ILiAD盐湖锂直接提锂DLE是什么鬼? | 浅谈盐湖锂直接提锂(DLE)生产工艺的领导地位

HOT 矿业 HOT浩特智能科技 2023-01-12

谁是浩特?请参考下图



从Livent收购ILiAD Tech母公司少数股权,浅谈盐湖锂直接提锂(DLE)生产工艺的领导地位。


在《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》中,提及到2025年新能源汽车新车销售量要达到汽车新车销售总量的20%左右。研究表明,电动汽车产量每增加1%,就会让锂需求比当前全球产量增加40%以上。2020-2030年,锂电池对锂的需求将增加6倍。




图1 2018-2025年中国新能源汽车销售及增长率


此外,在电化学储能领域,锂离子电池占据全球新增投运总规模的最大比重,2019 年,全球锂离子电池累计装机占电化学储能 87.3%,居主导地位。根据国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》规划,2025年我国将实现新型储能装机规模 30GW 以上。




图2 2020-2025年中国电化学储能装机规模预计



而在材料领域,锂有如下几个主要用途:
  1. 玻璃:锂精矿或锂化物在制造玻璃时有较大的助熔作用,添加到玻璃配料中能够降低玻璃熔化时的温度和熔体的粘度,简化生产流程,降低能耗,增加产量;

  2. 陶瓷:陶瓷中加入少量锂辉石可降低烧结温度,缩短烧结时间。增强陶瓷的耐热、耐酸、耐碱、耐磨以及耐热急变性能;

  3. 润滑剂:锂基润滑脂与钾、钠、钙基类的润滑脂相比,具有抗氧、耐压、润滑性能好的优点,特别是锂基润滑脂的工作度宽,抗水性能好;

  4. 合金:锂作为轻合金、超轻合金、耐磨合金以及其它有色合金的组成部分,能大大改善合金性能。锂镁合金不仅具有良好的导热、导电、延展性,还具有耐腐蚀、耐磨损、抗冲击性能好、抗高速粒子穿透力等特点,被誉为“未来的宇航合金”。



虽然现在碳酸锂的价格处于低谷(截止到2024年1月8号,碳酸锂价格已从顶峰的60万/吨,像扔铅球一样降到了现在的8万/吨),但全球对锂的需求出现了急剧的增长。为确保能源部门的电气化进程不因成本过高而受阻,锂的供应和生产规模亟待扩大。目前多个国家已采取相应政策措施,例如将锂列为关键矿产,以确保其稳定供应。


Livent Corporation,全球锂业巨头,于2023年12月14日宣布已成功收购ILiAD Technologies母公司的少数股权。值得注意的是,ILiAD Technologies隶属于EnergySource Minerals(ESM)旗下,而ESM是可开采金属量高达1800万吨,价值超过5400亿美元的加利福尼亚索尔顿海地热资源区(Salton Sea Known Geothermal Resource Area)中锂项目的开发商。此次收购将有力推动ILiAD Technologies对其独特的ILiAD(Integrated Lithium Adsorption Desorption)技术平台的商业化进程,并促进其持续发展。




图3 ILiAD创新的直接锂提取(DLE)技术的模型布局



什么是DLE(Direct Lithium Extraction)技术?

随着高品位盐湖锂资源的不断开采,在锂盐需求量持续增加的市场形势下,开发低锂盐湖资源势在必行。但常规的盐湖提锂的工业化方法如蒸发—沉淀法、铝盐吸附法、煅烧法、萃取法和膜分离法等,这些工艺都是从经过盐田蒸发浓缩结晶后的老卤中提锂的,由于结晶过程中锂盐的夹带损失,锂综合收率通常在30%左右,存在巨大的资源浪费。


而DLE技术舍弃了前端的原卤浓缩环节而是直接处理原卤,也就是说从“老卤提锂”转向“原卤提锂”。传统的蒸发池浓缩极度依赖气候因素,常花费数月时间才能获得老卤,而DLE技术在数小时内就能将锂提出。且浓缩只适用于锂含量高(>> 2000 mg/kg)的卤水的处理,对于低锂含量(60-600 mg/kg) 卤水处理困难。使用DLE技术可以将锂的提取覆盖到更多锂含量低的锂资源卤水中。DLE包括多种技术和工艺,如沉淀、吸附、离子交换、溶剂分离/萃取、膜(膜分离)和电化学分离技术。




图4 直接锂提取技术(DLE)示意图



什么是ILiAD技术?

ILiAD采用了一项创新的直接锂提取(DLE)技术,将优异的锂选择性吸附剂与连续逆流床处理相结合,能够在各种条件下浓缩和处理大量含锂盐水。该项技术经过ESM长达七年的研究和试点测试,已发展成熟并具备高度的可行性。这项高效且灵活的提取技术,具备从全球各地的锂富卤水资源中回收高纯度氯化锂的能力。这涵盖了盐湖、采出水、地热卤水以及其他锂资源的卤水操作。




图5 ILiAD技术示意图



ILiAD技术优点

  • 节省淡水用量,是传统盐湖提锂工艺用水的1/9,锂矿石提锂工艺用水的1/3;

  • 几乎适用于所有的含锂盐水资源,处理低至50ppm的含锂卤水,锂回收率仍高达90%;

  • 无需使用化学药剂,仅需水就能实现锂的解吸;

  • 节省占地面积,是传统盐湖提锂工艺占地的1/1000,锂矿石提锂工艺占地的1/10;

  • 通过有效的预处理,使用ILiAD处理地热盐水具有较高的回收率,原始入料高达10000ppm的杂质可有效降低至数百ppm;

  • 吸附剂的使用寿命长达6年,高效耐用。




图6 ILiAD技术优点




图7 Compass Minerals计划锂生产过程



在投资 ILiAD Technologies 方面,Livent 将有权授权 ILiAD 技术在其位于阿根廷的锂卤水资源(Salar del Hombre Muerto)进行预期部署。此外,Livent正在评估该技术在未来产品组合中生产应用的可能性。ILiAD解决方案与Livent专有的工艺技术相辅相成,能够灵活适应公司现有的工厂设计和流程。同时ILiAD还有助于显著改善Livent的能源使用、碳足迹以及用水情况。预计最早在2025年,Livent将开始对ILiAD进行商业应用。


Livent总裁兼首席执行官Paul Graves表示:“我们很高兴能与ILiAD Technologies携手合作,我们将持续投资于工艺和技术,以推进高效、可持续地生产高质量锂化学品的战略方针。ILiAD平台所代表的尖端技术,无疑属于新一代的一流水准。我们坚信,该平台将强化并补充Livent现有的流程,帮助我们在数十年来成功使用基于DLE的商业规模生产流程的基础上再接再厉。”


ILiAD Technologies的首席执行官Samuel Moore表示:“Livent作为全球DLE生产流程的重要实践者和最大用户,其深刻认识到ILiAD技术在DLE领域的未来优势。我们的技术为锂提取过程注入了新的活力,其成本远小于传统操作,显著降低了用水量和碳排放量,且无需消耗任何化学试剂。此次合作标志着我们在全球范围内推广ILiAD进行环保锂生产的重要里程碑。我们对于未来充满信心,并将继续努力为锂行业带来更加可持续的生产方式。”


关于ILiAD Technologies




ESM ILiAD是一家隶属于EnergySource Minerals的私营企业,专注于直接锂提取(DLE)技术。该公司获得了ILiAD技术平台的许可,这是一项专有的突破性技术,将卓越的锂选择性吸附剂与连续逆流床处理相结合,提供了一种独特的专利解决方案,能够在各种条件下浓缩和处理大量含锂盐水。该技术准备在全球范围内推广应用,以可持续地生产锂,从而满足电动汽车电池制造日益增长的需求。

关于Livent




在近80年的时间里,Livent一直以稳健和可靠的方式,与客户携手合作,确保锂的可持续利用,为全球供电贡献力量。作为业内具备能力、声誉和深厚专业知识的企业之一,Livent有能力生产出高质量的锂化合物,有效满足不断增长的锂需求。公司拥有业内领先的产品组合,能够满足绿色能源、现代移动设备、移动经济和专业创新领域(包括轻合金和润滑油等)的需求。Livent拥有约1350名全职、兼职、临时和合同制员工,并在美国、英国、中国和阿根廷等地设有生产基地。

关于HOT(浩特智能科技)




浩特(成都)智能科技有限公司(简称“HOT”),致力于为矿业提供“全流程”智能化产品及技术服务。


HOT,更懂矿业的产业数字化公司。HOT前身是北京浩沃特工业技术有限公司,是国家级高新技术企业,中关村金种子工程入选企业。HOT具备实施从勘探、矿山开发、采矿及选矿运营的“一站式”服务能力。在夯实矿业专业服务能力的基础上,公司已将人工智能、工业物联网等新技术应用到矿业生产实践。帮助矿山企业实现节能减排,降本增效,助力矿山企业实现可持续的高质量发展。


技术创新:HOT已成功地将最新的科技应用到采矿和选矿实践,如:盐湖锂采卤-提锂-回卤全流程智能运营系统,LIBS激光诱导在线元素仪,LIBS+智能浮选,XRT射线矿石预抛废分选技术(干选),X 射线灰分水分仪,X射线矿浆灰分仪,智能密控系统,智能重介质添加系统,智能磨机功率优化传感器及优化系统等选矿智能装备及智能工艺控制系统。



以矿山选矿作业生产环节为核心,将对选矿的生产、运营、管理等的理解沉淀到“HOT智能运营系统”。公司基于“积木式理念”设计的选矿全流程的智能化模块和产品,可以实现标准化、规模化复制,矿山可以根据自身需求灵活组合使用。



END



作者简介:



兰迪亚
实习工程师

中国矿业大学(北京)矿业工程硕士(在读)。主要研究方向为盐湖提锂相关的纳滤膜的研究。本科毕业于贵州大学,专业为矿物加工工程。本科期间获得过挑战杯科技作品竞赛省级三等奖,挑战杯创业计划竞赛校级一等奖,校奖学金等。有松河选煤厂、瓮福磷矿厂等实习经验。研究生阶段,参与过汉源锂矿厂智能化改造实习,目前正参与节能减排大赛(基于AI算法的磨矿功率优化)、挑战杯(ChatGPT+预测性维护)等多项赛事。


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