“鋰戰(zhàn)”不斷上演，鹽湖提鋰技藝革新，各顯神通
在各類動(dòng)力電池種類中，鋰是不可或缺的重要元素。新能源行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，固態(tài)電池未來(lái)的商業(yè)化，“碳達(dá)峰和碳中和”背景下儲(chǔ)能需求的爆發(fā)等，推動(dòng)鋰進(jìn)入新一輪需求超級(jí)周期。
近日與鋰相關(guān)的電池材料價(jià)格持續(xù)上揚(yáng)，再創(chuàng)新高。數(shù)據(jù)顯示，截至5月6日，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格已從去年價(jià)格“低谷”3.8萬(wàn)元/噸漲到現(xiàn)在的8.9萬(wàn)元/噸（均價(jià)），漲幅超1倍；氫氧化鋰則從6萬(wàn)元/噸漲到8.25萬(wàn)元/噸（均價(jià)）。
需求看好，價(jià)格暴漲，“搶鋰”大戰(zhàn)不斷上演。4月10日，寧德時(shí)代與洛陽(yáng)鉬業(yè)在新能源金屬資源領(lǐng)域達(dá)成全方位戰(zhàn)略合作。董事長(zhǎng)曾毓群當(dāng)時(shí)表示，鋰電行業(yè)已經(jīng)迎來(lái)了TWh時(shí)代，保證高質(zhì)量交付的關(guān)鍵條件是原材料的穩(wěn)定合規(guī)供應(yīng)。寧德時(shí)代在核心原材料方面已經(jīng)形成了“銅、鈷、鋰、鎳資源-碳酸鋰/氫氧化鋰-正極材料（含前驅(qū)體）-回收循環(huán)”的閉環(huán)式產(chǎn)業(yè)版圖，其中與鋰相關(guān)的原材料成為其重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一。
5月6日晚，贛鋒鋰業(yè)發(fā)布公告稱，以不高于1.9億英鎊（約合2.64億美元，17.06億人民幣）的價(jià)格對(duì)Bacanora公司所有已發(fā)行股份（上海贛鋒已持有股份除外）進(jìn)行要約收購(gòu)，主要資產(chǎn)為位于墨西哥的Sonora鋰黏土項(xiàng)目。
事實(shí)上，不論是動(dòng)力電池的上中下游企業(yè)，還是國(guó)內(nèi)國(guó)外企業(yè)，均在積極布局鋰資源。
鋰資源緊張，鹽湖提鋰技術(shù)顯神通。
從資源形態(tài)上看，全球鋰資源供給來(lái)源主要包含硬巖礦（包括偉晶巖型、白云母型、石英脈型和沉積泥型）、鹽湖鹵水、地下鹵水以及地?zé)猁u水等。
根據(jù)USGS，2020年全球鋰資源量/儲(chǔ)量分別為8600/2100萬(wàn)金屬噸。其中，鹵水鋰和硬巖鋰作為主要的鋰資源類型，分別占全球鋰資源的58%和36%；國(guó)內(nèi)約90%的鋰資源賦存于鹽湖鹵水，主要集中分布于青海西藏地區(qū)。
從全球范圍看，鹽湖提鋰技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用普及度弱于鋰輝石，這不僅是鋰資源稟賦差異性所決定的，更是由于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝存在固有的局限性。但隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，鋰鹽需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，為盡快擺脫對(duì)海外鋰輝石供給的高度依賴，豐富鋰鹽生產(chǎn)原料供給渠道迫在眉睫。鹽湖提鋰工藝革新，或迎來(lái)行業(yè)的黃金時(shí)代。
主流鹽湖提鋰工藝原理、優(yōu)劣勢(shì)
（1）鹽田濃縮沉淀法
鹽田濃縮沉淀法是目前應(yīng)用項(xiàng)目最多、應(yīng)用產(chǎn)能最高的主流鹽湖提鋰工藝，按工藝細(xì)節(jié)與應(yīng)用鹽湖情況的不同還可進(jìn)一步細(xì)分為碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法、水合硫酸鋰結(jié)晶沉淀法、硼鎂和硼鋰共沉淀法。
優(yōu)勢(shì)：簡(jiǎn)單成熟、生產(chǎn)成本低；兼顧鉀肥生產(chǎn)和伴生產(chǎn)品的回收利用。
劣勢(shì)：僅適合鋰含量高、鎂鋰比小于6的優(yōu)質(zhì)鹽湖；需建設(shè)大規(guī)模鹽田，建設(shè)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)；鋰回收率低。
（2）太陽(yáng)池技術(shù)
在鹽田濃縮沉淀工藝的基礎(chǔ)上對(duì)鹽田設(shè)施稍加改進(jìn)，即可形成利用太陽(yáng)能資源，采用鹽梯度保溫技術(shù)的太陽(yáng)池析鋰工藝，目前西藏礦業(yè)在其西藏扎布耶鹽湖項(xiàng)目中采用此工藝。
優(yōu)勢(shì)：工藝簡(jiǎn)單高效；周期較一般鹽田濃縮沉淀法較短，且無(wú)需大規(guī)模建設(shè)鹽田，具有成本優(yōu)勢(shì)。
劣勢(shì)：鋰資源回收率較低：鹽湖含碳酸根導(dǎo)致曬鹵過(guò)程中損耗較大；實(shí)際生產(chǎn)擴(kuò)建存在一定難度。
（3）膜法
該技術(shù)采用具有選擇透過(guò)性能的薄膜，在外力推動(dòng)下對(duì)雙組分或多組分溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、提純、濃縮的方法，統(tǒng)稱為膜分離法。膜分離技術(shù)在鹽湖提鋰中應(yīng)用主要是鎂鋰分離和鋰的濃縮。
目前國(guó)內(nèi)比較成熟的膜法提鋰工藝主要有電滲析法與納濾膜法，主要應(yīng)用在中國(guó)青海一里坪、東臺(tái)、西臺(tái)吉乃爾鹽湖等具有高鎂鋰比的鹽湖。
優(yōu)勢(shì)：適用高鎂鋰比鹽湖；操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短；鎂鋰分離效果好、鋰的回收率高；綠色環(huán)保無(wú)污染。
劣勢(shì)：對(duì)濾膜質(zhì)量要求高，濾膜研發(fā)和生產(chǎn)成本高；目前濾膜使用壽命短，工藝成熟度不夠，大多尚處于工業(yè)試驗(yàn)階段。
（4）吸附法
吸附法生產(chǎn)工藝，首先利用鋰離子選擇性吸附劑將鹵水中的鋰離子吸附提取，然后將鋰離子洗脫下來(lái)，達(dá)到鋰離子與其他離子分離的目的，經(jīng)深度除雜、蒸發(fā)濃縮后用于后續(xù)工序轉(zhuǎn)化利用。該方法最為關(guān)鍵的因素為選用鋰離子選擇性高、吸附容量大、材料穩(wěn)定性高等吸附性能優(yōu)良的吸附材料，主要有鋁系、鈦系、錳系等。目前真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的僅為鋁系吸附劑。
優(yōu)勢(shì)：適用高鎂鋰比、低鋰含量鹽湖；工藝簡(jiǎn)單、鋰回收率高。
劣勢(shì)：吸附劑容損嚴(yán)重，造粒后吸附容量顯著下降，難以制備出完善的尖晶石結(jié)構(gòu)；使用壽命短，尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模化。
（5）溶劑萃取法
溶劑萃取法的原理是相似相溶，指將與鹵水(水相)不互溶且密度不小于的有機(jī)溶劑(稱為萃取劑或有機(jī)相)混合接觸，在物理過(guò)程(溶解、分離)或化學(xué)反應(yīng)(絡(luò)合物、螯合物)作用下將鹵水中所需組分萃取轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，再通過(guò)反萃取將所需組分從有機(jī)溶劑中萃取水相的過(guò)程。
優(yōu)勢(shì)：適用高鎂鋰比鹽湖、鋰回收率高；易于工業(yè)化。
劣勢(shì)：高性能萃取劑研究投入大，目前進(jìn)展慢、生產(chǎn)成本高，工藝成熟度不夠；萃取工藝對(duì)設(shè)備防腐要求高，有機(jī)物較為危險(xiǎn)。
（6）其他鹽湖提鋰技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用
?電化學(xué)脫嵌法：中南鋰業(yè)
該工藝由中南鋰業(yè)研發(fā)并逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，工藝路線是“電化學(xué)脫嵌+蒸發(fā)濃縮”。目前該工藝被多家青海鹽湖企業(yè)與南美鹽湖企業(yè)所接納。
優(yōu)勢(shì)：對(duì)鹽田依賴性低，鹵水適應(yīng)性強(qiáng)，不會(huì)造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染。建設(shè)周期短，后期維護(hù)成本低。
劣勢(shì)：工藝對(duì)配套電力基礎(chǔ)設(shè)施要求較高，不適合西藏高海拔以及南美電力資源缺乏的鹽湖。
?改良后的吸附工藝：久吾高科
久吾高科研發(fā)的“高性能鋰吸附耦合膜分離工藝”配套連續(xù)移動(dòng)床鋰吸附裝置，可進(jìn)行原鹵提鋰，突破鉀鹽產(chǎn)能限制，提高鋰收率。該工藝吸附劑成本低，可在20℃下的常溫環(huán)境下使用，無(wú)需加熱鹵水，且吸附周期較長(zhǎng)，同時(shí)連續(xù)移動(dòng)床技術(shù)可以充分利用吸附劑，占地面積較小。
雙極膜電滲析法
針對(duì)我國(guó)鹽湖高鎂鋰比特點(diǎn)，可將雙極膜電滲析與其他鎂鋰分離方法相結(jié)合，制備較高純度的氫氧化鋰產(chǎn)品。該方法與傳統(tǒng)鹽湖氫氧化鋰制備技術(shù)相比，具有低能耗、綠色環(huán)保、產(chǎn)品品質(zhì)高等特點(diǎn)，在提升鹽湖鋰鹽產(chǎn)品品質(zhì)、豐富鋰產(chǎn)品種類方面具有一定優(yōu)勢(shì)。
TMS吸附劑連續(xù)吸附解吸提鋰新工藝
楊建元教授帶領(lǐng)的泰利信技術(shù)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重大原始創(chuàng)新技術(shù)成果——“TMS吸附劑連續(xù)吸附解吸提鋰新工藝”，不僅能夠可實(shí)現(xiàn)鹽湖提鋰生態(tài)綠色開發(fā)，而且可將鹽湖鋰資源利用率提高到85%以上，并大幅降低碳酸鋰、氫氧化鋰產(chǎn)品成本，具有吸附效率高、操作簡(jiǎn)單易控、設(shè)備投資小、資源利用率高、生產(chǎn)成本低等競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于我國(guó)不同地區(qū)鹽湖原鹵水進(jìn)行直接提鋰。
小結(jié)
我國(guó)鋰資源并不稀缺，但有效開發(fā)不足，原料對(duì)外依賴度高。目前工業(yè)化提鋰技術(shù)中并沒(méi)有一種技術(shù)能夠適應(yīng)所有的鹽湖鹵水類型，提鋰技術(shù)適用性單一，所以工業(yè)化提鋰發(fā)展可以將綜合法作為日后關(guān)注的研究熱點(diǎn)，將不同提鋰技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用，才能更高效地回收鹽湖中鋰資源。隨著鹽湖的提鋰工藝的不斷突破，未來(lái)產(chǎn)量高增可期。
來(lái)源：中國(guó)粉體網(wǎng)