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盐湖提锂技术突破我国锂资源供给更有保障

2022-01-02 18:32

  12月18日,中国有色金属工业协会组织召开科技成果评价会,由中国科学院过程工程研究所齐涛和朱兆武团队研发的多组分协同溶剂萃取—水反萃清洁提锂技术成功通过评审,为高镁锂比盐湖锂资源的高效清洁利用提供了新途径。专家组建议,进一步加强工业示范,积极推广应用。

  随着新能源汽车、电子器件和储能技术的迅速发展,锂在新型能源材料领域的应用受到高度关注,被誉为“21世纪的能源金属”“白色石油”。

  在高新产业的推动下,锂的消费飞速增长,我国锂消费增长尤为突出。以碳酸锂计算,我国的消费量由十年前的不足5万吨迅速增长到目前的20多万吨,消费量占全球的60%,年均增长超过20%,预计2025年的需求量将超过100万吨。

  “保证锂资源的供给对我国新能源战略的发展,实现碳中和碳达峰的目标具有重大意义。”中科院过程工程研究所朱兆武研究员强调。

  锂生产主要来源于锂矿石和盐湖锂资源,我国探明的锂储量,以金属锂计算超过500万吨,约占世界锂总储量的7%,其中约85%的锂集中于盐湖卤水。

  然而,“占我国锂储量50%以上的青海盐湖锂资源镁锂比高,由于锂镁性质相近、分离困难,现有盐湖提锂技术成本高,我国锂盐生产长期依赖于进口锂矿石。”中科院过程工程研究所朱兆武研究员坦言。

  更重要的是,由于各个盐湖成分和组成都不尽相同,目前没有一个通用的盐湖提锂技术能够“包打天下”应用于所有盐湖锂资源的开发。朱兆武说,每个地区的盐湖都需要寻找和开发适合自身水质特性的提锂技术,因此盐湖锂资源开发还受到技术壁垒的制约影响。

  “高镁锂比盐湖提锂技术的成熟程度不及矿石提锂,因而锂生产量不足全国总产量的20%。”朱兆武说,同时传统溶剂萃取技术采用高浓度盐酸反萃,造成萃取剂降解损失、萃取过程乳化、设备腐蚀等问题,限制了这一技术路线的广泛应用。

  为解决这些问题,推动盐湖锂资源开发利用,基于二十多年的溶剂萃取研究基础,齐涛、朱兆武研发团队成功开发出专门针对高镁盐湖的多组分协同溶剂萃取—水反萃清洁提锂技术。

  “这一技术具有萃取体系稳定、有机相无需再生直接循环利用、无酸碱消耗、流程短、产能大、工作环境好等优点,大幅降低了生产成本。”朱兆武说道。

  他进一步解释道,与传统高酸反萃工艺相比,多组分协同溶剂萃取—水反萃清洁提锂技术单条生产线的碳酸锂实际产量提高了1倍以上,每吨碳酸锂的直接生产成本降低超过万元,节约和新增年利润可达数亿元,预计万吨级生产线月,该技术在青海柴达木兴华锂盐有限公司开展了年产50吨氯化锂中试试验,截至目前,中试线连续稳定运行,运行时间超过7个月,超过预期的技术指标;2021年9月,成功启动千吨生产线个月,运行状况良好;目前,青海柴达木兴华锂盐有限公司已经对原有的3条生产线完成了技术改造,全面采用这项新技术,年产量达到8000吨。

  “新技术提锂过程绿色、清洁、成本低,为高效利用我国盐湖锂资源、保障我国锂资源可持续发展具有重大意义。”朱兆武说,新技术适应性广,将有效缓解我国战略金属锂资源的供需矛盾问题,为我国新能源汽车产业、电子设备及储能行业等重要领域的发展提供坚实的原料供应保障。

  朱兆武表示,未来合作企业将继续进行万吨级生产线技术改造,引领青海高镁盐湖锂资源高效、清洁利用产业发展。项目成果的规模化应用推动了我国盐湖锂资源开发利用的技术进步,提升了相关企业的市场竞争能力。项目成果的进一步推广应用将对青海地区建设世界级盐湖产业基地和打造国家清洁能源产业高地发挥重要作用。

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