科技日報記者 陸成寬
12月18日，中國有色金屬工業協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的多組分協同溶劑萃取—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略的發展，實現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。朱兆武說，每個地區的鹽湖都需要尋找和開發適合自身水質特性的提鋰技術，因此鹽湖鋰資源開發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利用，基于二十多年的溶劑萃取研究基礎，齊濤、朱兆武研發團隊成功開發出專門針對高鎂鹽湖的多組分協同溶劑萃取-水反萃清潔提鋰技術。
“這一技術具有萃取體系穩定、有機相無需再生直接循環利用、無酸堿消耗、流程短、產能大、工作環境好等優點，大幅降低了生產成本。”朱兆武說道。
他進一步解釋道，與傳統高酸反萃工藝相比，多組分協同溶劑萃取-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，節約和新增年利潤可達數億元，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，中試線連續穩定運行，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發展具有重大意義。”朱兆武說，新技術適應性廣，將有效緩解我國戰略金屬鋰資源的供需矛盾問題，為我國新能源汽車產業、電子設備及儲能行業等重要領域的發展提供堅實的原料供應保障。
朱兆武表示，未來合作企業將繼續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、清潔利用產業發展。項目成果的規模化應用推動了我國鹽湖鋰資源開發利用的技術進步，提升了相關企業的市場競爭能力。項目成果的進一步推廣應用將對青海地區建設世界級鹽湖產業基地和打造國家清潔能源產業高地發揮重要作用。
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