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中南大学“电化学脱嵌法盐湖提锂”项目获新进展

2019-01-22 14:55:29   来源:中南大学

  近日,由中国有色金属工业协会组织的专家委员会对中南大学和江苏中南锂业有限公司合作完成的“电化学脱嵌法盐湖提锂新技术”项目进行了科技成果评价。专家们一致认为“该项发明对充分开发我国丰富的高镁锂比盐湖资源具有重要的战略意义”“技术发明属国内外首创,居国际领先水平”。
  锂是重要的战略金属,被广泛地应用于能源、化工、电子、冶金、医药等诸多领域,在国民经济和国防建设中具有非常重要的战略地位,被誉为“21世纪的新能源金属”“明天的宇航合金”。我国是锂资源大国,储量居世界第二,其中80%左右赋存于盐湖卤水。尽管如此,目前我国对锂产品的供需中50%以上依赖进口,且锂资源对外依存度高达70%。其主要原因在于我国盐湖卤水镁锂比较高,难以实现绿色、经济提取。
  当前,锂产品大多被用于锂离子电池材料的制备。在锂离子电池材料充电过程中,锂离子会从正极材料中脱出进入电解液;而在放电过程中,电解质中的锂离子则会重新嵌入进正极材料。实际上,锂离子电池工作过程中锂的嵌入和脱出行为,亦可看作为一种基于电位控制下的锂的“电化学吸附”和“电化学解吸”。
  中南大学冶金与环境学院副院长赵中伟率领研究团队反其道而行之,将锂离子电池的工作原理应用于从盐湖卤水中选择性提取锂,创造性地发明了“电化学脱嵌法盐湖提锂”新技术。构筑了电化学提锂新体系,经过近10年的攻关,实现了盐湖卤水中锂的高选择性、低成本、绿色提取和富集。技术成果获授权发明专利6件(美国和德国各1件、中国4件),该项目技术具有完全自主知识产权,属国际首创。2017年技术成果转让给上海郸华科技发展有限公司(转让经费1.048亿元),并由上海郸华和中南大学共同成立江苏中南锂业有限公司,对技术进行持续开发和推广。
  据悉,目前该成果转化技术已经完成工业化试验,且开发出第二代电化学脱嵌法膜堆电解槽关键设备及智能专家控制系统,并与相关企业签订年产2万吨碳酸锂项目的技术合作协议。与传统技术相比,采用该技术处理高镁锂比盐湖卤水;显著提高了锂的综合回收率(提高30~50个百分点);大幅度降低了可处理卤水品位(可直接处理原卤、老卤及任意阶段的卤水),生产成本低(碳酸锂成本低于2万元/吨);无需调节卤水的酸碱度、盐度等,亦无有毒、有害物质的添加和产生,过程清洁环保;提锂装置模块化、智能化,可组建不同规模的生产线,快速投产。该项目技术的实施,将有望大幅提高我国盐湖锂资源利用率,降低盐湖提锂成本,实现盐湖卤水锂资源的高效、清洁生产,对降低我国锂资源对外依存度具有重要的战略意义。

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