科技日報記者 陸成寬
12月18日,中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì )組織召開(kāi)科技成果評價(jià)會(huì ),由中國科學(xué)院過(guò)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(guò)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(zhuān)家組建議,進(jìn)一步加強工業(yè)示范,積極推廣應用。
沒(méi)有一個(gè)鹽湖提鋰技術(shù)能夠“包打天下”
隨著(zhù)新能源汽車(chē)、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(yù)為“21世紀的能源金屬”“白色石油”。
在高新產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下,鋰的消費飛速增長(cháng),我國鋰消費增長(cháng)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(wàn)噸迅速增長(cháng)到目前的20多萬(wàn)噸,消費量占全球的60%,年均增長(cháng)超過(guò)20%,預計2025年的需求量將超過(guò)100萬(wàn)噸。
“保證鋰資源的供給對我國新能源戰略的發(fā)展,實(shí)現碳中和碳達峰的目標具有重大意義?!敝锌圃哼^(guò)程工程研究所朱兆武研究員強調。
鋰生產(chǎn)主要來(lái)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(guò)500萬(wàn)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,現有鹽湖提鋰技術(shù)成本高,我國鋰鹽生產(chǎn)長(cháng)期依賴(lài)于進(jìn)口鋰礦石?!敝锌圃哼^(guò)程工程研究所朱兆武研究員坦言。
更重要的是,由于各個(gè)鹽湖成分和組成都不盡相同,目前沒(méi)有一個(gè)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(kāi)發(fā)。朱兆武說(shuō),每個(gè)地區的鹽湖都需要尋找和開(kāi)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(kāi)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%?!敝煺孜湔f(shuō),同時(shí)傳統溶劑萃取技術(shù)采用高濃度鹽酸反萃,造成萃取劑降解損失、萃取過(guò)程乳化、設備腐蝕等問(wèn)題,限制了這一技術(shù)路線(xiàn)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(wèn)題,推動(dòng)鹽湖鋰資源開(kāi)發(fā)利用,基于二十多年的溶劑萃取研究基礎,齊濤、朱兆武研發(fā)團隊成功開(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)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)具有萃取體系穩定、有機相無(wú)需再生直接循環(huán)利用、無(wú)酸堿消耗、流程短、產(chǎn)能大、工作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn),大幅降低了生產(chǎn)成本?!敝煺孜湔f(shuō)道。
他進(jìn)一步解釋道,與傳統高酸反萃工藝相比,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(xiàn)的碳酸鋰實(shí)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(guò)萬(wàn)元,節約和新增年利潤可達數億元,預計萬(wàn)噸級生產(chǎn)線(xiàn)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(kāi)展了年產(chǎn)50噸氯化鋰中試試驗,截至目前,中試線(xiàn)連續穩定運行,運行時(shí)間超過(guò)7個(gè)月,超過(guò)預期的技術(shù)指標;2021年9月,成功啟動(dòng)千噸生產(chǎn)線(xiàn),生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)際產(chǎn)量超過(guò)1800噸/年,超過(guò)設計值1000噸/年的80%以上,已平穩運行3個(gè)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(xiàn)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(guò)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發(fā)展具有重大意義?!敝煺孜湔f(shuō),新技術(shù)適應性廣,將有效緩解我國戰略金屬鋰資源的供需矛盾問(wèn)題,為我國新能源汽車(chē)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(shí)的原料供應保障。
朱兆武表示,未來(lái)合作企業(yè)將繼續進(jìn)行萬(wàn)噸級生產(chǎn)線(xiàn)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?;瘧猛苿?dòng)了我國鹽湖鋰資源開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)進(jìn)步,提升了相關(guān)企業(yè)的市場(chǎng)競爭能力。項目成果的進(jìn)一步推廣應用將對青海地區建設世界級鹽湖產(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。
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