語音播報
王敏在野外考察
“就像生孩子一樣。”日前,五礦鹽湖有限公司(以下簡稱五礦鹽湖)副總經(jīng)理張大義在接受《中國科學(xué)報》采訪時難掩興奮之情,六年孕育,一里坪鹽湖提鋰的往事歷歷在目:從2011年在“鳥不拉屎”的一里坪鹽湖扎帳篷采樣,到2012年與中國科學(xué)院青海鹽湖研究所合作;從實驗室小試初成,到2017年中試取得成功,再到2018年萬噸碳酸鋰產(chǎn)品成功下線……
看著白色粉末狀的碳酸鋰緩緩從設(shè)備中流出,中科院青海鹽湖所鹽湖資源化學(xué)重點實驗室主任、研究員王敏露出欣慰的笑容,因為她知道,由青海鹽湖所與五礦鹽湖共同研發(fā)的“梯度耦合膜分離技術(shù)”已在鹽湖鋰資源開發(fā)領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。
尋找綠色分離技術(shù)
中國的鋰儲量約占世界的三分之一,但直到20世紀(jì)末,中國的鋰鹽消費市場都一直被國外壟斷?!耙驗辂}湖里鎂的含量高、鋰的含量低,高鎂鋰比的鎂鋰分離是一個世界性技術(shù)難題,也成為中國鹽湖鋰資源開發(fā)的瓶頸。”王敏說。
2011年,五礦鹽湖開始對一里坪鹽湖采樣分析。張大義回憶,當(dāng)時鹽湖提鋰的工藝路線只有電滲析法、煅燒法、吸附法和萃取法?!暗牵@些工藝路線都處在完善階段,碳酸鋰產(chǎn)量低?!?/p>
青海省有大大小小33個鹽湖,高鎂鋰比是它們共同的特征,但每個鹽湖的鎂鋰比又各不相同。“鹵水成分與一里坪鹽湖相似的西臺鹽湖使用煅燒法,但這種方法成本高,環(huán)境污染大,經(jīng)濟效益也不高?!睆埓罅x說,以往的技術(shù)路線不能照搬,在總結(jié)各種工藝路線的優(yōu)缺點后,五礦鹽湖決定自主研發(fā)適合一里坪鹽湖鎂鋰分離的技術(shù)路線。
“我們起步晚,不能再使用落后的技術(shù)路線?!睆埓罅x說,當(dāng)時,公司有意向引進德國的化學(xué)法合成技術(shù),但該技術(shù)工程化難度大,成本也比較高。經(jīng)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(fā)鋰資源提取的工藝技術(shù)路線。
中科院青海鹽湖所就是被委托方之一。
鹽湖提鋰技術(shù)PK賽
早在2007年,中科院青海鹽湖所就進入了張大義的關(guān)注范疇。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(gòu),當(dāng)時,最先進的電滲析法碳酸鋰提取工藝就是他們研發(fā)出來的。”
2007年,中科院青海鹽湖所團隊在東臺吉乃爾鹽湖實現(xiàn)了鹽湖提鋰及資源綜合利用項目建成投產(chǎn),年產(chǎn)3000噸碳酸鋰、25000噸硫酸鉀和2500噸硼酸,成為當(dāng)時最先進的碳酸鋰提取工藝。王敏就是該研發(fā)團隊的主要成員之一。
2013年,五礦鹽湖正式拿到一里坪鹽湖的采礦權(quán),與王敏團隊的合作也全面展開。王敏表示,接到任務(wù)后,針對一里坪鹽湖鹵水的特點,團隊設(shè)計了一條綜合利用、綠色開發(fā)的工藝技術(shù)路線——“梯度耦合膜分離技術(shù)”。
從2014年到2015年,國內(nèi)其他研究院所也一直不斷提供一里坪鹽湖提鋰技術(shù)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(shù)路線并開始中試。
“天上無飛鳥,地下不長草。一日有四季,風(fēng)吹鹽沙跑?!边@是人們對青海柴達(dá)木盆地地理氣候環(huán)境的生動概括。話雖如此,但未曾真正涉足柴達(dá)木的人,很難真正領(lǐng)略其苦澀神韻。
柴達(dá)木盆地本屬無人區(qū),方圓幾百公里人跡罕至,直到鹽湖產(chǎn)業(yè)化基地的誕生和中國天然氣總公司氣田建設(shè)的開啟,沉睡數(shù)億年的柴達(dá)木腹地才算真正有了些“人氣”。
王敏回憶,一里坪鹽湖開發(fā)之初,氣候條件和工作環(huán)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(dá)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公里之外的格爾木去拉。
為了采集基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù),王敏團隊和五礦鹽湖的科研人員在一里坪鹽湖一呆就是幾個月?!拔覀兙褪歉氵@個事業(yè)的人,在那里呆兩個多月,沒啥感覺。要是第一次去的人,恐怕呆不住?!睆埓罅x說。
2018年11月,正是鹽湖最寒冷的季節(jié),王敏團隊在一里坪鹽湖堅守60余天,直到萬噸級碳酸鋰產(chǎn)品成功下線。
合作成功的基礎(chǔ)
鹽田蒸發(fā)、提鋰、提硼、提鎂……六年的孕育,一項項擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化,見證了中科院青海鹽湖所與五礦集團的成功合作。
“企業(yè)對科研院所技術(shù)原創(chuàng)性的認(rèn)可,是雙方合作的基礎(chǔ)?!蓖趺粽f。在實驗室里,團隊設(shè)計了鎂鋰分離等關(guān)鍵技術(shù)的工藝開發(fā),突破了“梯度耦合膜分離技術(shù)”工程化應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。“中試和工業(yè)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(yè)對技術(shù)的認(rèn)可、科研院所與企業(yè)的充分溝通密不可分?!?/p>
總結(jié)多次與企業(yè)的合作經(jīng)歷,王敏認(rèn)為,合作第一階段應(yīng)以科研院所為主體,開展研發(fā)。第二階段應(yīng)以企業(yè)為主體,實施工程化。在第二階段,科研人員與企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)充分溝通交流?!搬槍Τ霈F(xiàn)的問題,與現(xiàn)場的生產(chǎn)班組積極配合,做工程化的技術(shù)改進,最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并推廣應(yīng)用?!?/p>
目前,一噸碳酸鋰市場價6.5萬~8.5萬元,這條萬噸級生產(chǎn)線將為五礦集團帶來每年7億元左右的產(chǎn)值。
王敏表示,一里坪鹽湖晶間鹵水鉀、硼、鋰、鎂資源提取路線,具有普遍適應(yīng)性,綠色環(huán)保,可以為柴達(dá)木地區(qū)富鋰鹽湖鹵水資源的綜合開發(fā)利用提供產(chǎn)業(yè)化示范,也可以為我國其它地區(qū)鹽湖鋰資源開發(fā)和綜合利用提供技術(shù)支撐,對實現(xiàn)我國鹽湖鋰資源高效、綠色開發(fā)和資源循環(huán)利用,推進青海省千億元鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
五礦鹽湖總經(jīng)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,積極探索碳酸鋰產(chǎn)品的多元化開發(fā)及下游產(chǎn)品的深加工,并對目前鎂鋰分離工藝技術(shù)繼續(xù)優(yōu)化和完善。
(原載于《中國科學(xué)報》 2019-03-28 第6版 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化)
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(總值班室)
編輯部郵箱:casweb@cashq.ac.cn
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機) 86 10 68597289(總值班室)
編輯部郵箱:casweb@cashq.ac.cn
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有
京ICP備05002857號-1
京公網(wǎng)安備110402500047號
網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話:86 10 68597114(總機)
86 10 68597289(總值班室)
編輯部郵箱:casweb@cashq.ac.cn