一里坪盐湖提锂记

2019年03月29日 8:1 2609次浏览 来源:   分类:   作者:

导读:   “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年与中国科学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……

“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年与中国科学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……

看着白色粉末状的碳酸锂缓缓从设备中流出,中科院青海盐湖所盐湖资源化学重点实验室主任、研究员王敏露出欣慰的笑容,因为她知道,由青海盐湖所与五矿盐湖共同研发的“梯度耦合膜分离技术”已在盐湖锂资源开发领域获得成功应用。

寻找绿色分离技术

中国的锂储量约占世界的三分之一,但直到20世纪末,中国的锂盐消费市场都一直被国外垄断。“因为盐湖里镁的含量高、锂的含量低,高镁锂比的镁锂分离是一个世界性技术难题,也成为中国盐湖锂资源开发的瓶颈。”王敏说。

2011年,五矿盐湖开始对一里坪盐湖采样分析。张大义回忆,当时盐湖提锂的工艺路线只有电渗析法、煅烧法、吸附法和萃取法。“但是,这些工艺路线都处在完善阶段,碳酸锂产量低。”

青海省有大大小小33个盐湖,高镁锂比是它们共同的特征,但每个盐湖的镁锂比又各不相同。“卤水成分与一里坪盐湖相似的西台盐湖使用煅烧法,但这种方法成本高,环境污染大,经济效益也不高。”张大义说,以往的技术路线不能照搬,在总结各种工艺路线的优缺点后,五矿盐湖决定自主研发适合一里坪盐湖镁锂分离的技术路线。

“我们起步晚,不能再使用落后的技术路线。”张大义说,当时,公司有意向引进德国的化学法合成技术,但该技术工程化难度大,成本也比较高。经过讨论,五矿盐湖决定采取“两条腿走路”的方法,同时委托多方开发锂资源提取的工艺技术路线。

中科院青海盐湖所就是被委托方之一。

盐湖提锂技术PK赛

早在2007年,中科院青海盐湖所就进入了张大义的关注范畴。他告诉记者:“中科院青海盐湖所是我国唯一专门从事盐湖研究的科研机构,当时,最先进的电渗析法碳酸锂提取工艺就是他们研发出来的。”

2007年,中科院青海盐湖所团队在东台吉乃尔盐湖实现了盐湖提锂及资源综合利用项目建成投产,年产3000吨碳酸锂、25000吨硫酸钾和2500吨硼酸,成为当时最先进的碳酸锂提取工艺。王敏就是该研发团队的主要成员之一。

2013年,五矿盐湖正式拿到一里坪盐湖的采矿权,与王敏团队的合作也全面展开。王敏表示,接到任务后,针对一里坪盐湖卤水的特点,团队设计了一条综合利用、绿色开发的工艺技术路线——“梯度耦合膜分离技术”。

从2014年到2015年,国内其他研究院所也一直不断提供一里坪盐湖提锂技术路线方法。直到2016年,中国五矿集团(五矿盐湖上级单位)才最终确定了王敏团队的技术路线并开始中试。

“天上无飞鸟,地下不长草。一日有四季,风吹盐沙跑。”这是人们对青海柴达木盆地地理气候环境的生动概括。话虽如此,但未曾真正涉足柴达木的人,很难真正领略其苦涩神韵。

柴达木盆地本属无人区,方圆几百公里人迹罕至,直到盐湖产业化基地的诞生和中国天然气总公司气田建设的开启,沉睡数亿年的柴达木腹地才算真正有了些“人气”。

王敏回忆,一里坪盐湖开发之初,气候条件和工作环境极其恶劣,水、电、气等基本生活所需无法得到保障。昼夜温差大,冬季夜间气温低至零下28℃,夏季白天高达近40℃;不仅缺氧,更没有通信,就连餐饮都很困难,生活用水、蔬菜、水果要从500公里之外的格尔木去拉。

为了采集基础技术数据,王敏团队和五矿盐湖的科研人员在一里坪盐湖一呆就是几个月。“我们就是搞这个事业的人,在那里呆两个多月,没啥感觉。要是第一次去的人,恐怕呆不住。”张大义说。

2018年11月,正是盐湖最寒冷的季节,王敏团队在一里坪盐湖坚守60余天,直到万吨级碳酸锂产品成功下线。

合作成功的基础

盐田蒸发、提锂、提硼、提镁……六年的孕育,一项项拥有自主知识产权的技术成果转化,见证了中科院青海盐湖所与五矿集团的成功合作。

“企业对科研院所技术原创性的认可,是双方合作的基础。”王敏说。在实验室里,团队设计了镁锂分离等关键技术的工艺开发,突破了“梯度耦合膜分离技术”工程化应用的技术瓶颈。“中试和工业化过程中,难免会遇到各种各样的小问题,项目六年来进展顺利,与企业对技术的认可、科研院所与企业的充分沟通密不可分。”

总结多次与企业的合作经历,王敏认为,合作第一阶段应以科研院所为主体,开展研发。第二阶段应以企业为主体,实施工程化。在第二阶段,科研人员与企业相关技术人员应充分沟通交流。“针对出现的问题,与现场的生产班组积极配合,做工程化的技术改进,最终实现产业化并推广应用。”

目前,一吨碳酸锂市场价6.5万~8.5万元,这条万吨级生产线将为五矿集团带来每年7亿元左右的产值。

王敏表示,一里坪盐湖晶间卤水钾、硼、锂、镁资源提取路线,具有普遍适应性,绿色环保,可以为柴达木地区富锂盐湖卤水资源的综合开发利用提供产业化示范,也可以为我国其它地区盐湖锂资源开发和综合利用提供技术支撑,对实现我国盐湖锂资源高效、绿色开发和资源循环利用,推进青海省千亿元锂电产业发展具有重要意义。

五矿盐湖总经理李增荣表示,未来,五矿盐湖还将与中科院青海盐湖所共同合作,积极探索碳酸锂产品的多元化开发及下游产品的深加工,并对目前镁锂分离工艺技术继续优化和完善。

责任编辑:周大伟

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