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科技日報：鎂鋰“連體嬰”世界性難題成功“分離”的背后……
科技日報 本報記者 張蘊 2017-12-21
近半個(gè)世紀以前，連體嬰兒分離手術(shù)曾被視為“世界性難題”，幾十年間，隨著(zhù)檢查儀器的現代化，麻醉、外科手術(shù)水平的提高，現如今，“連體嬰兒分離術(shù)”已廣泛應用到世界各地；
而在金屬材料領(lǐng)域，也有一對不為人知的“連體嬰兒”亟待分離，他們相互依存共生共長(cháng)達數千年之久，他們的“分離”術(shù)，成為全世界最難攻克的技術(shù)之一。
這對“兄弟”，便是鎂和鋰。
剛剛閉幕的第十九屆中國專(zhuān)利獎頒獎大會(huì )上，中國科學(xué)院青海鹽湖研究所研究員鄧小川代表研發(fā)團隊接過(guò)一座沉甸甸的獎杯，為世人揭開(kāi)了攻克“從鹽湖鹵水中分離鎂和濃縮鋰的方法”這一世界性難題的神秘面紗，世界屋脊青海，為世界獻出了一份彌足珍貴的“提鋰”樣本......
鎂鋰“連體嬰”分離由來(lái)
高原寒冬，一眼望去，青海柴達木盆地冷的像一座”空城“。然而此時(shí)本應停產(chǎn)的西礦集團青海鋰業(yè)有限公司車(chē)間內，卻是一副副“擼起袖子加油干”的火熱場(chǎng)面。
這一火熱場(chǎng)面，源于電池級碳酸鋰供不應求的市場(chǎng)現狀。得益于“高鎂鋰比鹽湖鹵水低成本鎂鋰分離”重大專(zhuān)利帶來(lái)的成果轉化，青海鋰業(yè)取得了2014年至2016年共產(chǎn)出碳酸鋰1.56萬(wàn)噸、新增銷(xiāo)售額11.7億元、新增利潤5.2億元的喜人成就。
“高鎂鋰比鹽湖鹵水低成本鎂鋰分離”是何來(lái)頭，又為何要分離？對此，中國科學(xué)院青海鹽湖研究所研究員、鹽湖提鋰核心專(zhuān)利第二發(fā)明人鄧小川接受了本報記者專(zhuān)訪(fǎng)?！案哝V鋰比鹽湖鹵水綠色低成本鎂鋰分離是世界性難題，也是鹽湖提鋰工藝之關(guān)鍵和資源綜合利用瓶頸。2015年中國新能源汽車(chē)迅速發(fā)展，需求傳導至鋰離子動(dòng)力電池、鋰電池材料直至碳酸鋰，而鹽湖中含有大量的鎂鋰鉀資源，鋰資源的提取又是實(shí)現資源綜合利用的關(guān)鍵核心技術(shù)。且國外鹽湖資源鎂鋰比低，提取難度不大，中國鋰資源儲量最大的青海鹽湖卻是鎂鋰比高，國外技術(shù)難以應用，自主提鋰勢在必行?！?/p>
原來(lái)，90年代初，國外攻克了鹽湖提取碳酸鋰資源的技術(shù)，使得成本大幅度降低50%以上，國內市場(chǎng)遭受重創(chuàng )，碳酸鋰價(jià)格大跌，國內碳酸鋰市場(chǎng)倚賴(lài)進(jìn)口的局面宣布到來(lái)。
直到20世紀末，由于國內沒(méi)有掌握分離提取技術(shù)，不少礦產(chǎn)元素市場(chǎng)一直被國外壟斷，陷入了受制于人的尷尬境地。
從實(shí)驗室到戈壁灘的“鹽湖情懷”
目光鎖定青海，被譽(yù)為“聚寶盆”的柴達木盆地，是世界第三大、中國第一大鹽湖地區，蘊含極其豐富的鈉、鎂、鋰、鉀等礦產(chǎn)元素。目前，全球已查明的鋰資源儲量為3400萬(wàn)噸，青海鹽湖鋰資源占全球鹽湖鋰儲量的30%左右，占我國鋰資源總儲量的71%，但多數鹽湖的鎂/鋰比值高達35~2100。
坐擁如此豐沛的鹽湖鋰資源只得望“鋰”興嘆，如何突破技術(shù)瓶頸，令化學(xué)性質(zhì)非常相近的鎂鋰成功“分離”，從而實(shí)現高品質(zhì)鋰資源的“物盡其用”，這是擺在政府及科學(xué)家面前的一道難題。
在幾代鹽湖科技工作者長(cháng)期研究積累的基礎上，90年代初，時(shí)任中國科學(xué)院青海鹽湖研究所所長(cháng)的馬培華及其提鋰團隊在高寒缺氧、孤寂蒼涼的青海鹽湖“無(wú)人區”，面對極艱苦的戈壁工作、生活環(huán)境，歷經(jīng)近20年的基礎研究、科技攻關(guān)和應用實(shí)踐，系統研究了復雜鹽溶液體系鎂鋰分離的基本物化機理，構建了選擇性分離提鋰的新模式，開(kāi)發(fā)了“選擇性離子遷移”高效膜分離綠色新方法及裝置，首次創(chuàng )立了我國高鎂鋰比鹽湖提鋰及資源綜合利用技術(shù)體系，取得了一系列重大創(chuàng )新成果，解決了高鎂鋰比鹽湖提取鋰鹽這一全球性難題，與國內外同類(lèi)技術(shù)相比具有綠色、高效、低能耗、低物耗，產(chǎn)品成本低，純度高等優(yōu)點(diǎn)，達到國際領(lǐng)先水平。
這一核心技術(shù)，填補了全球高鎂鋰比鹽湖綠色、低成本工業(yè)化提鋰的空白。
“目前，青海鹽湖資源開(kāi)發(fā)程度和技術(shù)成熟度在中國是最高的?！编囆〈ㄟ@樣形容。
無(wú)疑，在打造“生態(tài)強省”的高原青海，清潔高效提鋰密切契合了新形勢下的生態(tài)戰略要求。
