要原料为硅酸盐岩石）的核心产区集中在中国、澳大利亚和加拿大，其原料主要是锂含量3.5%-3.9%的锂辉石矿（化学分子式：LiAlSi₂O₆）。其他工业常用含锂矿石还包括：锂含量最高3%的透锂长石（LiAlSi₄O₁₀）和锂云母（鳞云母，分子式：K(Li,Al)₃(Al,Si,Rb)₄O₁₀(F,OH)₂），以及较为稀有的磷铝锂石（分子式：LiAl[PO₄]F）——其锂含量可达约4.7%。
（锂辉石矿产主要开采自硬岩矿场，例如位于西澳大利亚州西南部的格林布什矿场。矿石会被加工成锂辉石精矿）
提纯浓缩：得到SC6级锂辉石精矿
从露天矿或地下矿开采出的矿石，首先要加工成精矿。第一步是破碎：将矿石破碎至10-12毫米的粒度，再送入球磨机研磨；配合筛分机或水力旋流器，最终将矿石研磨至75微米的细度。若矿石中含有钽、铌等有价副产品，可通过磁选或重选工艺分离回收。
破碎后的矿石与水混合形成矿浆，送入浮选厂——这里的核心任务是将细粒含锂矿石与其他矿物分离。具体原理是：通过添加浮选药剂改变锂辉石的表面极性，极性增强后，气泡会吸附在锂辉石颗粒表面，使其获得浮力浮至液面，从而实现分离（这种方式称为正浮选）。
（浮选是锂矿石提纯过程中的一个重要步骤）
也可采用反浮选工艺：向矿浆中添加能增强其他矿物表面极性的药剂，让这些杂质矿物浮至液面被移除，锂辉石则留在矿浆中。浮选过程需分多阶段完成：先进行粗选，再经过多次精选和扫选提纯。
分离掉无用的脉石矿物后，浓缩矿浆先进入浓密机进行初步脱水，再通过陶瓷圆盘过滤机、高压过滤机或卧螺离心机进一步脱水，最终得到锂辉石精矿（SC6级，即高纯度含锂矿石，锂含量约6%）。目前行业还在探索通过传感分选、纯矿物浮选、离子选择性分离等技术，进一步提高精矿的锂含量。
要将锂辉石精矿转化为电池制造等工业应用所需的最终锂化合物（如氢氧化锂），主要有火法冶金和湿法冶金两类工艺。
煅烧后浸出工艺（主流成熟方案）
一种经过验证的成熟工艺是“煅烧+硫酸浸出”：先将锂辉石精矿在1000℃以上的高温下焙烧，使其晶体结构从α型转变为更具反应活性的β型——β型锂辉石中的锂更容易被分离提取；随后在250-300℃的温度下，用浓硫酸浸出β型锂辉石，生成可溶于水的硫酸锂。
除了硫酸浸出，也可将β型锂辉石与硫酸钠或硫酸钾在700℃下熔融反应，同样能生成硫酸锂。得到硫酸锂溶液后，加入纯碱（碳酸钠）即可析出碳酸锂；再通过离子交换，或与石灰乳、纯碱反应，就能将碳酸锂转化为氢氧化锂。
另一种方案是：在加压条件下，用氢氧化钠或氢氧化钾分解β型锂辉石，使氢氧化锂直接溶解到溶液中。而美卓（Metso）公司开发的工艺则是用碳酸钠（纯碱）处理β型锂辉石，生成可溶的锂钠铝硅酸盐，再从中浸出锂，最后用石灰乳沉淀得到氢氧化锂。
（美卓公司（Metso）采用其环保型碱性加压浸出工艺生产电池级氢氧化锂）
Prime Lithium 目前正在开发一种优化的纯碱浸出工艺：将β型锂辉石与纯碱混合，在最高1000℃的温度下反应生成碳酸锂，用清水洗涤浸出后，再与氢氧化钙（苛化反应）反应——此时碳酸钙会沉淀析出，氢氧化锂则留在溶液中；最后通过蒸发结晶，得到一水合氢氧化锂（LiOH·H₂O）。
特斯拉也开发了一种特色工艺：将β型锂辉石与氯化钠混合，送入球磨机进行机械活化；随后将活化后的混合物在90℃左右的水中搅拌反应，锂会溶解到水中；过滤并提纯富锂矿浆后，最终加工得到氢氧化锂。该工艺的优势在于不使用强酸，且能耗更低，被认为更具环保优势。
直接酸浸及其他前沿工艺（探索优化方向）
目前多家知名研究机构正在攻关“无需高温煅烧、直接利用α型锂辉石”的工艺——核心目标是省去煅烧环节的高能耗。
α型锂辉石直接酸浸工艺就是其中之一：将α型锂辉石直接与浓硫酸在200-250℃下混合反应，生成可溶的硫酸锂。该工艺的潜在优势是效率更高，相比煅烧工艺可节省30%-50%的能源，且流程更紧凑，适合小型工厂分散处理锂辉石矿。但缺点也很明显：酸耗量极大，存在安全风险，且含硫酸盐的废水处理成本高昂。目前该工艺尚未实现商业化应用。
宾夕法尼亚州立大学开发了一种已申请专利的工艺：将α型锂辉石与氢氧化钠混合后进行微波焙烧，使其转化为可溶相，再用水浸出锂。该技术正与赫兹能源（Hertz Energy）合作推进，即将进入中试阶段。相比传统煅烧工艺，该技术能耗大幅降低，对应的二氧化碳排放量也显著减少，且设备复杂度更低、工艺单元更少。
总结与展望：硬岩提锂也能更环保
目前行业主流的锂辉石提锂路径（煅烧+酸浸）虽成熟，但存在明显短板：α型转β型的高温煅烧环节能耗极高，温室气体排放量巨大；使用浓硫酸不仅污染环境，还需要高额设备投资。尤其在欧洲等对环保要求严格的地区，新建工厂必须实现更可持续的生产模式。
因此，现代新工艺的核心优化方向清晰：要么减少酸的使用（如美卓、特斯拉的工艺），要么彻底省去煅烧环节（如赫兹能源合作的微波焙烧工艺）。
事实上，相比硬岩煅烧提锂，盐湖水提锂本身就具备诸多优势；而利用可再生能源驱动的“含锂地下水直接锂提取（DLE）”，更被认为是未来的主流方向——与传统盐湖蒸发池提锂相比，DLE工艺对环境影响小得多，因为提取锂后的水会重新回注含水层。
本文出处：POWTECH TECHNOPHARM
作者：Dr. Ulla Reutner
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IPB2026 第二十三届国际粉体加工、散料、流体加工展览会
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主办单位
中国颗粒学会
纽伦堡会展（上海）有限公司
海外支持
日本粉体工业技术协会（APPIE）
