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“激活”盐湖锂资源
《中国科学院简报》2018年第6期
2018-04-16 | 编辑:所办 | 【  】【打印】【关闭

    锂被誉为“21世纪的能源金属”,在电池、陶瓷、玻璃、冶金、核工业及光电等行业应用广泛。全球可供开采的锂资源储量约1300万吨,我国以逾350万吨的储量位居全球第二,但受技术、环境制约,年开采量仅占全球年开采总量的5%,锂产品市场一度被国外公司垄断。这不仅严重影响我国锂产业健康发展,也不利于国家战略安全。 

  一、丰而不优,锂业受阻 

  盐湖卤水中含有丰富的锂资源,且提锂成本较低,是目前全球锂资源开发的主体;但其同时富含镁资源,而镁锂两种元素离子半径接近,化学共性较多,不易分离。盐湖卤水镁锂比越高,提锂难度越大,当镁锂比大于20,传统生产技术难以实现提锂。 

  我国盐湖数量多、资源丰富,海拔高、降水量少的青藏高原更是全球富锂盐湖分布密集、锂储量高的两大区域之一。但该地盐湖卤水镁锂比普遍偏高,锂含量较高的东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖卤水镁锂比高达4090,柴达木盆地主要盐湖卤水镁锂比更高达几百甚至上千。 

  国外很多盐湖卤水镁锂比低,通过传统生产技术即可将镁锂轻松分离,而对于高镁锂比盐湖卤水提锂,国际上尚无成熟可行的生产技术和装备。因此,我国盐湖卤水虽然资源丰富,但相关锂产业长年处于“瘫痪”状态。 

  二、长年攻关,突破瓶颈 

  中科院青海盐湖所面向国家战略需求,结合青海省特色资源优势,长年开展盐湖卤水提锂研究工作,于上世纪90年代抽调科技骨干组成攻关专题组,在基础研究、技术创新和成果转化三个层面,开展低成本镁锂分离、提锂清洁工艺和资源综合利用等研发工作。 

  该团队系统研究了复杂盐溶液体系镁锂分离的基本物化机理,在上世纪末成功开发出低成本、绿色高效、可规模化生产的选择性离子迁移膜分离技术,适用于镁锂比小于100的盐湖,若与其他分离方法结合,还可用于镁锂比更高的盐湖。这一成果填补了全球高镁锂比盐湖卤水绿色、低成本工业化提锂的空白。 

  该团队还系统研究了卤水中钠盐、钾盐、硼酸盐的浓缩分离技术,开创性地研发了碳酸锂制取工程技术和盐湖资源综合利用技术集成,于2000年成功进行年产50吨的碳酸锂中试试验,所生产碳酸锂纯度高、质量好,成本低于国际市场最低水平。 

  十五期间,中科院青海盐湖所获批国家高技术产业化示范工程项目——年产3000吨碳酸锂、25000吨硫酸钾和2500吨硼酸的青海盐湖提锂及资源综合利用项目。“十一五”“十二五期间,该所也承担了国家或地方相关重大科研项目,并于2012年建成全球首座直接生产电池级碳酸锂(纯度>99.5%)的生产装置,碳酸锂年产能达一万吨。 

  三、推动转化,谱写新篇 

  在中科院青海盐湖所的积极推动下,2014年至2016年三年间,该技术所转化企业共生产碳酸锂1.56万吨,新增销售额11.7亿元,新增利润5.2亿元。20169月,该团队授权2家企业实施专利技术转化,合同许可费达4000万元。2017年,团队核心专利从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法获第十九届中国专利奖优秀奖。 

  中科院青海盐湖所将立足我国盐湖资源优势和世界技术前沿,针对制约国内外盐湖产业发展和盐类资源开发的关键技术,主攻盐湖资源形成、综合开发与持续利用的重大科技问题,推动锂产品系列化、多元化发展,为我国锂产业振兴和西部经济腾飞提供科学基础和技术支撑。 

 

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