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    EnergyX有望給鹽湖鋰提取工藝帶來革命性影響

    2021-5-10 7:51:49 來源:中國礦業報 作者:特約撰稿人 張煒 通訊員 高曦

    對于納米技術企業EnergyX公司來說,其圍繞玻利維亞“鋰三角”鹽湖的轉型發展將給未來鋰資源開發帶來革命性影響。

    LiTAS(鋰離子傳輸和分離技術)是EnergyX的創始人Teague Egan多年來與諾貝爾獎得主、鋰離子電池發明者John Goodenough博士以及享譽全球的得克薩斯大學膜領域專家Benny Freeman博士共同的心血結晶。通俗來講,納米技術是一種可擴展的膜,可以使用很少甚至不使用水或化學藥品來推進和加速從鹽水池中提取鋰,回收率可高達90%。

    玻利維亞烏尤尼鹽湖(Salar de Uyuni)的高山地區是世界上最大的鹽灘(4000平方千米),被稱為“鋰三角”。智利、阿根廷與玻利維亞之間的該地區大部分尚未開發,其蘊藏量高達全球已知鋰儲量的75%。

    Egan表示,正式協議已于2019年5月簽署,與玻利維亞總統的技術協議談判目前正在進行。如果談判成功,到2030年,EnergyX將每年為該國生產50萬噸鋰。Goodenough博士的原創鋰離子技術的最大優勢在于它存儲的能量約為鉛酸電池的10倍,是鎳鎘電池的5倍。這項技術對于實現減少化石燃料溫室氣體排放意義重大。

    更重要的是,目前全球每年僅售出200萬輛電動汽車(EV),只占世界總汽車保有量的2%。到2040年,這一數字可能會激增至每年5000萬輛,增幅達2500%。

    LiTAS技術揭秘

    簡而言之,LiTAS旨在從自然界鹽湖中進行鋰的物理分離和濃縮。但是,正如EnergyX所指出的那樣,它的內部功能還有很多,也就是技術層面。LiTAS膜技術基于金屬有機骨架(MOF)納米材料,從高鹽度混合溶液中的其余離子中選擇性分離出單價離子(例如鋰)。該技術可以在多種條件下保持膜穩定性的同時進行分離。

    Egan解釋說,“LiTAS技術是合成和表征混合基質膜(MMM),包含聚合物和MOF的混合物,以保持MOF優越的離子選擇性以及聚合物可擴展且穩健的機械和熱力學性能。”

    LiTAS的實施包含以下步驟:首先是金屬有機骨架,其中納米粒子與充當尺寸篩子的有機連接基相連。然后,MOF的高度互聯網絡與聚合物保持整合,形成MMM。該材料作為EnergyX膜的組成部分可形成大片MMM,然后將其堆疊到電滲析(ED)模塊中進行鋰分離。最后,將數百個ED模塊鏈接在一起形成鋰提取設備。

    與其他方法(包括離子吸附、離子交換樹脂、納濾、反滲透和正滲透)相比,EnergyX的膜技術具有鋰分離的所有優點,特別是環境中性、低功耗和過程連續且幾乎不需要淡水。

    Egan指出,LiTAS的效率遠遠超過目前可用的其他任何技術。諸如反滲透的方法可以將所有離子從水中分離出來,但不具有選擇性。納濾可以選擇性地分離離子,但不能在高鹽度環境(最大鹽度為10%)下運行,而LiTAS在30%以上的鹽度下仍可運行。其他過程(例如離子吸附和離子交換)可以在高鹽度下運行,但相比于LiTAS的優先連續處理過程,其是一個分批處理過程,需要大量的淡水和高能耗的試劑,最重要的是不能與現有基礎設施形成互補。

    鋰提取的未來

    由于常規鹽水池需要長達18個月的時間才能完成提取模塊在短短幾天內可以完成的工作,因此有可能發生根本性變化。LiTAS技術可將鋰的回收率從約30%提高到90%以上。

    (作者單位:中國地質調查局地學文獻中心)

    網站編輯:宮莉

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