太陽能光熱助力我國零水耗鹽湖提鋰技術(shù)取得新突破
發(fā)布時間：2022-02-25 來源：中國無機鹽工業(yè)協(xié)會 分享到：
近日，從江蘇久吾高科技股份有限公司傳來喜訊，經(jīng)過久吾高科、山東電力建設(shè)第三工程有限公司、中藍長化工程科技有限公司（原化工部長沙設(shè)計研究院）等三方聯(lián)合攻關(guān)，結(jié)合光熱儲能、光伏發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、微電網(wǎng)調(diào)控、鹽田規(guī)劃、尾庫設(shè)計、吸附提鋰、膜分離集成、多效蒸發(fā)、能效智能調(diào)峰等技術(shù)，研發(fā)成功了零水耗鹽湖提鋰技術(shù)解決方案。
據(jù)久吾高科副總經(jīng)理王肖虎介紹，中國企業(yè)目前在南美鋰三角做鹽湖提鋰遇到的最大問題就是缺淡水，導(dǎo)致無法利用先進的吸附技術(shù)快速開發(fā)。現(xiàn)有技術(shù)吸附耦合膜法提鋰工藝的淡水消耗主要來自于吸附劑淋洗廢水排放和膜系統(tǒng)濃水外排，這些外排的高鹽廢水已超出傳統(tǒng)中水回用工藝能夠處理的范圍，要進一步實現(xiàn)水耗減量甚至零水耗，則只能采用蒸發(fā)制淡水的技術(shù)，將這些高鹽廢水吃干榨盡，將鹽水變?yōu)榈赜弥料到y(tǒng)中去。
王肖虎認為，要在這樣的地區(qū)基于吸附耦合膜法工藝實現(xiàn)零水耗鹽湖提鋰，其核心需要解決三個方面的問題，一是采用高吸附容量的鋰吸附劑，從根本上降低淡水用量;二是采用新能源解決方案，直接在鹽湖地區(qū)自主發(fā)電和生產(chǎn)蒸汽，為提鋰生產(chǎn)裝置及蒸發(fā)裝置提供電力或蒸汽；三是通過智能控制方案對生產(chǎn)系統(tǒng)進行能效調(diào)峰，高效配合新能源方案的能源輸出波動。
據(jù)山東電建三公司光熱研究中心技術(shù)總監(jiān)王仁寶介紹，電能或熱能在高原地區(qū)通常可以用以下幾種方式獲得：光熱、光伏、風(fēng)電、地?zé)?、生物質(zhì)等能源形式。其中絕大部分鹽湖所在地區(qū)具備豐富的太陽能資源，適合采用光伏發(fā)電與光熱發(fā)電（供汽）等清潔能源耦合互補的能源供應(yīng)形式，光伏可實現(xiàn)經(jīng)濟、可靠的日間能源供給，光熱則是集發(fā)電、供汽和儲能為一體的高電能質(zhì)量、高環(huán)保性能源，結(jié)合微網(wǎng)綜合能源智能調(diào)控技術(shù)，與鹽湖提鋰實現(xiàn)一體化運行模式，可為鹽湖提鋰提供24小時連續(xù)、穩(wěn)定和可靠的能源供應(yīng)。 智能控制方面還需要對設(shè)備能耗、工藝控制、能效調(diào)節(jié)等有著深刻的理解，久吾高科自主開發(fā)了吸附耦合膜法鹽湖提鋰工藝包技術(shù)，且對于大型膜工程有著近二十年的設(shè)計建設(shè)經(jīng)驗，針對生產(chǎn)系統(tǒng)能效調(diào)峰的技術(shù)要求，能夠從工藝設(shè)計、裝備設(shè)計、工藝控制、負荷調(diào)節(jié)等多方面實現(xiàn)生產(chǎn)裝置的智能控制方案。 據(jù)王肖虎介紹，結(jié)合各自在其專業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢，久吾高科、山東電建三公司和中藍長化聯(lián)合開發(fā)出了一套零水耗鹽湖提鋰整體技術(shù)解決方案，其優(yōu)勢在于采用了久吾自主研發(fā)的最新一代吸附劑技術(shù)，大幅度減少了吸附過程淡水的消耗量，從而減少了系統(tǒng)內(nèi)廢水的產(chǎn)生；通過多效蒸發(fā)制淡水技術(shù)，將系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的過程廢水實現(xiàn)全回用，實現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部水平衡；通過結(jié)合先進的智慧能源技術(shù)、智能控制技術(shù)、吸附耦合膜法提鋰技術(shù)和廢水零排放技術(shù)，使得整套系統(tǒng)可以在不依賴外部電網(wǎng)接入和外部淡水消耗的情況下，實現(xiàn)鹽湖提鋰的工業(yè)化開發(fā)。
蒸發(fā)制鹽同時制取淡水的技術(shù)相對成熟，但無論是多效蒸發(fā)或是MVR蒸發(fā)都依賴于能源的大量供給。鹽湖大多數(shù)處于人跡罕至的偏遠高原，淡水、蒸汽、電力等公用工程配套難度大。
經(jīng)測算，針對南美典型氯化物型鹵水的鹽湖提鋰項目，該方案的噸碳酸鋰生產(chǎn)成本低于3萬元人民幣。另據(jù)中藍長化鹽化工領(lǐng)域?qū)＜医榻B，該技術(shù)方案不僅解決了提鋰工藝水資源短缺的問題，針對鉀含量高的鹽湖，還可以副產(chǎn)氯化鉀，做到鹽湖資源的綜合利用。中藍長化專注鹽湖資源開發(fā)四十余年，是最具經(jīng)驗的鹽湖設(shè)計院及工程公司，鹽湖資源開發(fā)、鉀資源開發(fā)、鋰資源開發(fā)技術(shù)世界領(lǐng)先。
王肖虎表示，該技術(shù)解決方案的研發(fā)成功，使得吸附耦合膜法用于淡水資源匱乏的鹽湖鋰資源開發(fā)成為了可能；即便是有豐富淡水資源的鹽湖地區(qū)，零水耗鹽湖提鋰解決方案也因為其無淡水消耗、高效節(jié)能、綠色環(huán)保、可放量擴產(chǎn)等優(yōu)點，成為最有吸引力的技術(shù)方案之一。 當(dāng)下全球正處在由化石燃料向清潔能源轉(zhuǎn)型的變革之中，能源消耗電氣化、電力生產(chǎn)清潔化成為新時代元素。與此同時，鋰被譽為未來的“白色石油”。 鑒于鹽湖鹵水類型的鋰資源在全球探明鋰資源構(gòu)成中的占比近六成，鹽湖提鋰有望成為鋰資源供應(yīng)體系的基石。吸附+膜法鹽湖提鋰工藝由于鋰收率高、適合原鹵提鋰、可以快速建設(shè)達產(chǎn)，成為鹽湖提鋰的主流工藝，但該工藝淡水消耗量較大，以10000t/a的碳酸鋰原鹵提鋰為例，其一年的淡水消耗量約為150萬噸，相當(dāng)于杭州西湖水量的十分之一。而鹽湖資源本身所在的高原地區(qū)往往都缺淡水，而從他處調(diào)運淡水資源，通常成本過高，淡水短缺成為大規(guī)模鹽湖鋰資源開發(fā)的瓶頸。 久吾高科多年來潛心研發(fā)鹽湖提鋰技術(shù)，成功開發(fā)了吸附+膜法鹽湖提取碳酸鋰、氯化鋰和氫氧化鋰工藝，并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋁系和鈦系吸附劑。 山東電建三公司在光熱發(fā)電、海水淡化、新能源等領(lǐng)域多年深耕研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能光熱鏡場技術(shù)和成套設(shè)備，是國內(nèi)從事光熱發(fā)電項目最多、全球少數(shù)幾家掌握光熱鏡場核心技術(shù)的專業(yè)化電力工程公司之一。 中藍長化是集科研、勘察、設(shè)計、咨詢、監(jiān)理、總承包為一體的工程技術(shù)服務(wù)型企業(yè)，鹽湖及固體礦物的鋰鹽加工技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先，先后完成了國內(nèi)多個鹽湖提鋰項目的咨詢、工程設(shè)計、工程總承包，如青海鹽湖藍科鋰業(yè)1萬t/a碳酸鋰總承包項目、青海鹽湖藍科鋰業(yè)2萬t/a電池級碳酸鋰總承包項目、中信國安西臺1萬t/a碳酸鋰項目、宜春銀鋰2.5萬t/a鋰鹽工程管理總承包項目、雅化鋰業(yè)年產(chǎn)2萬噸電池級碳酸鋰（氫氧化鋰）工程、雅化鋰業(yè)新增年產(chǎn)5萬噸電池級氫氧化鋰及1.1萬噸氯化鋰及其制品項目、億緯鋰能青海金海鋰業(yè)1萬t/a電池級碳酸鋰項目等。
