12月18日，中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織召開科技成果評(píng)價(jià)會(huì)，由中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所齊濤和朱兆武團(tuán)隊(duì)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(píng)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(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)示范，積極推廣應(yīng)用。

沒有一個(gè)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(chǔ)能技術(shù)的迅速發(fā)展，鋰在新型能源材料領(lǐng)域的應(yīng)用受到高度關(guān)注，被譽(yù)為“21世紀(jì)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(fèi)飛速增長(zhǎng)，我國(guó)鋰消費(fèi)增長(zhǎng)尤為突出。以碳酸鋰計(jì)算，我國(guó)的消費(fèi)量由十年前的不足5萬噸迅速增長(zhǎng)到目前的20多萬噸，消費(fèi)量占全球的60%，年均增長(zhǎng)超過20%，預(yù)計(jì)2025年的需求量將超過100萬噸。

“保證鋰資源的供給對(duì)我國(guó)新能源戰(zhàn)略的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)碳中和碳達(dá)峰的目標(biāo)具有重大意義。”中科院過程工程研究所朱兆武研究員強(qiáng)調(diào)。

鋰生產(chǎn)主要來源于鋰礦石和鹽湖鋰資源，我國(guó)探明的鋰儲(chǔ)量，以金屬鋰計(jì)算超過500萬噸，約占世界鋰總儲(chǔ)量的7%，其中約85%的鋰集中于鹽湖鹵水。

然而，“占我國(guó)鋰儲(chǔ)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(guó)鋰鹽生產(chǎn)長(zhǎng)期依賴于進(jìn)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(gè)鹽湖成分和組成都不盡相同，目前沒有一個(gè)通用的鹽湖提鋰技術(shù)能夠“包打天下”應(yīng)用于所有鹽湖鋰資源的開發(fā)。朱兆武說，每個(gè)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(guó)總產(chǎn)量的20%。”朱兆武說，同時(shí)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(shè)備腐蝕等問題，限制了這一技術(shù)路線的廣泛應(yīng)用。

新技術(shù)推廣將緩解我國(guó)鋰資源供需矛盾

為解決這些問題，推動(dòng)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(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出專門針對(duì)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(jī)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(diǎn)，大幅降低了生產(chǎn)成本。”朱兆武說道。

他進(jìn)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(shí)際產(chǎn)量提高了1倍以上，每噸碳酸鋰的直接生產(chǎn)成本降低超過萬元，節(jié)約和新增年利潤(rùn)可達(dá)數(shù)億元，預(yù)計(jì)萬噸級(jí)生產(chǎn)線年凈利潤(rùn)將達(dá)10億元以上。

2021年4月，該技術(shù)在青海柴達(dá)木興華鋰鹽有限公司開展了年產(chǎn)50噸氯化鋰中試試驗(yàn)，截至目前，中試線連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間超過7個(gè)月，超過預(yù)期的技術(shù)指標(biāo);2021年9月，成功啟動(dòng)千噸生產(chǎn)線，生產(chǎn)線實(shí)際產(chǎn)量超過1800噸/年，超過設(shè)計(jì)值1000噸/年的80%以上，已平穩(wěn)運(yùn)行3個(gè)月，運(yùn)行狀況良好;目前，青海柴達(dá)木興華鋰鹽有限公司已經(jīng)對(duì)原有的3條生產(chǎn)線完成了技術(shù)改造，全面采用這項(xiàng)新技術(shù)，年產(chǎn)量達(dá)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(guó)鹽湖鋰資源、保障我國(guó)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(yīng)性廣，將有效緩解我國(guó)戰(zhàn)略金屬鋰資源的供需矛盾問題，為我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)、電子設(shè)備及儲(chǔ)能行業(yè)等重要領(lǐng)域的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的原料供應(yīng)保障。

朱兆武表示，未來合作企業(yè)將繼續(xù)進(jìn)行萬噸級(jí)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(xiàng)目成果的規(guī)模化應(yīng)用推動(dòng)了我國(guó)鹽湖鋰資源開發(fā)利用的技術(shù)進(jìn)步，提升了相關(guān)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。項(xiàng)目成果的進(jìn)一步推廣應(yīng)用將對(duì)青海地區(qū)建設(shè)世界級(jí)鹽湖產(chǎn)業(yè)基地和打造國(guó)家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地發(fā)揮重要作用。

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