随着锂离子电池在新能源汽车、便携式电子设备、电动工具及电网储能中的用量持续增加,我国锂资源需求量快速增长。为打破我国锂产业原材料对外进口依赖,我国盐湖卤水镁锂比高、锂浓度低、锂资源提取技术难度大的资源特点和传统技术提取效率低、环境污染严重。
团队基于多年来在膜分离领域的技术积淀,从化学和物理特性对膜材料进行定向制备,重点研发面向盐湖卤水的高性能超滤、微滤、纳滤、正渗透等分离膜产品、工艺与设备,并开发了具有高度锂离子选择性的固相离子束缚技术,形成了以“高效吸附+多效膜分离”为核心的高效、绿色卤水提锂技术,攻克了从高镁锂比、低锂品味的盐湖卤水中提锂的世界级难题,大幅降低了卤水锂资源的开发成本与环境影响,同其他技术相比具有明显的先进性与适用性,为我国盐湖卤水锂资源开发提供了强有力的技术保障。
该技术具有:(1)技术先进:该技术能够从青海冷湖镁锂比高达1300:1,锂浓度仅70 mg/L的晒盐弃液中高效提取锂资源,经后续沉锂和提纯工艺后可在生产线上稳定产出电池级碳酸锂(Li2CO3>99.5%)。其中:①固相离子束缚技术系本团队自主研发,具有完全自主知识产权,其综合性能可达市售锂吸附剂综合性能的20倍;②自主研发的吸附-解吸系统,可最大程度发挥解吸剂的使用效率,缩短生产流程,减少用水量与能耗;③工艺操作灵活,可实现“航母式”盐湖提锂,采用搭载固相离子束缚技术的吸附车完成盐湖卤水锂资源的移动式提取,回到生产线可与后续膜分离工艺无缝对接;④多效膜分离工艺可在不稀释原水的工况下将锂离子浓缩至10~15g/l,出水钙、镁、硼离子浓度低于10ppm,产品纯度高;(2)成本低廉:原材料便宜易得,系统直接能够解吸出高浓度和较纯氯化锂溶液,通过简单除杂后形成碳酸锂产品,缩短了生产流程,减少了重复作业与运输费用,降低了投资与生产成本;(3)技术绿色环保无污染:生产工艺流程简单,生产过程中无废弃物产生;
“高效吸附+多效膜分离”提锂新技术的特点是无任何化学物质添加,仅选择性吸附、分离锂离子,有效降低镁锂比,将锂离子富集至较高浓度,大大降低了生产成本,成功将电池级碳酸锂的生产成本控制在2.5万元/吨内(目前市售价8万元/吨),未来在对技术不断改进下,提锂成本将进一步下降。实际生产运行数据表明,项目采取的技术路线,其关键运行指标技术性,经济性和绿色环保性均达到了世界先进水平。
“谁掌握了膜技术,谁就掌握了21世纪的未来”。膜分离技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一,膜技术的研究、生产、应用也是中国制造2025的重要内容之一。未来膜分离技术研究院将不断优化建院模式,壮大研发队伍,不断提高自主创新能力,紧跟中央新一轮开放发展的部署和国内大循环的步伐,构建形成研发-转化-资源-资本共融的规模化发展,把育人与产业有机结合,走出经济发展与人才培养的新路子。
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