精彩收藏 / 芯片半导体 · 2022年11月8日 0

盐湖提锂的核心技术分析

2022-11-07 20:47·海涵说2022

盐湖提锂是高盐分盐领域的一个小分支

要理解盐湖提锂,先要理解全膜法高盐分质盐,称为工业之肾。终极目标是工业固废危废资源化,完全实现工业零排放,完成碳达峰,实现高质量发展最关键的末端一公里。关于工业废水零排放,举个栗子解释一下重要性。小时候,我们在南方农村都是喝井水,现在的农村绝大部分只能喝自来水。为什么?多年的工业化,地下水水质很多指标已经不适合我们直饮了,主要是各种工业盐排放超标。

如何实现“绿水”的美好愿景,就是给“工业排毒”,给工业末端加一个“肾”:全膜法分质盐系统:将工业废水(卤水)中的各种盐和水,通过膜泵系统进行分离。分出的纯盐当产品卖;分出的水循环再利用。这个过程就是工业近零排放,如下图。

膜泵系统是整个工艺的核心工艺包

卤水的特点是,往往有几种工业盐混合共存。如果直接将卤水蒸发结晶,产生的是杂盐危废

如果用纳滤膜泵系统先将卤水中的各种盐分离再蒸发结晶,产生的是高纯度工业盐产品

看到这里,似乎工业零排放的愿景看到了希望吧。其实,光有膜泵系统还不行,这种运行成本是非常高的。盐和水的分离,全靠高压泵施加压力,克服渗透压,才能将盐和水分开。以海水淡化为例,吨水电耗成本接近8元。这个电耗,就是压能损失。如果产水实现了“无压排放”,也就意味着需要一个关键技术:压力能量回收。以前这项技术,如同芯片卡脖子,也掌握在美国PX公司手中。2017年,张玉新教授另辟蹊径,发明了SPX能量回收。并一举获得了第48届日内瓦工业发明博览会金奖!海淡吨水电耗降至1.5元

在中金岭南冶金废水处理现场应用为例:吨水电耗从98度降至34度。节省运营电耗2/3。

除了脱盐,另一个直接成本,就是“蒸发体积”

比方通过膜泵分离系统后,产生了9方含盐浓水进蒸发器蒸发结晶需要900度电。如果将9方浓水再用特殊膜泵系统浓缩一次,只剩3方浓水蒸发,这意味着,蒸发体积只有原来的三分之一,蒸发电耗也从900度减少到300度。这就是零排放工艺中另一个关键技术:高倍浓缩!

天然盐湖卤水也是各种工业盐溶液的共存混合体。盐湖提锂,就是将LiCⅠ从卤水中分离出来,并提纯到固态纯度98.5%以上。天然卤水相较工业卤水,COD有机物含量极低,因此,分离纯度更高。可以轻松做到纯度99%以上。

综上可知:全膜法盐湖提锂系统有三个关键技术决定成败:1.纳滤膜切割分子量分质盐。2,膜泵压能回收。3,高倍浓缩再蒸发结晶。

全膜法提锂的先驱是青海恒信融。他们以上3个关键技术,恒信融缺少2和3。因此,系统运营成本高,故障率也高。纳滤分盐方面,切割分子量也差强人意,导致氯化锂纯度不够,价格上不去,因此连年亏损。抛开2和3不说,全膜法提锂的关键是分盐纳滤膜的制造和使用,而不是浓缩时的反渗透膜。

涉膜涉锂的公司举三例有:沃顿科技,唯赛勃,久吾高科。翻开他们的财报可知:都是最关键的纳滤一笔带过,纳滤产销几乎可以忽略不计。提锂项目方面,基本上都是添加剂萃取法。

全膜法提锂,是最优物理法。除了产氯化锂,还可分离出氯化钠,氯化钾,氯化镁等一系列有价值的附产品。只有全膜法,才能将盐湖徹底资源化利用。而萃取法,一是锂资源利用率低,二是其他盐的资源化低,三是产生了堆积如山的杂盐危废,环境保护是死胡同,隐形成本巨大,据说,西宁附近已不允许萃取提锂了。目前只有上海瑜科环境工程有限公司掌握零排放分质盐的三大核心工艺和技术。

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