EnergyX有望给盐湖锂提取工艺带来革命性影响

发布日期:2021-05-10 16:07:48  浏览量:4010

对于纳米技术企业EnergyX公司来说,其围绕玻利维亚“锂三角”盐湖的转型发展将给未来锂资源开发带来革命性影响。

LiTAS(锂离子传输和分离技术)是EnergyX的创始人Teague Egan多年来与诺贝尔奖得主、锂离子电池发明者John Goodenough博士以及享誉全球的得克萨斯大学膜领域专家Benny Freeman博士共同的心血结晶。通俗来讲,纳米技术是一种可扩展的膜,可以使用很少甚至不使用水或化学药品来推进和加速从盐水池中提取锂,回收率可高达90%。

玻利维亚乌尤尼盐湖(Salar de Uyuni)的高山地区是世界上最大的盐滩(4000平方千米),被称为“锂三角”。智利、阿根廷与玻利维亚之间的该地区大部分尚未开发,其蕴藏量高达全球已知锂储量的75%。

Egan表示,正式协议已于2019年5月签署,与玻利维亚总统的技术协议谈判目前正在进行。如果谈判成功,到2030年,EnergyX将每年为该国生产50万吨锂。Goodenough博士的原创锂离子技术的最大优势在于它存储的能量约为铅酸电池的10倍,是镍镉电池的5倍。这项技术对于实现减少化石燃料温室气体排放意义重大。

更重要的是,目前全球每年仅售出200万辆电动汽车(EV),只占世界总汽车保有量的2%。到2040年,这一数字可能会激增至每年5000万辆,增幅达2500%。

LiTAS技术揭秘

简而言之,LiTAS旨在从自然界盐湖中进行锂的物理分离和浓缩。但是,正如EnergyX所指出的那样,它的内部功能还有很多,也就是技术层面。LiTAS膜技术基于金属有机骨架(MOF)纳米材料,从高盐度混合溶液中的其余离子中选择性分离出单价离子(例如锂)。该技术可以在多种条件下保持膜稳定性的同时进行分离。

Egan解释说,“LiTAS技术是合成和表征混合基质膜(MMM),包含聚合物和MOF的混合物,以保持MOF优越的离子选择性以及聚合物可扩展且稳健的机械和热力学性能。”

LiTAS的实施包含以下步骤:首先是金属有机骨架,其中纳米粒子与充当尺寸筛子的有机连接基相连。然后,MOF的高度互联网络与聚合物保持整合,形成MMM。该材料作为EnergyX膜的组成部分可形成大片MMM,然后将其堆叠到电渗析(ED)模块中进行锂分离。最后,将数百个ED模块链接在一起形成锂提取设备。

与其他方法(包括离子吸附、离子交换树脂、纳滤、反渗透和正渗透)相比,EnergyX的膜技术具有锂分离的所有优点,特别是环境中性、低功耗和过程连续且几乎不需要淡水。

Egan指出,LiTAS的效率远远超过目前可用的其他任何技术。诸如反渗透的方法可以将所有离子从水中分离出来,但不具有选择性。纳滤可以选择性地分离离子,但不能在高盐度环境(最大盐度为10%)下运行,而LiTAS在30%以上的盐度下仍可运行。其他过程(例如离子吸附和离子交换)可以在高盐度下运行,但相比于LiTAS的优先连续处理过程,其是一个分批处理过程,需要大量的淡水和高能耗的试剂,最重要的是不能与现有基础设施形成互补。

锂提取的未来

由于常规盐水池需要长达18个月的时间才能完成提取模块在短短几天内可以完成的工作,因此有可能发生根本性变化。LiTAS技术可将锂的回收率从约30%提高到90%以上。

(作者单位:中国地质调查局地学文献中心)

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