“鹽湖提鋰”論文作者回應(yīng)每經(jīng)：新工藝可使碳酸鋰產(chǎn)量提升一倍

每經(jīng)記者 蔡鼎    每經(jīng)編輯 肖勇 蘭素英    

圖片來(lái)源：每日經(jīng)濟(jì)新聞 資料圖

10月22日，一項(xiàng)關(guān)于鹽湖提鋰技術(shù)的突破性成果發(fā)表在《自然》雜志子刊Nature Sustainability上，引發(fā)廣泛關(guān)注。

澳大利亞蒙納士大學(xué)、蘇州工業(yè)園區(qū)蒙納士科學(xué)技術(shù)研究院李之考博士，聯(lián)合澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士張西旺教授，成功開發(fā)出一種采用乙二胺四乙酸（EDTA）輔助的疏松納濾膜工藝（EALNF）。相比傳統(tǒng)的蒸發(fā)—沉淀工藝，該工藝省去了耗時(shí)的鹽田晾曬步驟，將生產(chǎn)周期從1年~2年大幅縮短至1個(gè)月~2個(gè)月。

受此消息提振，10月23日，A股鹽湖提鋰概念異動(dòng)拉升。截至收盤，沃頓科技漲停，久吾高科一度20cm漲停，鹽湖股份、藍(lán)曉科技等漲幅居前。

李之考博士23日在接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時(shí)指出，盡管論文報(bào)道的結(jié)果是利用小型設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下獲得的，但EALNF工藝過(guò)程中的核心操作單元已經(jīng)具有高技術(shù)準(zhǔn)備水平（TRL），在其他場(chǎng)景下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。

他補(bǔ)充稱，“我們目前正在為試點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試尋求資金，這是大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。根據(jù)這些測(cè)試的結(jié)果，可能需要1~3年的時(shí)間才能大規(guī)模實(shí)施EALNF應(yīng)用。”

鹽湖提鋰技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破：鋰離子生產(chǎn)周期將縮短至1~2個(gè)月 

隨著能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，鋰資源戰(zhàn)略地位凸顯。數(shù)據(jù)顯示，到2050年，全球鋰需求將增加18~20倍。高效可持續(xù)開發(fā)鋰資源由此成為戰(zhàn)略問(wèn)題。

鋰資源主要來(lái)源于硬巖礦和鹽湖鹵水，前者提取快、鋰濃度高，但化學(xué)品消耗大、環(huán)境影響大，而后者占全球鋰資源62.6%，資源豐富、成本低，但傳統(tǒng)提鋰工藝存在周期長(zhǎng)、鎂鋰比例高、固廢多、水資源壓力大等問(wèn)題，限制了其開發(fā)利用。

為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，直接鹽湖提鋰（DLE）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，吸附法、電化學(xué)法、膜分離法等新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)選擇性分離，具有良好前景。但實(shí)際應(yīng)用中仍面臨分離效率低、材料合成復(fù)雜、運(yùn)行不穩(wěn)定等挑戰(zhàn)，且難處理高鹽度和復(fù)雜成分的鹽湖鹵水。

為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，李之考博士研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了EALNF工藝，通過(guò)EDTA與鎂離子的選擇性螯合作用，顯著放大了鋰、鎂離子在電性和尺寸上的差異，實(shí)現(xiàn)了鋰資源的高效提取以及鎂資源的有效增值利用。

在處理高鹽度、多組分的鹵水時(shí)，該工藝實(shí)現(xiàn)了接近100%的鎂截留率，鋰離子通量達(dá)到4.34 mol·m-2·h-1，鋰鎂分離系數(shù)高達(dá)約679，相較于現(xiàn)有納濾技術(shù)提高了一個(gè)至兩個(gè)數(shù)量級(jí)。通過(guò)兩級(jí)過(guò)濾，鋰離子全流程回收率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的蒸發(fā)—沉淀法（30%~50%）。

相比傳統(tǒng)的蒸發(fā)—沉淀工藝，新工藝省去了耗時(shí)的鹽田晾曬步驟，將鋰離子的生產(chǎn)周期從1~2年大幅縮短至1~2個(gè)月，能更有效響應(yīng)快速變化的市場(chǎng)需求。

而且，EALNF工藝在經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境友好性方面也表現(xiàn)突出。例如，該工藝可在不稀釋或僅少量稀釋鹵水的條件下運(yùn)行，顯著減少了淡水消耗，且每生產(chǎn)一噸碳酸鋰能夠產(chǎn)生251.9立方米的淡水，這對(duì)水資源緊缺的鹽湖地區(qū)尤為重要。

蒸發(fā)—沉淀法與EALNF工藝的鋰提取對(duì)比圖 圖片來(lái)源：Nature Sustainability

不僅如此，EALNF工藝還能有效轉(zhuǎn)化鹽湖鎂資源。為提高工藝的經(jīng)濟(jì)性并最大限度地減少環(huán)境影響，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了接近100%的EDTA回收。同時(shí)生成的納米級(jí)氫氧化鎂呈現(xiàn)出多種有序的納米結(jié)構(gòu)，包括納米花形狀（尺寸約為250 nm）、六邊形納米片（尺寸約為200 nm）以及規(guī)整的納米小球（尺寸約為100 nm），其在阻燃劑或催化劑領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用潛力。

論文作者回應(yīng)每經(jīng)：較傳統(tǒng)工藝，EALNF能將碳酸鋰產(chǎn)量提升一倍 

北京時(shí)間10月23日，該論文的共同作者之一、蘇州工業(yè)園區(qū)蒙納士科學(xué)技術(shù)研究院李之考博士在接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時(shí)指出，盡管Nature Sustainability報(bào)道的結(jié)果是利用小型設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下獲得的，但EALNF工藝過(guò)程中的核心操作單元已經(jīng)具有高技術(shù)準(zhǔn)備水平（TRL），在其他場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。

他補(bǔ)充稱，“我們目前正在為試點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試尋求資金，這是大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。根據(jù)這些測(cè)試的結(jié)果，可能需要1~3年的時(shí)間才能大規(guī)模實(shí)施EALNF應(yīng)用。”

李之考博士 圖片來(lái)源：莫納什大學(xué)官網(wǎng)

李之考博士給記者詳細(xì)介紹了EALNF工藝大規(guī)模商業(yè)化可能帶來(lái)的商業(yè)價(jià)值。

李之考博士認(rèn)為，該工藝可以顯著提高鹽湖鹽水的鋰回收率，從目前的30%~50%提高到80%~90%。也就是說(shuō)，與傳統(tǒng)方法相比，新方法可以將相同數(shù)量鹽水的碳酸鋰產(chǎn)量有效提高一倍。

“其次，EALNF工藝還可將傳統(tǒng)鋰提取過(guò)程中被視作廢物的鎂鹽轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的納米結(jié)構(gòu)氫氧化鎂，這種‘副產(chǎn)品’可進(jìn)一步提高整個(gè)提取工藝的經(jīng)濟(jì)效益。此外，新工藝的提鋰過(guò)程減少了淡水消耗，因?yàn)榇蠖鄶?shù)鹽湖都在氣候干旱的地區(qū)，這使得EALNF工藝更具可持續(xù)性和成本效益。”李之考博士對(duì)記者指出。

鹽湖鹵水資源的綜合利用及經(jīng)濟(jì)性分析 圖片來(lái)源：論文截圖

他總結(jié)道：“最后，憑借更短的處理時(shí)間、更少的環(huán)境影響和更有效的資源利用，EALNF工藝可以更好地應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的全球鋰需求，為儲(chǔ)能技術(shù)中對(duì)鋰日益增長(zhǎng)的需求提供可擴(kuò)展的解決方案。” 

當(dāng)被問(wèn)及“EALNF工藝一旦實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，是否會(huì)造成全球的鋰供應(yīng)過(guò)剩”時(shí)，李之考博士對(duì)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者指出，“作為科學(xué)家，我們可能無(wú)法獲得有關(guān)鋰供需的最新市場(chǎng)數(shù)據(jù)。然而，從科學(xué)的角度來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有‘創(chuàng)造’新的鋰。它只是提高了提取過(guò)程的效率和可持續(xù)性。我們的主要目標(biāo)是在支持綠色能源轉(zhuǎn)型的同時(shí)，最大限度地減少鹽湖地區(qū)鋰開采的環(huán)境足跡。最終，供需平衡將由全球市場(chǎng)動(dòng)態(tài)決定，但我們的技術(shù)可以為更負(fù)責(zé)任和可持續(xù)的鋰生產(chǎn)方式作出貢獻(xiàn)。”

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封面圖片來(lái)源：每日經(jīng)濟(jì)新聞 資料圖