虎年春节之后,“四川造”新型盐湖提锂技术再传佳音。新疆泰利信矿业有限公司全资子公司成都泰利创富锂业科技有限公司成果——TMS-M系列锰系吸附剂和TMS-T系列钛系吸附剂及成套提锂工艺实现突破(以下简称:新型盐湖提锂技术)。新疆泰利信矿业有限公司完成A轮融资,标志着公司新型盐湖提锂技术向大规模工业化进程又迈近了一大步。

资本青睐的背后,该技术是如何一步步攻关?攻坚成功有着怎样的过程,该技术在国际上处于怎样的水平,有何优势?对国家发展有何重大意义?2月中旬,记者走进成都理工大学探寻该技术成果成功转化背后的秘密。

重大突破 新型提锂技术达国际先进水平(小)

立春之后,成都难得迎来一个艳阳天。进入成都理工大学测试楼的实验室,看到长期从事盐湖卤水、地下卤水综合利用研究与工程管理的成都理工大学特聘教授、中科院盐湖研究所特聘研究员杨建元与成都理工大学安莲英教授带领着科研团队,正在进行新型盐湖提锂技术持续性的工艺实验,优化工艺参数。工作台上依次摆放着锰系、钛系、铝系三大类吸附剂。

“这些吸附剂是提锂的关键材料,我们基于吸附剂开发了连续吸附解吸提锂新工艺,并已经在青海东台吉乃尔盐湖成功完成中试,经青海省科技厅组织的科技成果评审,该成果达到了国际先进水平。”杨建元教授指着吸附剂向记者介绍着新型盐湖提锂技术的特点。

该新型盐湖提锂技术完全属于自主研发、具备完全自主知识产权,成为我国盐湖提锂重大创新突破性技术成果。”杨建元教授兴奋地表示。

深厚学术积淀 成都理工助力新技术实现新突破

这项技术怎么研发出来的?它背后的积淀是什么?在成都理工大学副校长曾英看来,得益于成都理工大学深厚的学术积淀、人才培养,也是长期在校企合作中积累出的硕果。

在位于测试楼的矿产资源化学重点实验室办公室,曾英向记者介绍了该项技术诞生背后缘由

成都理工大学化学工程与技术学科,以西部独特的矿产资源和地域地质环境条件为背景,在研究地质矿产资源特征的基础上,主攻矿产资源的成因、多组分和具极端浓度的复杂特种矿产体系(超高浓度卤水或极低品位固态矿产和尾矿)的探采、加工、综合利用及产品精加工中遇到的化学与工程问题,建立了以矿产资源开发为主体的“化学工程与技术”研究方法和技术体系。 

“上世纪80年代中期,我们就建立了从事液体矿产资源开发与利用的专门研究室,取名为“卤水资源综合利用研究室”,经“七五”、“八五”、“十五”、“十一五”科技攻关、国家火炬计划、国家“863计划”、国家自然科学基金、四川省科技创新基金等支持下,在盐湖卤水、地下卤水等液态矿产资源高效开发领域形成了明显区别于其他高校同类学科的特色和优势,成为成都理工大学在盐湖卤水领域技术开发深厚的积淀和后来系列新技术实现新突破的资本。” 

校企合作  成都理工教授深入荒漠“挖宝”(小)

杨建元教授、安莲英教授及一批学者从液态矿产实验室成立至今,近四十年来一直在该领域的基础理论及技术开发方面潜心研究,为盐湖卤水综合利用技术突破奠定了基础。

90年代末,成都理工大学借助雄厚的科研实力与青海中信国安共建青海省硫酸盐盐湖资源综合利用重点实验室,成为全国最早开启校企合作的高校之一。

时任成都理工大学教授、硕士生导师杨建元作为主导者,深入荒漠,立下“把自己在实验室取得的科研成果变成实实在在的工业技术,尽快破解从盐湖中提取锂的世界性难题,实现盐湖钾、镁、锂、硼、硫、氯、氮等元素的综合利用,让埋在荒原深处的“宝贝”早一点为国家造福!”的梦想。

经过杨建元教授团队艰苦卓绝的努力,终于在2004年研发出硼镁共沉淀新工艺,攻克了卤水中锂镁、钾硼分离技术瓶颈,开创了青海硫酸镁亚型盐湖卤水钾、镁、锂、硼综合利用工程化技术,实现了青海西台吉乃尔盐湖大规模开发。该成果2008年获青海省科技成果一等奖。经过了近十年的努力,实现了当年的梦想。之后又开发了盐卤资源高值化新产品硼酸镁、氧化镁晶须生产技术,应用于西台吉乃尔盐湖综合利用工程,当年就年创利税3亿元。

独辟蹊径 校企再次携手诞生世界级新技术(小)

“我国盐湖锂储量居全球第三,但盐湖锂产品占总锂产品不到20%(国外达70%)。我国高原盐湖卤水镁锂比高,镁锂分离技术难度大,目前仍缺乏高效的提锂技术。”谈及为什么要再一次在新技术上进行突破,杨建元教授在接受记者采访时表示:“随着近年来新能源汽车、锂电池产业的兴起,我和团队就想着在前期研究基础上,看有没有可能独辟蹊径找到一条锂提取的新路径,于是便着手干了起来。”

2018年12月,以杨建元教授为核心的盐湖提锂技术团队发起设立新疆泰利信矿业有限公司,随后于成都、青海分别设立成都泰利创富锂业科技有限公司和成都泰利创富锂业科技有限公司青海分公司,开展技术攻坚。

“我国锂资源总储量虽高居世界前列,但其中盐湖锂资源占比高达85%,主要分布于青海和西藏等高原地区。”谈及寻找新技术的初衷,杨建元表示,受制于高原地区生产环境及生产设备不完善、镁锂比高、提锂技术难度大、投资规模大、生产成本高等瓶颈,我国盐湖提锂年产量较低,完全无法满足国内市场需求。

为此,杨建元教授和技术团队综合了近四十年的研究成果及国内外现有各种盐湖提锂技术路线的优劣,科技攻关,成功开发出TMS系列吸附剂以及连续吸附解吸提锂新工艺,为了验证吸附剂及提锂技术路线的工业应用可行性,公司出资在青海东台吉乃尔湖进行中试,从中试方案设计到设备安装调试,研发团队在烈日炎炎的盛夏、冰天雪地的隆冬,克服高原地区困难,历时近一年的时间,圆满完成中试项目,为该技术工业化奠定了坚实的基础。该项目于2021年4月通过了青海省科技厅组织的成果鉴定。

“该新型盐湖提锂技术可以适应全球不同类型的盐湖原卤水直接提锂、盐湖固废水氯镁石中的锂回收、锂盐厂沉锂母液锂回收、十水硝及元明粉中的锂回收以及废旧锂电池锂回收等各种不同浓度、不同成份、不同地质条件的含锂卤液。”杨建元教授表示,该技术有望彻底破解长期以来困扰盐湖提锂行业的投资规模大、产品级别低、生产成本高、无法直接自原卤水提取等世界性盐湖提锂技术瓶颈。

锂提取率达85%以上 该技术将改善我国锂行业的产业格局(小)

“同时,该新型盐湖提锂技术可直接采用盐湖原卤水提锂生产电池级碳酸锂和氢氧化锂。”在采访中安莲英教授表示,从中试和多次试验情况来看,相比现有各类盐湖提锂技术路线,该技术具有提取率高、投资低,环境友好、适应性广的特点。锂资源一次提取率可达85%以上;万吨级产线投资仅为现有盐湖提锂技术投资的一半左右;提取过程基本实现零排放;可用于高原等各类型盐湖和矿石提锂沉锂母液、其他多金属矿含锂废液处理等。

据成都泰利创富锂业科技有限公司总经理尚鹏介绍,目前该新型盐湖提锂技术通过千公斤级吸附剂长周期、连续性扩大提锂试验,已开发出盐湖原卤提锂成套装备。该设备在青海东、西台吉乃尔盐湖及四川达州地下卤水提锂工业化中试放大试验中取得了成功。

尚鹏表示“新型盐湖提锂技术受行业巨头公司的认可,并将实现规模化应用,将大幅度提高我国锂资源的利用水平,显著降低我国对国外锂矿石资源的依赖程度,改善我国锂行业的产业格局。”可有效缓解国内锂资源严重依赖进口的“卡脖子”现状,直接提升我国锂资源规模化生产水平和供应能力,并带动锂电池正极材料、新能源汽车、锂电池储能以及固态锂电池等下游千亿级规模产业快速发展,助力国家“双碳”政策目标的实现。

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