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能夠“包打天下”

隨著新能源汽車、電子器件和儲能技術的迅速發(fā)展，鋰在新型能源材料領域的應用受到高度關注，被譽為“21世紀的能源金屬”“白色石油”。

在高新產業(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。

鋰生產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，由于鋰鎂性質相近、分離困難，現(xiàn)有鹽湖提鋰技術成本高，我國鋰鹽生產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)適合自身水質特性的提鋰技術，因此鹽湖鋰資源開發(fā)還受到技術壁壘的制約影響。

“高鎂鋰比鹽湖提鋰技術的成熟程度不及礦石提鋰，因而鋰生產量不足全國總產量的20%。”朱兆武說，同時傳統(tǒng)溶劑萃取技術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，限制了這一技術路線的廣泛應用。

新技術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，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。

“這一技術具有萃取體系穩(wěn)定、有機相無需再生直接循環(huán)利用、無酸堿消耗、流程短、產能大、工作環(huán)境好等優(yōu)點，大幅降低了生產成本。”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單條生產線的碳酸鋰實際產量提高了1倍以上，每噸碳酸鋰的直接生產成本降低超過萬元，節(jié)約和新增年利潤可達數(shù)億元，預計萬噸級生產線年凈利潤將達10億元以上。

2021年4月，該技術在青海柴達木興華鋰鹽有限公司開展了年產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，超過預期的技術指標；2021年9月，成功啟動千噸生產線，生產線實際產量超過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對原有的3條生產線完成了技術改造，全面采用這項新技術，年產量達到8000噸。

“新技術提鋰過程綠色、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業(yè)、電子設備及儲能行業(yè)等重要領域的發(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)進行萬噸級生產線技術改造，引領青海高鎂鹽湖鋰資源高效、清潔利用產業(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)利用的技術進步，提升了相關企業(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)建設世界級鹽湖產業(yè)基地和打造國家清潔能源產業(yè)高地發(fā)揮重要作用。

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