新提取锂的技术使产量翻倍，污染更小

新提取锂的技术使产量翻倍，污染更小
安第斯山脉位于阿根廷、玻利维亚和智利的边界，这里浩瀚的白色盐沼绵延数千公里，下面的盐水蕴藏的锂占全球总量的58%。

几十年来，生产商提取锂的方法一直是将水抽取到地面并使其蒸发提纯，直至可滤出锂盐。该过程需要12到18个月，会留下成堆的含有其他金属的废弃物，此外还会蒸发近200万升当地的水资源，给本土社区带来危害。

锂盐水池的蒸发工艺可能需要数月甚至数年时间，留下的废弃盐水必须得到处理或泵回地下。相比之下，直接锂提取则完全不需要蒸发池。

CleanTech Lithium公司表示，随着电动汽车和能源存储市场的加速发展，到2040年，对锂的需求将增长20倍以上。为了与时俱进，现在许多公司都在开发用化学或物理方式从盐水中滤出锂，并将盐水重新注入地下的工艺。这些直接锂提取技术（DLE）不需要几个月的时间，只需要几天，就可以将现有盐水作业的锂产量翻倍。高盛集团最近的一份报告表明，与从页岩中提取油气一样，DLE是一种“改变锂供应游戏规则的潜在技术”，它能够解锁新的锂资源。与水力压裂页岩的风险相比，DLE能够带来环境效益，减少土地和水的使用和浪费。

DLE提供了一种锂开采和精炼的替代方法。要获得高纯度锂，传统方法的生产周期需要几个月，而DLE的生产周期只需要几天。

“我们把盐水抽上来，只取出锂，然后再将盐水注入地下。”Summit 纳米科技公司（总部位于加拿大阿尔伯塔省卡尔加里）的首席技术官杰里米•帕特（Jeremy Patt）说，“我们的目标是不添加任何化学物质，也不改变盐水的温度或pH值，以最小的破坏获得更多的锂。”

Summit是十几家正在引领新DLE工艺的新公司之一，目标是最早在2025年实现商业化生产。世界顶级锂生产商雅宝和SQM Lithium计划于2024年检验自己的DLE技术。在中国，一些商业项目已经使用了中国DLE创新企业蓝晓科技的技术。

与此同时，汽车制造商也正在寻找稳定的DLE供应：通用汽车正在支持总部位于美国得克萨斯州奥斯汀的EnergyX和特斯拉的锂供应商Livent，Livent在阿根廷拥有DLE工厂；宝马则从Livent购买锂，并投资了加州初创公司Lilac Solutions。2023年4月，智利表示，有意与智利合作的私营公司的新增锂项目必须加快DLE的商业化进程。

如今，大多数DLE项目都依赖吸附技术。其理念是，采用以精心选择的材料和物理结构制成的微珠表面捕获锂分子。根据对行业专家的采访，目前大多数公司都在使用60年前首次发明的铝吸附剂的变体。

帕特解释道，Summit纳米科技的铝基多孔颗粒，其表面设计能与锂离子相互作用。这些孔隙的直径与锂离子的直径相当，有助于从盐水中捕获90%以上的锂；而传统的蒸发回收率在40%到65%之间。帕特说，Summit将盐水泵送到几十英尺高、几英尺宽的装有吸附剂的管柱层中。当吸附剂装载了锂以后，可用温水冲掉该金属，这使得吸附剂可重复使用，水可被回收。“我们专有的吸附剂和水回收工艺是公司的两大技术支柱。”他说。

帕特说，Summit成立5年来不断巩固技术，并在智利圣地亚哥的一个试点工厂采用了该技术，Summit用卡车将盐水运至该工厂。他补充道，目前该公司正在建设一个每天可处理25立方米盐水的示范工厂，还在为其第一个商业工厂制定计划。

Livent和Sunresin使用的是自己的铝吸附剂。根据高盛的数据，自2017年以来，有3家中国锂生产商一直在使用Sunresin的技术，另外还有5个项目正在进行中。

不过，Livent是第一个早在1998年就开始DLE商业化部署的公司。该公司先在小水池中浓缩盐水，然后应用DLE技术，使用的土地和水比传统蒸发池更少。高盛的数据表明，2019年，该公司将产能提高到每年2.7万吨，并计划到2026年，每年再增加5万吨产能。

加州初创公司Lilac Solutions正在采用一种不同的DLE方法，即离子交换。该公司的首席执行官大卫•斯尼达克（David Snydacker）说，该公司使用的微珠看起来很像吸附珠，但作用完全不同。微珠用于吸收锂交换氢离子，然后该公司用稀酸来冲洗锂。

离子交换是一种常见的方法，可用于家用软水器等日常用途。斯尼达克说，开发一种用于锂的离子交换材料是一个“圣杯”。20年来，大公司一直在试验离子交换。只有陶瓷材料能够高选择性地吸附锂，挑战在于制造一种能够耐受盐水和酸环境的陶瓷。他说，以前的陶瓷离子交换材料经过10次循环就会退化，而Lilac的材料可以持续耐受2000多次循环。

斯尼达克表示，目前，澳大利亚锂开发商Lake Resources正在两个偏远的项目现场试验Lilac的技术，福特已与其中一个项目签署了每年购买2.5万吨锂的协议。

据《金融时报》报道，石油和天然气行业的重量级企业也将业务拓展到了锂行业。最近，埃克森美孚在美国阿肯色州购买了含锂的盐水矿床，雪佛龙也在考虑生产锂。

美国政府对利用多种国内锂资源的能力非常感兴趣。清洁技术集团（CTG）的分析师霍利•斯托尔（Holly Stower）说：“随着美国向低碳经济转型，能源部希望确保拥有稳定安全的锂供应，抵御地缘政治风险，而DLE能够实现这一点。”

美国能源部正在投资数百万美元开发新的DLE技术，在加州索尔顿湖等美国地热盐水中提取锂。美国国家可再生能源实验室估计每年能提供的锂超过2.4万吨。美国能源部最大的一笔500万美元资金已经投入EnergyX公司，该公司还获得了通用汽车5000万美元的资金支持。

目前尚不可知哪种DLE技术会取胜。斯托尔说，到目前为止，“对于客户想要什么，以及技术能够提供什么，还没有明确的优胜者。”但高盛分析师雨果•尼古拉奇（Hugo Nicolaci）说，目前正在试验的所有DLE分离技术都已用于其他项目，这应该会加速其商业化。“预计到这个十年末，会出现第一波真正的DLE项目。”他说。

作者：Prachi Patel