汽車鋰電池資源不夠用怎么辦?從海水中提取鋰被寄予厚望

2023-06-13 18:00:10    編輯: robot
導讀 隨着電動汽車普及,人類需要更多的鋰。目前的鋰主要來自硬礦石,但地球上絕大部分鋰儲備存在於滷水(比如海水),尤其是地表之下極鹹的滷水。今天如果想從滷水中提煉鋰,需要在池子中蒸發滷水,最後留下鋰,處理時...

隨着電動汽車普及,人類需要更多的鋰。目前的鋰主要來自硬礦石,但地球上絕大部分鋰儲備存在於滷水(比如海水),尤其是地表之下極鹹的滷水。

今天如果想從滷水中提煉鋰,需要在池子中蒸發滷水,最後留下鋰,處理時長約爲18個月。過程很簡單,但是效率很低,而且需要大量土地,還會破壞環境。

LilacSolutions創始人、CEODaveSnydacker說:“汽車行業需要的鋰供應是現在供應量的20倍,如果沒有更簡便的技術,想實現如此高速的增長幾乎不可能。”

如何用更先進的技術從滷水中提煉鋰,成爲一道值得挑战的難題。


直接鋰提取(DLE)技術被寄予厚望

現在有一種未經驗證的技術正在普及,它叫“直接鋰提取(directlithiumextraction,簡稱DLE),DLE可以大幅提升從滷水中提取鋰的效率,Lilac正是DLE研究者之一。

DLE不必用巨大的池子蒸發滷水,而是直接將滷水放進處理單元,使用一系列化學流程分離出鋰,然後將水注入地下。只需要幾個小時就能產生電池級碳酸鋰或氫氧化鋰,不需要將滷水運到分離處理設施。

今天大多的鋰滷水存在於智利阿塔卡馬鹽水湖(SalardeAtacama),那裏的滷水鋰含量相當高,有了DLE技術,即使是鋰含量較低、擁有更多雜質的滷水也可以輕松處理。

有許多北美企業正在研究DLE,比如LilacSolutions、EnergyX、StandardLithium,他們在美國阿肯色州SmackoverFormation、加州SaltonSea、猶他州GreatSaltLake尋找鋰資源,他們還將目光瞄准阿根廷、玻利維亞、智利。智利政府甚至曾宣布,新的鋰項目必須使用DLE技術。

EnergyX首席技術官AmitPatwardhan說:“時機正好,很快就會看到曙光。”EnergyX也是一家DLE公司,它已經在阿根廷、智利、加州、猶他州、阿肯色州建立示範工廠。

StandardLithium首席執行官RobertMintak說:“過去50年世界並不需要DLE技術,因爲鋰的主要用途來自工業,比如陶瓷、玻璃和潤滑劑行業。”現在變了,電動汽車流行,鋰供不應求。

Snydacker說:“過去10多年裏90%的新鋰來自礦石,但堅硬的礦石項目成本越來越高,因爲資源品味會降低,越低成本越高。即使將所有的礦石項目加在一起也無法滿足汽車需求。滷水資源儲備足夠多,可以滿足汽車電動化需求。”

在阿根廷和中國,DLE技術已經开始有了用武之地,世界鋰業巨頭Livent和中國Sunresin將DLE技術與傳統蒸發技術結合,實現DLE商用。

DLE技術面臨挑战但前景可期

有些公司使用一種名叫“adsorption”(吸附)的技術,它也是唯一通過商業驗證的DLE技術。在處理過程中鋰分子附着於吸附物質,雜質被清除。不過專家指出,從吸附物質剝離鋰需要大量淡水,滷水資源豐富的地區往往比較幹旱,這是一個難以解決的問題。

根據Livent發布的報告,每生產1噸碳酸鋰當量大約需要71.4噸淡水,Lilac則說它們只需要10-20噸,EnergyX不到20噸。中國Sunresin聲稱它會回收所有淡水,新的項目不會使用蒸發池技術。

還有很多企業正在开發新技術,它們不只想拋棄蒸發池,還想提高效率,減少能源和淡水使用量。

美國公司LilacSolutions正在研究一種名叫“離子交換”的技術,它與澳大利亞LakeResources合作,在阿根廷測試這種新技術。

Snydacker解釋稱:“爲了讓離子交換技術有效,我們开發出一種陶瓷材料。陶瓷材料會選擇性從滷水中吸附鋰,當鋰被吸附進陶瓷材料,我們再用稀酸將鋰衝出來,生成氯化鋰精礦,它可以輕松變成電池級化學材料。”

按照Lilac的預計,2024年之前第一個商用級模塊將會投入運營。寶馬、BreakthroughEnergyVentures、福特已經與Lilac籤約,准備購买阿根挺Lilac工廠生產的鋰。

EnergyX使用的是混合技術,它可以針對特定的滷水資源進行提煉。第一步是傳統吸附。第二步是溶劑萃取技術提煉,在這裏滷水會與有機液體混合,鋰轉移到有機物中,然後剝離,精煉成鋰。最後用膜濾法剔除剩余雜質。EnergyX將各種技術混合,成本更低。



EnergyX正在建設示範工廠,阿根廷、阿肯色州、智利、猶他州、加州都有,它的目標是在今年年底前建成兩座新廠並投入運營。不久前EnergyX剛剛從GM融資5000萬美元。

溫哥華StandardLithium也是有力的競爭者,它已經上市,最大支持者是美國科氏工業集團。StandardLithium在南阿肯色州建有示範工廠,已經運營3年。StandardLithium用到了離子交換和吸附技術,資源不同使用的技術不同,明年預計將會建一座商用級DLE工廠。

智利雖然已經宣布新的鋰項目必須使用DLE技術,但它沒有透露會與哪些企業合作。玻利維亞擁有大量未开發的鋰資源,它也想推廣DLE技術。玻利維亞似乎有意與中國企業組成的財團合作,當中包括寧德時代。

Snydacker認爲,在未來7年內大多新的鋰供應將會來自硬礦石,不過在本個十年結束之前我們將會看到一些大型滷水項目“上线”,到了下個十年,預計新的鋰供應大部分將會來自DLE技術。

BenchmarkMineralIntelligence沒有那么樂觀,它認爲,眼下DLE鋰的年產量預計約爲5.4萬噸,到了2032年將會增至64.75萬噸,價值達到216億美元。看似增速很快,但BenchmarkMineralIntelligence指出:“相對於全球市場,這樣的產量實際並不多,只佔總供應的15%。我們會繼續依賴傳統生產方式,也就是蒸汽池和硬礦石提煉。”



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