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中國科學報:一裏坪鹽湖提锂記
2019-03-28 | 编辑: | 【  】【打印】【關閉

  作者:刘晓倩 沈春蕾   来源: 中國科學報    發布時間:2019-3-28

   

  王敏在野外考察

  ■本报记者 刘晓倩 沈春蕾 

  “就像生孩子一样。”日前,五矿盐湖有限公司(以下简称五矿盐湖)副总经理张大义在接受《中国科学报》采访时难掩兴奋之情,六年孕育,一里坪盐湖提锂的往事历历在目:从2011年在“鸟不拉屎”的一里坪盐湖扎帐篷采样,到2012年与中國科學院青海盐湖研究所合作;从实验室小试初成,到2017年中试取得成功,再到2018年万吨碳酸锂产品成功下线……

  看著白色粉末狀的碳酸锂緩緩從設備中流出,中科院青海鹽湖所鹽湖資源化學重點實驗室主任、研究員王敏露出欣慰的笑容,因爲她知道,由青海鹽湖所與五礦鹽湖共同研發的“梯度耦合膜分離技術”已在鹽湖锂資源開發領域獲得成功應用。

  尋找綠色分離技術 

  中國的锂儲量約占世界的三分之一,但直到20世紀末,中國的锂鹽消費市場都一直被國外壟斷。“因爲鹽湖裏鎂的含量高、锂的含量低,高鎂锂比的鎂锂分離是一個世界性技術難題,也成爲中國鹽湖锂資源開發的瓶頸。”王敏說。

  2011年,五礦鹽湖開始對一裏坪鹽湖采樣分析。張大義回憶,當時鹽湖提锂的工藝路線只有電滲析法、煅燒法、吸附法和萃取法。“但是,這些工藝路線都處在完善階段,碳酸锂産量低。”

  青海省有大大小小33個鹽湖,高鎂锂比是它們共同的特征,但每個鹽湖的鎂锂比又各不相同。“鹵水成分與一裏坪鹽湖相似的西台鹽湖使用煅燒法,但這種方法成本高,環境汙染大,經濟效益也不高。”張大義說,以往的技術路線不能照搬,在總結各種工藝路線的優缺點後,五礦鹽湖決定自主研發適合一裏坪鹽湖鎂锂分離的技術路線。

  “我們起步晚,不能再使用落後的技術路線。”張大義說,當時,公司有意向引進德國的化學法合成技術,但該技術工程化難度大,成本也比較高。經過討論,五礦鹽湖決定采取“兩條腿走路”的方法,同時委托多方開發锂資源提取的工藝技術路線。

  中科院青海鹽湖所就是被委托方之一。

  鹽湖提锂技術PK賽 

  早在2007年,中科院青海鹽湖所就進入了張大義的關注範疇。他告訴記者:“中科院青海鹽湖所是我國唯一專門從事鹽湖研究的科研機構,當時,最先進的電滲析法碳酸锂提取工藝就是他們研發出來的。”

  2007年,中科院青海鹽湖所團隊在東台吉乃爾鹽湖實現了鹽湖提锂及資源綜合利用項目建成投産,年産3000噸碳酸锂、25000噸硫酸鉀和2500噸硼酸,成爲當時最先進的碳酸锂提取工藝。王敏就是該研發團隊的主要成員之一。

  2013年,五礦鹽湖正式拿到一裏坪鹽湖的采礦權,與王敏團隊的合作也全面展開。王敏表示,接到任務後,針對一裏坪鹽湖鹵水的特點,團隊設計了一條綜合利用、綠色開發的工藝技術路線——“梯度耦合膜分離技術”。

  從2014年到2015年,國內其他研究院所也一直不斷提供一裏坪鹽湖提锂技術路線方法。直到2016年,中國五礦集團(五礦鹽湖上級單位)才最終確定了王敏團隊的技術路線並開始中試。

  “天上無飛鳥,地下不長草。一日有四季,風吹鹽沙跑。”這是人們對青海柴達木盆地地理氣候環境的生動概括。話雖如此,但未曾真正涉足柴達木的人,很難真正領略其苦澀神韻。

  柴達木盆地本屬無人區,方圓幾百公裏人迹罕至,直到鹽湖産業化基地的誕生和中國天然氣總公司氣田建設的開啓,沈睡數億年的柴達木腹地才算真正有了些“人氣”。

  王敏回憶,一裏坪鹽湖開發之初,氣候條件和工作環境極其惡劣,水、電、氣等基本生活所需無法得到保障。晝夜溫差大,冬季夜間氣溫低至零下28℃,夏季白天高達近40℃;不僅缺氧,更沒有通信,就連餐飲都很困難,生活用水、蔬菜、水果要從500公裏之外的格爾木去拉。

  爲了采集基礎技術數據,王敏團隊和五礦鹽湖的科研人員在一裏坪鹽湖一呆就是幾個月。“我們就是搞這個事業的人,在那裏呆兩個多月,沒啥感覺。要是第一次去的人,恐怕呆不住。”張大義說。

  2018年11月,正是鹽湖最寒冷的季節,王敏團隊在一裏坪鹽湖堅守60余天,直到萬噸級碳酸锂産品成功下線。

  合作成功的基礎 

  鹽田蒸發、提锂、提硼、提鎂……六年的孕育,一項項擁有自主知識産權的技術成果轉化,見證了中科院青海鹽湖所與五礦集團的成功合作。

  “企業對科研院所技術原創性的認可,是雙方合作的基礎。”王敏說。在實驗室裏,團隊設計了鎂锂分離等關鍵技術的工藝開發,突破了“梯度耦合膜分離技術”工程化應用的技術瓶頸。“中試和工業化過程中,難免會遇到各種各樣的小問題,項目六年來進展順利,與企業對技術的認可、科研院所與企業的充分溝通密不可分。”

  總結多次與企業的合作經曆,王敏認爲,合作第一階段應以科研院所爲主體,開展研發。第二階段應以企業爲主體,實施工程化。在第二階段,科研人員與企業相關技術人員應充分溝通交流。“針對出現的問題,與現場的生産班組積極配合,做工程化的技術改進,最終實現産業化並推廣應用。”

  目前,一噸碳酸锂市場價6.5萬~8.5萬元,這條萬噸級生産線將爲五礦集團帶來每年7億元左右的産值。

  王敏表示,一裏坪鹽湖晶間鹵水鉀、硼、锂、鎂資源提取路線,具有普遍適應性,綠色環保,可以爲柴達木地區富锂鹽湖鹵水資源的綜合開發利用提供産業化示範,也可以爲我國其它地區鹽湖锂資源開發和綜合利用提供技術支撐,對實現我國鹽湖锂資源高效、綠色開發和資源循環利用,推進青海省千億元锂電産業發展具有重要意義。

  五礦鹽湖總經理李增榮表示,未來,五礦鹽湖還將與中科院青海鹽湖所共同合作,積極探索碳酸锂産品的多元化開發及下遊産品的深加工,並對目前鎂锂分離工藝技術繼續優化和完善。

《中国科学报》 (2019-03-28 第6版 转移转化)
 
 
 
 

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