2025年氢氧化锂行业趋势分析：优化工艺进一步提升氢氧化锂纯度

2025-10-30 14:28:38上传人：宇博产业研究院
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报告网讯，锂被称为 “白色黄金”，2019 年全球市场价值达 2130 亿美元，预计 2025 年将增长 20%~25%，到 2050 年需求量将升至 41.5 万 t。氢氧化锂作为关键碱性锂产品，是三元高镍正极材料的唯一锂源，在储能电池等领域需求旺盛。当前主流的硫酸锂苛化法生产氢氧化锂存在能耗高、锂回收率低的问题，芒硝沉淀会携带大量锂元素造成浪费，因此高效分离锂离子与杂质离子成为氢氧化锂行业制备的核心突破点，离子交换法因其诸多优势成为研究热点。以下是2025年氢氧化锂行业趋势分析。

一、氢氧化锂制备中离子交换实验的材料与装置配置

《2025-2030年中国氢氧化锂市场专题研究及市场前景预测评估报告》指出，离子交换实验以氢氧化锂生产中的净化液为核心原料，选用 LSC-860 离子交换树脂作为吸附载体，配套材料包括 95%~98% 优级纯浓硫酸、优级纯氢氧化钠以及电阻率≥18.25 MΩ・cm 的超纯水。实验仪器涵盖电感耦合等离子光谱仪(用于元素含量分析)、火焰光度计(用于 Li₂O 质量浓度测定)，以及自行组装的离子交换装置。该装置由进液系统、蠕动泵、吸附柱、滤膜装置等构成，其中吸附柱内径 30 mm，高径比 1∶1.4，树脂床层体积为 30 mL，滤膜装置内装有孔径 5 μm 的滤膜以阻挡树脂。

二、氢氧化锂净化液离子交换的实验方法设计

实验采用动态吸附模式，通过蠕动泵将净化液以 120 mL/min 的流量输送至填充树脂的吸附柱，进水温度控制在 25 ℃。过程中定时分段收集样品，依据树脂负载量计算公式(Q=(C₀-Cᵦ)×V/Vᵣ，其中 Q 为树脂负载量，C₀为原始质量浓度，Cᵦ为穿透质量浓度，V 为流出液体积，Vᵣ为树脂床层体积)确定饱和点与穿透点，绘制钙镁离子吸附穿透曲线。

离子交换结束后，用超纯水洗涤装置与树脂，随后以相同流量和温度，用 600 mL 3% 硫酸溶液洗脱 5 min，再用 5% 氢氧化钠溶液再生，再生终点为镁离子质量浓度≤1.7 mg/L。元素含量分析采用硝酸介质基体匹配法，配制 0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 μg/mL 的标准系列溶液，通过电感耦合等离子光谱仪测定，元素质量分数按 W₍ₓ₎=((ρ₁-ρ₀)×V₁)/(m₀×10⁶)×100 计算，Li₂O 质量浓度按 W (Li₂O)=C×β×10⁻³ 计算(C 为火焰光度计读数，β 为稀释倍数)。

三、氢氧化锂净化液离子交换的结果与机理分析

钙镁离子穿透曲线显示，初始阶段流出液中离子质量浓度缓慢上升且处于低水平。钙离子在 2 min 时率先达到穿透点，穿透体积 240 mL，对应质量浓度 2.00 mg/L;镁离子 6 min 达到穿透点，穿透体积 720 mL，质量浓度 1.34 mg/L。7 min 时钙离子耗竭，流出液体积 840 mL，质量浓度 35.60 mg/L;14 min 时镁离子耗竭，流出液体积 1680 mL，质量浓度 32.80 mg/L，之后离子浓度上升趋于平缓，树脂达到饱和。

实验数据表明，LSC-860 树脂对氢氧化锂净化液中离子的吸附具有选择性：钙离子原始质量浓度 40 mg/L，负载量 304.08 mg/L 树脂;镁离子原始质量浓度 34 mg/L，负载量 786.24 mg/L 树脂;锂离子(以 Li₂O 计)负载量仅 7.33 mg/L 树脂。吸附后液中 Li₂O 含量从 38.85 g/L 降至 37.85 g/L，钙离子从 40 mg/L 降至 2 mg/L，镁离子从 34.0 mg/L 降至 0.4 mg/L。这源于离子半径差异：锂离子半径小难被吸附，钙镁离子半径大易被吸附，且钙离子半径大于镁离子，故交换速率更快，而镁离子负载量更高可能与二者半径差距导致的吸附亲和力差异相关。