我國電動汽車飛速發(fā)展,鋰資源需求量也急劇高漲,然而目前,我國超過50%的鋰輝石進口依賴澳大利亞,存在被卡脖子的可能性。
近日,一則消息引起記者注意。3月8日,青島水務(wù)集團海水淡化公司與禮思(上海)材料科技有限公司舉行全球首個海水淡化濃鹽水提鋰合作項目簽約儀式。
海洋是一個大寶庫,不僅有鈉元素,也有鋰、鎳、銅、鈷等元素。我國海岸線長達18400公里,如果能從海水中提取鋰元素,將有助于緩解鋰資源卡脖子難題。
為此,記者專訪了禮思(上海)材料科技有限公司董事長袁東。
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我國缺鋰 海水中有鋰
我國鋰資源儲量排名全球第六,從表面上看,我國儲量排名在前十名之內(nèi),但從絕對數(shù)量上看,僅占全球總量的6.69%。我國的鋰資源還存在品位不高,鎂鋰比太高,并且主要分布在青海、西藏等自然環(huán)境惡劣地區(qū),開采難度較大。
北京安泰科信息股份有限公司鎳鈷鋰項目部高級分析師余雅琨告訴記者,中國不是一個鋰資源豐富的國家。
海關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2022年,我國進口鋰輝石280.26萬噸,這不包括碳酸鋰等鋰鹽產(chǎn)品進口。我國鋰資源高度依賴進口。余雅琨告訴記者,2021年中國鋰原料的對外依存度約70%,這與我國石油對外依存度相近。上海石油天然氣交易中心的數(shù)據(jù)顯示,2021年,我國原油對外依存度為72.2%,天然氣對外依存度為46%。我國鋰資源也存在嚴(yán)重的卡脖子風(fēng)險。
然而,鋰資源既稀缺,也很廣泛,海洋中有大量的鋰元素?!禘nvironmental Science & Technology》雜志曾刊登論文《Mining Critical metals and Elements from Seawater: Opportunities and Challenges》,該論文認(rèn)為海水中含有2300億噸鋰元素,折合成碳酸鋰超過5400億噸。
資料來源:論文數(shù)據(jù)截圖
據(jù)悉,1GWh電池需要約700噸碳酸鋰。中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,2022年,我國動力電池累計產(chǎn)量 545.9GWh,需要碳酸鋰約38.213萬噸。海洋中的鋰資源滿足電動汽車需求綽綽有余。
但是,海洋中的鋰元素分布并不均勻。袁東告訴記者,不同區(qū)域或者場景中的海水,其中的懸浮顆粒,有機物含量不同,對海水提鋰的效率均會有影響,在海水淡化、海水加熱、海水直冷和海水直接提鋰等場景下,單噸海水中能夠提煉的鋰鹽量有所區(qū)別。
目前,禮思公司的技術(shù)正在實驗階段,經(jīng)過一段時間的實驗驗證后才能得出準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。
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禮思首創(chuàng)技術(shù)
禮思首創(chuàng)離子篩技術(shù)過濾海水提取鋰資源。據(jù)介紹,鋰離子篩材料是以離子交換的方式瞬間將海水中的鋰離子吸附,因此即使海水鋰離子濃度低至0.17ppm,仍然能有較高的吸附效率,提鋰工藝與零排放工藝有機結(jié)合,不會對海水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。
袁東說:“該項目為大規(guī)模海水提鋰開創(chuàng)了先河,開辟了鋰資源的新來源;同時,還為大規(guī)模、高效、環(huán)保的鹽湖等場景提鋰提供了新的技術(shù)線路圖。按照目前碳酸鋰的售價,海水提鋰依然有合理的利潤空間。”
袁東告訴記者,從2021年12月起,禮思在青島水務(wù)集團百發(fā)海淡工廠的海水提鋰實驗裝置運行過程中,不斷優(yōu)化打磨出一款在海水中能夠應(yīng)用的高選擇性、高通量的海水提鋰材料,通過對海水提鋰工程化裝置進一步優(yōu)化,定型了一款在大通量海水流經(jīng)時效率高、能耗低的工業(yè)化海水提鋰裝置,并且該裝置巧妙運用了排海濃鹽水的余壓,降低了生產(chǎn)成本。
“禮思海水提鋰技術(shù)的突出優(yōu)點是對鋰離子的高選擇性和對海水的高通量。”他說。
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綜合成本有優(yōu)勢
成本是商業(yè)化的重要指標(biāo)之一。相比于鋰輝石、鹽湖鹵水等鋰資源,海水中的鋰含量較低,這必然導(dǎo)致海水提鋰的成本較高,這會不會阻礙海水提鋰的商業(yè)化推廣?
袁東坦承,單就提鋰環(huán)節(jié)而言,海水提鋰的成本相比于鋰輝石、鹽湖鹵水等高出不少,但是,海水提鋰有綜合成本優(yōu)勢。
袁東跟記者算了一筆賬。鋰輝石的加工生產(chǎn)需要考慮礦渣等固廢或危廢環(huán)保處理成本;高原鹽湖提鋰需要考慮零排放、固廢處置等環(huán)保成本,以及公用工程配套中的水、電、氣及保溫成本。
“海水提鋰與上述傳統(tǒng)提鋰路徑相比,綜合成本具有可比性。”袁東說,海水提鋰具有環(huán)境友好性的特點。
據(jù)介紹,禮思的海水提鋰技術(shù)僅對海水中的鋰離子進行特異性吸附,不影響海水中其他離子,環(huán)境友好;進一步通過將提鋰工藝與零排放工藝有機結(jié)合,不會對海水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。
袁東還談到,在禮思的項目推進中,海水提鋰工序不影響青島水務(wù)集團海水淡化公司原有生產(chǎn),沒有給實驗合作方添加麻煩,受到合作方的歡迎。