12月18日，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織召開科技成果評價會，由中國科學院過程工程研究所齊濤和朱兆武團隊研發(fā)的多組分協(xié)同溶劑萃取—水反萃清潔提鋰技術(shù)成功通過評審，為高鎂鋰比鹽湖鋰資源的高效清潔利用提供了新途徑。專家組建議，進一步加強工業(yè)示范，積極推廣應用。
沒有一個鹽湖提鋰技術(shù)能夠“包打天下”
隨著新能源汽車、電子器件和儲能技術(shù)的迅速發(fā)展，鋰在新型能源材料領(lǐng)域的應用受到高度關(guān)注，被譽為“21世紀的能源金屬”“白色石油”。
在高新產(chǎn)業(yè)的推動下，鋰的消費飛速增長，我國鋰消費增長尤為突出。以碳酸鋰計算，我國的消費量由十年前的不足5萬噸迅速增長到目前的20多萬噸，消費量占全球的60%，年均增長超過20%，預計2025年的需求量將超過100萬噸。
“保證鋰資源的供給對我國新能源戰(zhàn)略的發(fā)展，實現(xiàn)碳中和碳達峰的目標具有重大意義。”中科院過程工程研究所朱兆武研究員強調(diào)。
鋰生產(chǎn)主要來源于鋰礦石和鹽湖鋰資源，我國探明的鋰儲量，以金屬鋰計算超過500萬噸，約占世界鋰總儲量的7%，其中約85%的鋰集中于鹽湖鹵水。
然而，“占我國鋰儲量50%以上的青海鹽湖鋰資源鎂鋰比高，由于鋰鎂性質(zhì)相近、分離困難，現(xiàn)有鹽湖提鋰技術(shù)成本高，我國鋰鹽生產(chǎn)長期依賴于進口鋰礦石。”中科院過程工程研究所朱兆武研究員坦言。
更重要的是，由于各個鹽湖成分和組成都不盡相同，目前沒有一個通用的鹽湖提鋰技術(shù)能夠“包打天下”應用于所有鹽湖鋰資源的開發(fā)。朱兆武說，每個地區(qū)的鹽湖都需要尋找和開發(fā)適合自身水質(zhì)特性的提鋰技術(shù)，因此鹽湖鋰資源開發(fā)還受到技術(shù)壁壘的制約影響。
“高鎂鋰比鹽湖提鋰技術(shù)的成熟程度不及礦石提鋰，因而鋰生產(chǎn)量不足全國總產(chǎn)量的20%。”朱兆武說，同時傳統(tǒng)溶劑萃取技術(shù)采用高濃度鹽酸反萃，造成萃取劑降解損失、萃取過程乳化、設備腐蝕等問題，限制了這一技術(shù)路線的廣泛應用。
新技術(shù)推廣將緩解我國鋰資源供需矛盾
為解決這些問題，推動鹽湖鋰資源開發(fā)利用，基于二十多年的溶劑萃取研究基礎(chǔ)，齊濤、朱兆武研發(fā)團隊成功開發(fā)出專門針對高鎂鹽湖的多組分協(xié)同溶劑萃取—水反萃清潔提鋰技術(shù)。
“這一技術(shù)具有萃取體系穩(wěn)定、有機相無需再生直接循環(huán)利用、無酸堿消耗、流程短、產(chǎn)能大、工作環(huán)境好等優(yōu)點，大幅降低了生產(chǎn)成本。”朱兆武說道。
他進一步解釋道，與傳統(tǒng)高酸反萃工藝相比，多組分協(xié)同溶劑萃取—水反萃清潔提鋰技術(shù)單條生產(chǎn)線的碳酸鋰實際產(chǎn)量提高了1倍以上，每噸碳酸鋰的直接生產(chǎn)成本降低超過萬元，節(jié)約和新增年利潤可達數(shù)億元，預計萬噸級生產(chǎn)線年凈利潤將達10億元以上。
2021年4月，該技術(shù)在青海柴達木興華鋰鹽有限公司開展了年產(chǎn)50噸氯化鋰中試試驗，截至目前，中試線連續(xù)穩(wěn)定運行，運行時間超過7個月，超過預期的技術(shù)指標；2021年9月，成功啟動千噸生產(chǎn)線，生產(chǎn)線實際產(chǎn)量超過1800噸/年，超過設計值1000噸/年的80%以上，已平穩(wěn)運行3個月，運行狀況良好；目前，青海柴達木興華鋰鹽有限公司已經(jīng)對原有的3條生產(chǎn)線完成了技術(shù)改造，全面采用這項新技術(shù)，年產(chǎn)量達到8000噸。
“新技術(shù)提鋰過程綠色、清潔、成本低，為高效利用我國鹽湖鋰資源、保障我國鋰資源可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。”朱兆武說，新技術(shù)適應性廣，將有效緩解我國戰(zhàn)略金屬鋰資源的供需矛盾問題，為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)、電子設備及儲能行業(yè)等重要領(lǐng)域的發(fā)展提供堅實的原料供應保障。
朱兆武表示，未來合作企業(yè)將繼續(xù)進行萬噸級生產(chǎn)線技術(shù)改造，引領(lǐng)青海高鎂鹽湖鋰資源高效、清潔利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。項目成果的規(guī)模化應用推動了我國鹽湖鋰資源開發(fā)利用的技術(shù)進步，提升了相關(guān)企業(yè)的市場競爭能力。項目成果的進一步推廣應用將對青海地區(qū)建設世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地和打造國家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地發(fā)揮重要作用。（陸成寬）
