研发盐湖提锂新工艺 “膜法师”唯赛勃深挖行业机会
◎记者 李少鹏
在膜材料领域打拼多年的科创板公司唯赛勃，其总经理周广朋上半年的工作几乎处于“跑图”模式，青海海西、西藏阿里等多地的盐湖都能看到他的身影。
“公司研发的低温纳滤膜在西藏的几个盐湖做了中试，这款膜在原卤提锂运用中既保证了锂离子的通量，并且将硫酸根、碳酸根等杂质的截留率提升至90%以上，整体效果不错。”在谈到低温纳滤膜产品时，周广朋表示，要多和上游对接，把公司的好产品推广出去。
随着新能源汽车和储能产业的爆发式增长，有着“白色石油”之称的锂矿行业已跻身热门赛道，如何提升锂矿的开采效率也逐步成为上游矿企关注的焦点。
挑战就是机会，面对盐湖提锂、矿石提锂技术的不断革新，唯赛勃看到了行业机会，并通过技术创新、试验带动等举措，研发出一系列提升锂矿开采效能的新工艺、新产品，目的就是推动产业绿色、健康发展。
低温预处理纳滤技术获突破
唯赛勃率先在业内提出采用低温纳滤技术推动盐湖原卤提锂发展，使纳滤膜在温度低于10℃的环境下也能工作，实现了从老卤到原卤提锂方式的突破性变革。
从资源形态来看，全球近70%的锂资源在盐湖中。
进一步来看，中国的锂资源储存量位居全球前列，其中卤水类型的锂资源占比近八成，均集中在高寒、高海拔的青海、西藏一带。其中青海的盐湖卤水属于高镁锂比、低锂离子浓度类型；西藏盐湖虽不乏禀赋优势，但处于高原地区，难以简单复制沉淀法提锂。
“青海盐湖的吸附法提锂工艺流程已经比较成熟了，但是西藏盐湖开发不能生搬硬套。”周广朋告诉记者，以青海察尔汗盐湖为例，该盐湖的工艺流程是通过建设盐田摊晒除钾等杂质后得到老卤，再通过吸附工艺生产碳酸锂。但是，西藏盐湖不能直接借鉴青海盐湖的技术工艺。
什么原因呢？周广朋表示：一是西藏的平均气温没有察尔汗盐湖那么高；二是西藏多处盐湖所在地湿度较大，综合因素造成西藏盐湖的摊晒效率不高。另外，大规模建设盐田也不利于西藏当地的生态保护。“因此，尚未进入大规模开发状态的西藏盐湖势必会走上原卤提锂这条新路。”周广朋说。
需要指出的是，与青海硫酸型盐湖镁锂比高的实际情况不同，西藏盐湖大多为碳酸型盐湖，锂离子浓度高、镁锂比低等优势明显。以西藏矿业旗下的扎布耶盐湖为例，该盐湖的镁锂比仅为0.05：1，远低于青海众多盐湖。
低镁锂比的盐湖更适合原卤提锂，而原卤提锂，膜工艺至关重要。通常情况下，低镁锂比盐湖提锂的做法就是把盐湖中的碳酸根、硫酸根等杂质通过纳滤膜截留，使锂离子顺利通过，然后再用吸附法等工艺获得碳酸锂产品，但是西藏盐湖水温常年低于10℃的特点导致现有的纳滤膜不能正常使用。如何解决盐湖卤水低温的问题成为提升西藏盐湖提锂开发利用的关键。
“我们是一家产品型公司，从‘面粉做到面包’是我们的优势。”在周广朋看来，只要工艺路线走得通，剩下的就是细节问题。针对西藏盐湖的资源禀赋特征和市场应用前景，唯赛勃的技术研发团队下决心要打造一款既要保证碳酸根离子截留量，还要考虑锂离子的通过量的纳滤膜。
功夫不负有心人。经过反复实验论证，唯赛勃率先在业内提出采用低温纳滤技术推动盐湖原卤提锂发展，并递交申请了“一种适用于低温预处理盐湖卤水的纳滤膜的制备方法”的发明专利，使纳滤膜在温度低于10℃的环境下也能工作，保持了良好的通量和截留率，实现了从老卤到原卤提锂方式的突破性变革。
“低温纳滤膜目前已经在西藏的2个到3个盐湖做了中试，通过低温预处理纳滤技术快速制成老卤的反馈效果不错。”周广朋告诉记者，目前还有一些西藏盐湖项目正在测试公司生产的低温纳滤膜，该技术工艺已经跟西藏规模比较大的盐湖项目达成初步合作。
周广朋还表示，以年产碳酸锂万吨盐湖为例，仅在预处理阶段需要的低温纳滤膜的数量约为10000支，若该技术能在西藏新建盐湖项目中得到规模化运用，市场前景将非常广阔。
开发高盐卤水淡化膜
针对在西藏进行盐湖提锂如何自制淡水这一痛点，唯赛勃开发了一款高盐卤水淡化膜，可以在高盐的卤水中制得淡水。
相比于青海盐湖提锂的成熟布局，唯赛勃将业务机会更多放在尚未规模化开发利用的西藏盐湖中，“还能为西藏盐湖提锂做点啥？”也成为唯赛勃管理团队一直思考的问题。
就西藏盐湖的开发现状来看，通过低温纳滤膜技术解决了盐湖提锂预处理问题，那么在吸附工艺中能否将膜技术进行应用呢？力求创新突破的唯赛勃给出肯定答案——高盐卤水淡化膜。
“这个想法是和锂矿厂商的技术负责人碰撞出来的。”对于膜技术在西藏盐湖提锂的进一步运用，周广朋认为是偶然也是必然。“现有盐湖提锂主要的工艺有盐田沉淀、吸附、电渗析、膜法及萃取等方法，最主流的是‘吸附+膜法’的解决方案，而吸附法最大的问题就是‘费水’。”
采用吸附法进行盐湖提锂，首先面临的就是淡水消耗量庞大的问题。资料数据显示，盐湖提锂生产1吨碳酸锂需消耗350吨至470吨的淡水，且处理不当会造成大面积的环境污染。针对这一情况，西藏盐湖提锂企业的办法是取盐湖水用于盐湖提锂，实现淡水的自循环。
“唯赛勃就是做膜出身，这个原理其实和水处理膜的工艺类似，从盐湖卤水的预处理到淡水处理，我们已经打通了这条技术路线。”周广朋告诉记者，唯赛勃针对在西藏进行盐湖提锂如何自制淡水这一痛点，开发了一款高盐卤水淡化膜，可以在高盐的卤水中制得淡水，克服了需要大量电力来运行蒸汽装置的实际困难，使在西藏的盐湖卤水中自制淡水成为可能。
同时，公司还开发了一种可用于西藏盐湖提锂的高盐浓缩系统，搭配高盐卤水淡化膜使用，可以在制淡水的同时，将盐湖卤水进行浓缩，供吸附段使用，该技术工艺可降低吸附段约三分之一的建设及运营成本。
“和西藏某盐湖提锂企业交流时，对方怕这个技术不靠谱，还专门寄盐湖卤水到公司进行测试，要求将全过程模拟出来。两个星期后，我们就把淡水生产出来了。”说起高盐卤水淡化膜和高盐浓缩系统，周广朋兴奋地表示，此技术对西藏盐湖开发至关重要，很好解决了原卤提锂中淡水水源的问题。目前，唯赛勃已对高盐卤水淡化膜和高盐浓缩系统申请了专利保护。
在与上游盐湖提锂厂家充分沟通过程中，唯赛勃也对此前的销售模式进行了调整。
“在水处理膜产品业务方面，我们就是将标准化产品提供给工程公司和经销商进行销售，但在盐湖提锂业务中该模式存在很多问题。”在周广朋看来，因为盐湖资源禀赋各异，不接触最终用户，公司就不能了解到厂家最新和最真实的需求。“目前盐湖提锂业务都是直接和厂家对接，这也为公司技术研发提供了很多创新机会。”
此外，已在盐湖提锂业务中展现出不俗势头的唯赛勃还希望在矿石提锂领域有所建树。公司技术研发团队借鉴盐湖提锂煅烧法模型，提出了一套膜法矿石提锂的创新解决方案。周广朋表示，该方案可通过矿石粉+酸+水+催化剂，借助公司生产的耐酸膜直接浸出沉锂。
“该生产工艺不需要高温焙烧，经耐酸纳滤膜系统处理，即可令铝、锰、钙等杂质与锂直接分离，通过耐酸反渗透膜系统浓缩后直接用于下一步沉锂，提高锂的产出率。”周广朋称，目前该技术工艺已与江西某锂矿厂商签订中试合同，公司也分别对该创新工艺和系统中的耐酸纳滤膜产品申请了专利保护。
展望未来，周广朋表示，公司将充分利用自身技术研发优势，深挖行业机会，为锂矿绿色开发带来更多可行性。
