碳酸鋰產(chǎn)量可提高1倍以上，噸成本下降超萬元
12月28日，從中國科學(xué)院過程工程所獲悉，由該所齊濤和朱兆武研究員團(tuán)隊(duì)開發(fā)成功的多組分協(xié)同溶劑萃取—水反萃清潔提鋰”新技術(shù)在北京通過了由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織的專家科技成果評價(jià)。
中國科學(xué)院費(fèi)維揚(yáng)院士領(lǐng)銜擔(dān)任專家組組長的評價(jià)委員會(huì)專家組針對多組分協(xié)同萃取機(jī)理、新技術(shù)工藝流程、生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行以及環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評價(jià)后，一致認(rèn)為，該項(xiàng)目工藝技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，并建議進(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)示范，積極推廣應(yīng)用。
據(jù)了解，我國鋰資源儲(chǔ)量豐富，約占世界總儲(chǔ)量7%，位居第四，其中70%以上的可開采鋰資源儲(chǔ)存于青海高鎂鹽湖和西藏低鎂鹽湖中。青海柴達(dá)木盆地高鎂鹽湖鋰資源占全國鋰資源50%以上，但由于鋰/鎂分離困難，目前資源利用率不足20%。傳統(tǒng)溶劑萃取技術(shù)采用6-8 摩爾每升的鹽酸進(jìn)行反萃，高酸破壞了萃取體系的穩(wěn)定性，帶來系列技術(shù)問題難以大規(guī)模應(yīng)用。
據(jù)朱兆武介紹，針對青海高鎂鋰比鹽湖鎂鋰分離的難題，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在深入的理論研究基礎(chǔ)上，首先開發(fā)出了多組分協(xié)同溶劑萃取體系，使工藝技術(shù)性能更穩(wěn)定，選擇性更高，鋰收率大于95%；其次是通過協(xié)同配位和氯離子濃度控制鋰的萃取和反萃，并將Fe3+固定在有機(jī)相從而實(shí)現(xiàn)水反萃過程中Li/Fe分離，避免了高酸反萃，乳化嚴(yán)重、萃取劑降解損失大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等缺陷；三是萃取有機(jī)相可直接循環(huán)利用無需再生，不消耗酸堿，同時(shí)大幅度減少淡水消耗和廢液排放；四是富鋰溶液酸度低，生產(chǎn)碳酸鋰產(chǎn)品步驟簡單，減少堿耗，顯著降低運(yùn)行成本。
2021年4月，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與青海柴達(dá)木興華鋰鹽有限公司、上海意定新材料科技有限公司合作，在青海柴達(dá)木盆地大柴旦鹽湖礦區(qū)，先后利用新型萃取體系在年產(chǎn)碳酸鋰50噸中試線和8000噸生產(chǎn)線上運(yùn)行。截至目前，生產(chǎn)體系運(yùn)行平穩(wěn)，鋰萃取收率大于95%，反萃率大于95%，反萃液中氯化鋰濃度一次濃縮20倍達(dá)到200g/L以上，鋰與鎂等雜質(zhì)分離效果優(yōu)異，其中鎂鋰分離系數(shù)大于10000。與傳統(tǒng)工藝（高酸反萃）相比，新技術(shù)的單條生產(chǎn)線碳酸鋰實(shí)際產(chǎn)量大幅度提高，每噸碳酸鋰的直接生產(chǎn)成本降低超萬元，節(jié)約和新增年利潤可達(dá)數(shù)億元。按照目前碳酸鋰價(jià)格計(jì)算，預(yù)計(jì)萬噸級(jí)噸生產(chǎn)線年凈利潤達(dá)10億元以上。
據(jù)介紹，該工藝技術(shù)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已經(jīng)獲得授權(quán)中國發(fā)明專利2項(xiàng)。與傳統(tǒng)萃取提鋰工藝相比，攜帶鐵的有機(jī)相中無余酸，不需要堿再生即可循環(huán)使用。
齊濤表示，作為國家戰(zhàn)略科技力量主力軍，中科院過程工程所將始終面向國家重大戰(zhàn)略需求，前瞻部署，心系“國家事”、肩扛“國家責(zé)”。多組分協(xié)同溶劑萃取—水反萃清潔提鋰技術(shù)成果將為建設(shè)世界級(jí)鹽湖產(chǎn)業(yè)基地和打造國家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地的國家戰(zhàn)略提供科技支撐。