新提取鋰的技術(shù)使產(chǎn)量翻倍，污染更小
新提取鋰的技術(shù)使產(chǎn)量翻倍，污染更小
安第斯山脈位于阿根廷、玻利維亞和智利的邊界，這里浩瀚的白色鹽沼綿延數(shù)千公里，下面的鹽水蘊(yùn)藏的鋰占全球總量的58%。
幾十年來(lái)，生產(chǎn)商提取鋰的方法不斷是將水抽取到地面并使其蒸發(fā)提純，直至可濾出鋰鹽。該過(guò)程需要12到18個(gè)月，會(huì)留下成堆的含有其他金屬的廢棄物，此外還會(huì)蒸發(fā)近200萬(wàn)升當(dāng)?shù)氐乃Y源，給本土社區(qū)帶來(lái)危害。
鋰鹽水池的蒸發(fā)工藝可能需要數(shù)月甚至數(shù)年時(shí)間，留下的廢棄鹽水必須得到處理或泵回地下。相比之下，直接鋰提取則完全不需要蒸發(fā)池。
CleanTech Lithium公司表示，隨著電動(dòng)汽車(chē)和能源存儲(chǔ)市場(chǎng)的加速開(kāi)展，到2040年，對(duì)鋰的需求將增長(zhǎng)20倍以上。為了與時(shí)俱進(jìn)，現(xiàn)在許多公司都在開(kāi)發(fā)用化學(xué)或物理方式從鹽水中濾出鋰，并將鹽水重新注入地下的工藝。這些直接鋰提取技術(shù)（DLE）不需要幾個(gè)月的時(shí)間，只需要幾天，就可以將現(xiàn)有鹽水作業(yè)的鋰產(chǎn)量翻倍。高盛集團(tuán)最近的一份報(bào)告表明，與從頁(yè)巖中提取油氣一樣，DLE是一種“改變鋰供應(yīng)游戲規(guī)則的潛在技術(shù)”，它能夠解鎖新的鋰資源。與水力壓裂頁(yè)巖的風(fēng)險(xiǎn)相比，DLE能夠帶來(lái)環(huán)境效益，減少土地和水的使用和浪費(fèi)。
DLE給予了一種鋰開(kāi)采和精煉的替代方法。要取得高純度鋰，傳統(tǒng)方法的生產(chǎn)周期需要幾個(gè)月，而DLE的生產(chǎn)周期只需要幾天。
“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 把鹽水抽上來(lái)，只取出鋰，然后再將鹽水注入地下。”Summit 納米科技公司（總部位于加拿大阿爾伯塔省卡爾加里）的首席技術(shù)官杰里米?帕特（Jeremy Patt）說(shuō)，“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的目標(biāo)是不添加任何化學(xué)物質(zhì)，也不改變鹽水的溫度或pH值，以最小的破壞取得更多的鋰?！?/p>
Summit是十幾家正在引領(lǐng)新DLE工藝的新公司之一，目標(biāo)是最早在2025年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。世界頂級(jí)鋰生產(chǎn)商雅寶和SQM Lithium計(jì)劃于2024年檢驗(yàn)自己的DLE技術(shù)。在中國(guó)，一些商業(yè)項(xiàng)目已經(jīng)使用了中國(guó)DLE創(chuàng)新企業(yè)藍(lán)曉科技的技術(shù)。
與此同時(shí)，汽車(chē)制造商也正在尋找穩(wěn)定的DLE供應(yīng)：通用汽車(chē)正在支持總部位于美國(guó)得克薩斯州奧斯汀的EnergyX和特斯拉的鋰供應(yīng)商Livent，Livent在阿根廷擁有DLE工廠；寶馬則從Livent購(gòu)買(mǎi)鋰，并投資了加州初創(chuàng)公司Lilac Solutions。2023年4月，智利表示，有意與智利合作的私營(yíng)公司的新增鋰項(xiàng)目必須加快DLE的商業(yè)化進(jìn)程。
如今，大多數(shù)DLE項(xiàng)目都依賴(lài)吸附技術(shù)。其理念是，采用以精心選擇的材料和物理結(jié)構(gòu)制成的微珠表面捕獲鋰分子。根據(jù)對(duì)行業(yè)專(zhuān)家的采訪，現(xiàn)在大多數(shù)公司都在使用60年前首次發(fā)明的鋁吸附劑的變體。
帕特解釋道，Summit納米科技的鋁基多孔顆粒，其表面設(shè)計(jì)能與鋰離子相互作用。這些孔隙的直徑與鋰離子的直徑相當(dāng)，有助于從鹽水中捕獲90%以上的鋰；而傳統(tǒng)的蒸發(fā)回收率在40%到65%之間。帕特說(shuō)，Summit將鹽水泵送到幾十英尺高、幾英尺寬的裝有吸附劑的管柱層中。當(dāng)吸附劑裝載了鋰以后，可用溫水沖掉該金屬，這使得吸附劑可重復(fù)使用，水可被回收。“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 專(zhuān)有的吸附劑和水回收工藝是公司的兩大技術(shù)支柱?！彼f(shuō)。
帕特說(shuō)，Summit創(chuàng)建5年來(lái)不斷鞏固技術(shù)，并在智利圣地亞哥的一個(gè)試點(diǎn)工廠采用了該技術(shù)，Summit用卡車(chē)將鹽水運(yùn)至該工廠。他補(bǔ)充道，現(xiàn)在該公司正在建設(shè)一個(gè)每天可處理25立方米鹽水的示范工廠，還在為其第一個(gè)商業(yè)工廠制定計(jì)劃。
Livent和Sunresin使用的是自己的鋁吸附劑。根據(jù)高盛的數(shù)據(jù)，自2017年以來(lái)，有3家中國(guó)鋰生產(chǎn)商不斷在使用Sunresin的技術(shù)，另外還有5個(gè)項(xiàng)目正在進(jìn)行中。
不過(guò)，Livent是第一個(gè)早在1998年就開(kāi)始DLE商業(yè)化部署的公司。該公司先在小水池中濃縮鹽水，然后應(yīng)用DLE技術(shù)，使用的土地和水比傳統(tǒng)蒸發(fā)池更少。高盛的數(shù)據(jù)表明，2019年，該公司將產(chǎn)能提高到每年2.7萬(wàn)噸，并計(jì)劃到2026年，每年再增加5萬(wàn)噸產(chǎn)能。
加州初創(chuàng)公司Lilac Solutions正在采用一種不同的DLE方法，即離子交換。該公司的首席執(zhí)行官大衛(wèi)?斯尼達(dá)克（David Snydacker）說(shuō)，該公司使用的微珠看起來(lái)很像吸附珠，但作用完全不同。微珠用于吸收鋰交換氫離子，然后該公司用稀酸來(lái)沖洗鋰。
離子交換是一種常見(jiàn)的方法，可用于家用軟水器等日常用途。斯尼達(dá)克說(shuō)，開(kāi)發(fā)一種用于鋰的離子交換材料是一個(gè)“圣杯”。20年來(lái)，大公司不斷在試驗(yàn)離子交換。只有陶瓷材料能夠高選擇性地吸附鋰，挑戰(zhàn)在于制造一種能夠耐受鹽水和酸環(huán)境的陶瓷。他說(shuō)，以前的陶瓷離子交換材料經(jīng)過(guò)10次循環(huán)就會(huì)退化，而Lilac的材料可以持續(xù)耐受2000多次循環(huán)。
斯尼達(dá)克表示，現(xiàn)在，澳大利亞鋰開(kāi)發(fā)商Lake Resources正在兩個(gè)偏遠(yuǎn)的項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)Lilac的技術(shù)，福特已與其中一個(gè)項(xiàng)目簽署了每年購(gòu)買(mǎi)2.5萬(wàn)噸鋰的協(xié)議。
據(jù)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，石油和天然氣行業(yè)的重量級(jí)企業(yè)也將業(yè)務(wù)拓展到了鋰行業(yè)。最近，埃克森美孚在美國(guó)阿肯色州購(gòu)買(mǎi)了含鋰的鹽水礦床，雪佛龍也在考慮生產(chǎn)鋰。
美國(guó)政府對(duì)利用多種國(guó)內(nèi)鋰資源的能力非常感興趣。清潔技術(shù)集團(tuán)（CTG）的分析師霍利?斯托爾（Holly Stower）說(shuō)：“隨著美國(guó)向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，能源部希望確保擁有穩(wěn)定安全的鋰供應(yīng)，抵御地緣政治風(fēng)險(xiǎn)，而DLE能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)?！?/p>
美國(guó)能源部正在投資數(shù)百萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)新的DLE技術(shù)，在加州索爾頓湖等美國(guó)地?zé)猁}水中提取鋰。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室估計(jì)每年能給予的鋰超過(guò)2.4萬(wàn)噸。美國(guó)能源部最大的一筆500萬(wàn)美元資金已經(jīng)投入EnergyX公司，該公司還取得了通用汽車(chē)5000萬(wàn)美元的資金支持。
現(xiàn)在尚不可知哪種DLE技術(shù)會(huì)取勝。斯托爾說(shuō)，到現(xiàn)在為止，“對(duì)于客戶想要什么，以及技術(shù)能夠給予什么，還沒(méi)有明確的優(yōu)勝者?！钡呤⒎治鰩熡旯?尼古拉奇（Hugo Nicolaci）說(shuō)，現(xiàn)在正在試驗(yàn)的所有DLE分離技術(shù)都已用于其他項(xiàng)目，這應(yīng)該會(huì)加速其商業(yè)化。“預(yù)計(jì)到這個(gè)十年末，會(huì)出現(xiàn)第一波真正的DLE項(xiàng)目。”他說(shuō)。
作者：Prachi Patel
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