中國粉體網訊 鋰及鋰化合物廣泛應用于新能源汽車、航天航空、玻璃陶瓷、核工業、醫藥、石油化工等領域，被譽為“新能源金屬”、“宇航合金金屬”及“工業味精”，將是推動21世紀發展的重要元素。2023年，國內85%以上的鋰鹽產品來自鋰礦石提鋰。然而，鋰礦石提鋰將會產生大量的鋰渣，通常每生產1t鋰鹽將產生8~10t鋰渣。
鋰渣的組成
鋰渣的主要成分為氧化硅、氧化鋁、氧化鈣等氧化物和礦物的混合物，它的顆粒非常細，小于80μm的占70%左右。
SiO2（二氧化硅）：鋰渣的主要成分之一，其含量在21%～25%之間，是構成鋰渣礦物結構的重要基礎。
Al2O3（三氧化二鋁）：鋰渣的主要成分之一，含量高達60%～67%，這使得鋰渣在化學成分上與玻璃工業用硅鋁微粉的成分要求基本一致。
CaO（氧化鈣）：鋰渣的主要成分之一，雖然含量不如SiO2和Al2O3高，但在鋰渣的礦物組成和性能中起著重要作用。
Na2O（氧化鈉）和K2O（氧化鉀）：作為堿金屬氧化物，它們在鋰渣中的含量約為8%～13%，這些成分使得鋰渣具有一定的堿性和火山灰活性。
此外，因提鋰工藝的不同，鋰渣中還可能含有Mg（鎂）、F（氟）、SO42-（硫酸根）等其他元素和化合物。
鋰渣的“現狀”
當前鋰渣在處理過程中存在市場用量小、難以消納，價值低、銷售半徑小，無相關應用標準、難以大宗化應用，部分有害元素無害化難，鐵（Fe）、鈣（Ca）、硫（S）等元素高值化應用難等問題。
被稱為“亞洲鋰都”的宜春，鋰渣“堆積如山”。此前，宜春相關鋰企在處理鋰渣過程中存在較多違法違規行為，經過一年多的環保整頓，相關企業已完成整改，而當地政府也正在推動鋰渣消納場的建設，加快技術攻關化解鋰渣處理和應用難題。
據相關測算，到2025年，僅宜春市的鋰渣年產量就將達到1500萬噸，跨入大宗工業固廢級別。但目前針對鋰渣的資源化綜合處理能力卻不足90萬噸，鋰渣的大量堆積會進一步加劇土地資源浪費、生態環境污染等問題。如何合理處置利用鋰渣已成為鋰電產業發展的重要技術難題。
今年兩會期間，全國人大代表、贛鋒鋰業董事長李良彬提出了《關于鼓勵支持鋰冶煉渣資源化利用的建議》等多項議案，提出鼓勵支持鋰冶煉渣資源化利用，突破鋰渣回收處理難題的建議。
鋰渣的“出路”
出路1——鋰渣路基
《綠色交通“十四五”發展規劃》提出，鼓勵工業固廢在交通建設領域的規模化應用。交通運輸部科學研究院（簡稱部交科院）就承擔了這樣一個交通強國建設試點任務：固廢資源化利用技術研發及產業化應用，其中就包括把廢棄鋰渣用于道路建設的研究。
今年5月，部交科院在全國范圍內率先制定的《公路路基工程利用鋰渣技術規范》批準發布，填補了鋰渣在交通運輸行業應用的標準空白。
在實際應用中，研究團隊選取了宜春3個路段作為試驗路段，編制了建設工程專項施工技術方案，通過一系列物理處置和化學改良措施降低鋰渣的環境污染風險，實現了鋰渣路基的填筑應用。經檢測，鋰渣路基的各項技術指標均滿足相關標準。
據統計，試驗路段合計1公里多，其中有幾百米屬于高填方，累計消納鋰渣20多萬噸，降低公路工程建設成本15％至40％，節省鋰渣堆存、填埋等處置費用及環保稅費超千萬元，減少20％以上碳排放量。
出路2——合成砂
針對鋰渣行業現狀，廣東清大同科環保技術有限公司（簡稱：清大同科）將鋰渣、礦粉、粉煤灰、磷石膏等作為制砂主要原料，通過充分的化學反應與結構設計賦予合成砂優秀的物理性能。
清大同科的合成砂分為輕質合成砂、高強合成砂、功能合成砂、彩色合成砂、石膏基合成砂五個系列，而施工中最常見的就是輕質合成砂。
目前，清大同科已經有了在深圳寶山學校利用合成砂制備輕質混凝土預制件的應用案例。并且，清大同科已在湖南郴州建成“10萬噸合成砂生產示范線”。
出路3——輔助膠凝材料
鋰渣作為輔助膠凝材料用于制備水泥混凝土是資源化利用的重要途徑。將鋰渣作為輔助膠凝材料用于生產水泥，可降低80%的碳排放量。鋰渣自身無水硬性，但作為水泥輔助膠凝材料，其活性組分可與水泥水化產物Ca（OH）2發生二次水化反應，生成大量C-S-H凝膠，從而提高水泥的機械強度。
僅在四川省，2021年就有16家企業在水泥生產過程中使用了鋰渣，利用產線占全省水泥全能線的比例為18%，摻加比例最高超過5%。近幾年，使用鋰渣的企業數量和消納量更是不斷擴大，有效緩解了鋰鹽生產企業的壓力。
此外，利用鋰渣生產多孔陶瓷、泡沫玻璃以及催化劑等高附加值產品，也是鋰渣資源高值化利用的主要途徑。
小結
針對鋰渣規模化、高值化、多樣化利用，一些企業已經開始行動，并形成了一套全要素資源化的消納思路。對尾礦中的有價元素進行深度提純后，將殘留的金屬、稀有元素和伴生元素進行二次再選提取，然后對剩余的非金屬礦物往建材資源化等方向應用，最大限度地將鋰渣中的全部元素當作原料應用到建材、水泥、商混等領域。
參考來源：
環保風波過后，宜春鋰渣難題待解.時代財經
四川4個技術路線推動鋰渣綜合利用，今年底前實現鋰渣全部消納.四川日報
公路“吃”鋰渣緩解新能源發展之憂.山東物流與交通運輸
翟夢怡.鋰渣粉作為輔助膠凝材料在水泥基材料中的研究進展
鋰渣解決方案——合成砂.廣東清大同科環保技術有限公司
劉長有.鋰渣理化特性及其資源化利用研究進展
（中國粉體網編輯整理/蘇簡）
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