"锂"想丰满之路——盐湖股份公司卤水提锂技术创新工作纪实
发布时间:2022-11-05 来源:中国无机盐工业协会     分享到:

察尔汗盐湖的氯化锂储量高达1200万吨。在国内锂电产业迅猛发展的大背景下,盐湖提锂产业近年来也备受关注,而承载这一产业的核心主体——盐湖在技术研发和创新上到底经历了哪些历程?

盐湖股份十几年的艰辛历程,就是盐湖人将盐湖卤水提锂技术向产业化、专业化、精细化、特色化和新颖化迭代创新的过程。步入收获期的盐湖股份,凭借一腔产业报国的热情,攻克了40余项关键技术,获得了授权专利30余项。盐湖股份从0至1万吨,连续走了11年;而从1万吨到3万吨,仅仅走了4年。也正是矢志在技术创新的路上攀登了15载,这才“化茧成蝶”,成为了全国卤水提锂行业的翘楚,成为了名列全国锂行业三甲的中坚企业,在实现自我发展的同时,守护着国家新能源、新材料行业的安全发展。

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提锂之艰


察尔汗得天独厚的锂资源,早在“七五”期间,就得到了国家部委和省委省政府的高度重视,从国家攻关项目《盐湖卤水综合利用提取氯化锂中试》,到青海省科技厅20N6年重点科技攻关项目《年产200吨碳酸锂工业试验》,再到2009年“十二五”国家科技支撑计划《万吨级吸附法生产碳酸锂产业化示范工程技术研究》,卤水提锂技术研发始终获得了国家和青海省的大力支持。

追溯盐湖提锂的成长历程,着实是一段有故事的技术逆袭之旅。从国家“七五”科技攻关项目“盐田法制取水氯镁石及硼锂富集研究”开始,盐湖股份公司就把盐湖提锂的基础研究提上了日程,并通过产学研平台,不断探索推进。2007年,盐湖卤水提锂从中试试验走向工业化,虽然经历了短暂技术困境,通过十余年坚持不懈,技术积淀创新,依然搭上方兴未艾的新能源和新材料开发大潮。

众所周知,察尔汗盐湖氯化锂储量虽高,但却属于高镁锂比(500:1)、低浓度盐湖卤水,而镁、锂的分离是世界级难题,是以察尔汗的锂资源被判定为没有工业化前景,甚至是无法实现工业化生产的“废弃”珍贵资源。这也是历时40余载始终未实质向前迈出工业化步伐的重要原因。围绕着青海盐湖资源开发的众多企业都守着一份价值不菲的锂资源,却苦于无法将资源转化为可资利用的产品,这也注定了卤水提锂技术是一个漫长累进的过程,而且每向前一步就必须做好失败的准备。

      面对这种情况,盐湖股份积极寻求适合超高镁锂比低锂盐湖卤水提锂技术,当时国际只有少数几家企业拥有,面对“资源垄断+技术壁垒”,2010年,盐湖股份引入吸附剂技术,实现卤水提锂技术的突破。此后6年,蓝科锂业通过对原设备和工艺的诸多改造,终于,十年磨一剑,实现了提锂从0到1的实质性突破,又借助于得天独厚的地理与气候优势,形成了显著的成本优势。


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提锂之新


“盐湖提锂每一段工艺技术的创新优化,我们都走了很长的路。”参与提锂技术创新的核心研发人员深有感触的说。

盐湖股份公司通过十年的持续技术创新,研发了具有自主知识产权的纳米层状吸附剂及吸附-膜分离耦合提锂成套技术,开发了适应于超高镁锂比氯化物型盐湖卤水提锂的成套吸附工艺和新型吸附塔,实现了从低锂、超高镁锂比察尔汗盐湖卤水体系锂与其他杂质离子的高效分离,提高了吸附效率,降低了生产成本。与国内外盐湖卤水提锂技术比较,该技术具有操作简单、成本低、产品纯度高、工艺稳定性强等特点,已获国家发明专利授权11件。

该技术解决了传统吸附剂合成方法的锂离子活性位分布不均匀、吸附性能不稳定等难题,降低了吸附剂生产成本;开发的吸附剂再生技术解决了吸附剂污染失活,保证了吸附剂长周期稳定运行;首次将吸附法与膜耦合处理工艺应用于盐湖提锂领域,开发出解析液镁锂分离的新技术,通过物理方法在不带入其他杂质离子的情况下实现了镁锂的高效分离,解决了化学法除杂引入新的杂质离子及锂损失高等关键技术难题;解决了传统镁锂分离高物耗、高能耗、“三废”排放多、产品质量不稳定等,大幅降低了生产成本,提高了产品纯度。

这项技术不仅实现了盐湖提钾后的资源二次利用,使从超高镁锂比的察尔汗盐湖卤水中提取锂资源成为现实,还为我国新能源产业的发展保驾护航,促进行业的可持续发展。2019年5月通过了石化联合会组织的科技成果评价,荣获了中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。以中国工程院院士金涌、中国无机盐工业协会会长王孝峰领衔的专家组一致认为,“该技术在超高镁锂比盐湖卤水提锂方面指标先进,创新性强,达到了国际领先水平。”

在此基础上,2017年盐湖股份公司建设了国内首条 吸附法提锂产业化生产线,填补国内高镁锂比提锂技术空白。曾多年从事卤水提锂研究的中华全国总工会副主席马培华听闻盐湖攻克卤水提锂技术难题并实现工业化生产,他难以置信亲赴蓝科锂业公司考察了生产线,最终为盐湖人竖起大拇指,“没想到你们真的成功了!”

其后,盐湖股份公司在卤水提锂技术上走的更远,打破目前主流的吸附法、萃取法及膜法之间的壁垒,蓝科锂业提锂装置以吸附法为主,将膜法“嫁接”到把500:1卤水提浓成为6:1高锂卤水环节,把萃取法“嫁接”到沉锂母液环节,两种技术的有机融入使得资源回收率得到大幅提升。此举也坚定了盐湖人提锂技术创新的方向,合理吸收各种提锂工艺的优势,再将之整合到盐湖提锂技术中,这种集成创新的思维已经成为了未来提锂技术创新的主流方向。

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提锂之想


除了资源与成本外,盐湖股份打造更强大的科技平台。2016年,通过战略合作协议引入清华大学的纳滤膜技术、高效光热技术并投入生产。2021年,与北京化工大学联合共建“盐湖镁锂资源综合利用联合研究中心”研发平台,开展“高性能层状锂吸附剂开发”项目。

与国内众多科研院所及单位合作,形成战略联盟,发挥科研院所及战略联盟单位的智力资源优势,推动公司科技研发事业。2021年4月19日,盐湖股份公司与中国科学院盐湖研究所、华东理工大学、中化地质矿山总局密切合作,签订合作协议,建设中试基地,并举行揭牌。中试基地建成后将从资源互补、产业融合、科技融通、人才互动等领域加强合作,促进盐湖产业科技引领发展。与国内科研机构联合申报2022年省级、内部科研项目,如“碳酸锂成品5G无人化导运研究及示范化应用”等25项,其中锂产业项目4项。

贯彻落实习近平总书记提出的“加快建设世界级盐湖产业基地”指示精神,与青海省科技厅共同凝练11项课题,以“揭榜挂帅”的项目组织方式面向全国公开征集揭榜单位及技术解决方案。截至目前收到141家单位意向报名,现阶段就研究基础、研究内容和相关技术指标进行钾、锂、镁及稀有元素分组讨论和初步审查。

深耕勤种,终获硕果。盐湖股份公司将继续从研发投入、人才引进、项目管理等多领域开展对外合作,激发创新活力,创新体制机制,打造技术过硬的创新团队,在深入研究基础上和中试试验的基础上,不断推进锂产业向锂产品多元化迈进。

来源:青海盐湖股份




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