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中南大學“電化學脫嵌法鹽湖提鋰”項目獲新進展

2019-01-22 14:55:29   來源:中南大學

  近日,由中國有色金屬工業協會組織的專家委員會對中南大學和江蘇中南鋰業有限公司合作完成的“電化學脫嵌法鹽湖提鋰新技術”項目進行了科技成果評價。專家們一致認為“該項發明對充分開發我國豐富的高鎂鋰比鹽湖資源具有重要的戰略意義”“技術發明屬國內外首創,居國際領先水平”。
  鋰是重要的戰略金屬,被廣泛地應用于能源、化工、電子、冶金、醫藥等諸多領域,在國民經濟和國防建設中具有非常重要的戰略地位,被譽為“21世紀的新能源金屬”“明天的宇航合金”。我國是鋰資源大國,儲量居世界第二,其中80%左右賦存于鹽湖鹵水。盡管如此,目前我國對鋰產品的供需中50%以上依賴進口,且鋰資源對外依存度高達70%。其主要原因在于我國鹽湖鹵水鎂鋰比較高,難以實現綠色、經濟提取。
  當前,鋰產品大多被用于鋰離子電池材料的制備。在鋰離子電池材料充電過程中,鋰離子會從正極材料中脫出進入電解液;而在放電過程中,電解質中的鋰離子則會重新嵌入進正極材料。實際上,鋰離子電池工作過程中鋰的嵌入和脫出行為,亦可看作為一種基于電位控制下的鋰的“電化學吸附”和“電化學解吸”。
  中南大學冶金與環境學院副院長趙中偉率領研究團隊反其道而行之,將鋰離子電池的工作原理應用于從鹽湖鹵水中選擇性提取鋰,創造性地發明了“電化學脫嵌法鹽湖提鋰”新技術。構筑了電化學提鋰新體系,經過近10年的攻關,實現了鹽湖鹵水中鋰的高選擇性、低成本、綠色提取和富集。技術成果獲授權發明專利6件(美國和德國各1件、中國4件),該項目技術具有完全自主知識產權,屬國際首創。2017年技術成果轉讓給上海鄲華科技發展有限公司(轉讓經費1.048億元),并由上海鄲華和中南大學共同成立江蘇中南鋰業有限公司,對技術進行持續開發和推廣。
  據悉,目前該成果轉化技術已經完成工業化試驗,且開發出第二代電化學脫嵌法膜堆電解槽關鍵設備及智能專家控制系統,并與相關企業簽訂年產2萬噸碳酸鋰項目的技術合作協議。與傳統技術相比,采用該技術處理高鎂鋰比鹽湖鹵水;顯著提高了鋰的綜合回收率(提高30~50個百分點);大幅度降低了可處理鹵水品位(可直接處理原鹵、老鹵及任意階段的鹵水),生產成本低(碳酸鋰成本低于2萬元/噸);無需調節鹵水的酸堿度、鹽度等,亦無有毒、有害物質的添加和產生,過程清潔環保;提鋰裝置模塊化、智能化,可組建不同規模的生產線,快速投產。該項目技術的實施,將有望大幅提高我國鹽湖鋰資源利用率,降低鹽湖提鋰成本,實現鹽湖鹵水鋰資源的高效、清潔生產,對降低我國鋰資源對外依存度具有重要的戰略意義。

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