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，從中國科學院過程工程所獲悉，由該所齊濤和朱兆武研究員團隊開發(fā)成功的多組分協(xié)同溶劑萃取—水反萃清潔提鋰”新技術在北京通過了由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的專家科技成果評價。
中國科學院費維揚院士領銜擔任專家組組長的評價委員會專家組針對多組分協(xié)同萃取機理、新技術工藝流程、生產(chǎn)線設備運行以及環(huán)境與經(jīng)濟效益進行評價后，一致認為，該項目工藝技術達到國際領先水平，并建議進一步加強工業(yè)示范，積極推廣應用。
據(jù)了解，我國鋰資源儲量豐富，約占世界總儲量7%，位居第四，其中70%以上的可開采鋰資源儲存于青海高鎂鹽湖和西藏低鎂鹽湖中。青海柴達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)溶劑萃取技術采用6-8 摩爾每升的鹽酸進行反萃，高酸破壞了萃取體系的穩(wěn)定性，帶來系列技術問題難以大規(guī)模應用。
據(jù)朱兆武介紹，針對青海高鎂鋰比鹽湖鎂鋰分離的難題，該項目團隊在深入的理論研究基礎上，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+固定在有機相從而實現(xiàn)水反萃過程中Li/Fe分離，避免了高酸反萃，乳化嚴重、萃取劑降解損失大、設備腐蝕嚴重等缺陷；三是萃取有機相可直接循環(huán)利用無需再生，不消耗酸堿，同時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，顯著降低運行成本。
2021年4月，該項目團隊與青海柴達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)線上運行。截至目前，生產(chǎn)體系運行平穩(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，新技術的單條生產(chǎn)線碳酸鋰實際產(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數(shù)億元。按照目前碳酸鋰價格計算，預計萬噸級噸生產(chǎn)線年凈利潤達10億元以上。
據(jù)介紹，該工藝技術具有完全自主知識產(chǎn)權，已經(jīng)獲得授權中國發(fā)明專利2項。與傳統(tǒng)萃取提鋰工藝相比，攜帶鐵的有機相中無余酸，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”。多組分協(xié)同溶劑萃取—水反萃清潔提鋰技術成果將為建設世界級鹽湖產(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。