“就像生孩子一樣。”日前，五礦鹽湖有限公司（以下簡稱五礦鹽湖）副總經(jīng)理張大義在接受《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)難掩興奮之情，六年孕育，一里坪鹽湖提鋰的往事歷歷在目：從2011年在“鳥不拉屎”的一里坪鹽湖扎帳篷采樣，到2012年與中國科學(xué)院青海鹽湖研究所合作；從實(shí)驗(yàn)室小試初成，到2017年中試取得成功，再到2018年萬噸碳酸鋰產(chǎn)品成功下線……

看著白色粉末狀的碳酸鋰緩緩從設(shè)備中流出，中科院青海鹽湖所鹽湖資源化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、研究員王敏露出欣慰的笑容，因?yàn)樗?，由青海鹽湖所與五礦鹽湖共同研發(fā)的“梯度耦合膜分離技術(shù)”已在鹽湖鋰資源開發(fā)領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。

尋找綠色分離技術(shù)

中國的鋰儲量約占世界的三分之一，但直到20世紀(jì)末，中國的鋰鹽消費(fèi)市場都一直被國外壟斷。“因?yàn)辂}湖里鎂的含量高、鋰的含量低，高鎂鋰比的鎂鋰分離是一個(gè)世界性技術(shù)難題，也成為中國鹽湖鋰資源開發(fā)的瓶頸。”王敏說。

2011年，五礦鹽湖開始對一里坪鹽湖采樣分析。張大義回憶，當(dāng)時(shí)鹽湖提鋰的工藝路線只有電滲析法、煅燒法、吸附法和萃取法。“但是，這些工藝路線都處在完善階段，碳酸鋰產(chǎn)量低。”

青海省有大大小小33個(gè)鹽湖，高鎂鋰比是它們共同的特征，但每個(gè)鹽湖的鎂鋰比又各不相同。“鹵水成分與一里坪鹽湖相似的西臺鹽湖使用煅燒法，但這種方法成本高，環(huán)境污染大，經(jīng)濟(jì)效益也不高。”張大義說，以往的技術(shù)路線不能照搬，在總結(jié)各種工藝路線的優(yōu)缺點(diǎn)后，五礦鹽湖決定自主研發(fā)適合一里坪鹽湖鎂鋰分離的技術(shù)路線。

“我們起步晚，不能再使用落后的技術(shù)路線。”張大義說，當(dāng)時(shí)，公司有意向引進(jìn)德國的化學(xué)法合成技術(shù)，但該技術(shù)工程化難度大，成本也比較高。經(jīng)過討論，五礦鹽湖決定采取“兩條腿走路”的方法，同時(shí)委托多方開發(fā)鋰資源提取的工藝技術(shù)路線。

中科院青海鹽湖所就是被委托方之一。

鹽湖提鋰技術(shù)PK賽

早在2007年，中科院青海鹽湖所就進(jìn)入了張大義的關(guān)注范疇。他告訴記者：“中科院青海鹽湖所是我國唯一專門從事鹽湖研究的科研機(jī)構(gòu)，當(dāng)時(shí)，最先進(jìn)的電滲析法碳酸鋰提取工藝就是他們研發(fā)出來的。”

2007年，中科院青海鹽湖所團(tuán)隊(duì)在東臺吉乃爾鹽湖實(shí)現(xiàn)了鹽湖提鋰及資源綜合利用項(xiàng)目建成投產(chǎn)，年產(chǎn)3000噸碳酸鋰、25000噸硫酸鉀和2500噸硼酸，成為當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的碳酸鋰提取工藝。王敏就是該研發(fā)團(tuán)隊(duì)的主要成員之一。

2013年，五礦鹽湖正式拿到一里坪鹽湖的采礦權(quán)，與王敏團(tuán)隊(duì)的合作也全面展開。王敏表示，接到任務(wù)后，針對一里坪鹽湖鹵水的特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一條綜合利用、綠色開發(fā)的工藝技術(shù)路線——“梯度耦合膜分離技術(shù)”。

從2014年到2015年，國內(nèi)其他研究院所也一直不斷提供一里坪鹽湖提鋰技術(shù)路線方法。直到2016年，中國五礦集團(tuán)（五礦鹽湖上級單位）才最終確定了王敏團(tuán)隊(duì)的技術(shù)路線并開始中試。

“天上無飛鳥，地下不長草。一日有四季，風(fēng)吹鹽沙跑。”這是人們對青海柴達(dá)木盆地地理氣候環(huán)境的生動(dòng)概括。話雖如此，但未曾真正涉足柴達(dá)木的人，很難真正領(lǐng)略其苦澀神韻。

柴達(dá)木盆地本屬無人區(qū)，方圓幾百公里人跡罕至，直到鹽湖產(chǎn)業(yè)化基地的誕生和中國天然氣總公司氣田建設(shè)的開啟，沉睡數(shù)億年的柴達(dá)木腹地才算真正有了些“人氣”。

王敏回憶，一里坪鹽湖開發(fā)之初，氣候條件和工作環(huán)境極其惡劣，水、電、氣等基本生活所需無法得到保障。晝夜溫差大，冬季夜間氣溫低至零下28℃，夏季白天高達(dá)近40℃；不僅缺氧，更沒有通信，就連餐飲都很困難，生活用水、蔬菜、水果要從500公里之外的格爾木去拉。

為了采集基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)，王敏團(tuán)隊(duì)和五礦鹽湖的科研人員在一里坪鹽湖一呆就是幾個(gè)月。“我們就是搞這個(gè)事業(yè)的人，在那里呆兩個(gè)多月，沒啥感覺。要是第一次去的人，恐怕呆不住。”張大義說。

2018年11月，正是鹽湖最寒冷的季節(jié)，王敏團(tuán)隊(duì)在一里坪鹽湖堅(jiān)守60余天，直到萬噸級碳酸鋰產(chǎn)品成功下線。

合作成功的基礎(chǔ)

鹽田蒸發(fā)、提鋰、提硼、提鎂……六年的孕育，一項(xiàng)項(xiàng)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，見證了中科院青海鹽湖所與五礦集團(tuán)的成功合作。

“企業(yè)對科研院所技術(shù)原創(chuàng)性的認(rèn)可，是雙方合作的基礎(chǔ)。”王敏說。在實(shí)驗(yàn)室里，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了鎂鋰分離等關(guān)鍵技術(shù)的工藝開發(fā)，突破了“梯度耦合膜分離技術(shù)”工程化應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。“中試和工業(yè)化過程中，難免會遇到各種各樣的小問題，項(xiàng)目六年來進(jìn)展順利，與企業(yè)對技術(shù)的認(rèn)可、科研院所與企業(yè)的充分溝通密不可分。”

總結(jié)多次與企業(yè)的合作經(jīng)歷，王敏認(rèn)為，合作第一階段應(yīng)以科研院所為主體，開展研發(fā)。第二階段應(yīng)以企業(yè)為主體，實(shí)施工程化。在第二階段，科研人員與企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)充分溝通交流。“針對出現(xiàn)的問題，與現(xiàn)場的生產(chǎn)班組積極配合，做工程化的技術(shù)改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并推廣應(yīng)用。”

目前，一噸碳酸鋰市場價(jià)6.5萬～8.5萬元，這條萬噸級生產(chǎn)線將為五礦集團(tuán)帶來每年7億元左右的產(chǎn)值。

王敏表示，一里坪鹽湖晶間鹵水鉀、硼、鋰、鎂資源提取路線，具有普遍適應(yīng)性，綠色環(huán)保，可以為柴達(dá)木地區(qū)富鋰鹽湖鹵水資源的綜合開發(fā)利用提供產(chǎn)業(yè)化示范，也可以為我國其它地區(qū)鹽湖鋰資源開發(fā)和綜合利用提供技術(shù)支撐，對實(shí)現(xiàn)我國鹽湖鋰資源高效、綠色開發(fā)和資源循環(huán)利用，推進(jìn)青海省千億元鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

五礦鹽湖總經(jīng)理李增榮表示，未來，五礦鹽湖還將與中科院青海鹽湖所共同合作，積極探索碳酸鋰產(chǎn)品的多元化開發(fā)及下游產(chǎn)品的深加工，并對目前鎂鋰分離工藝技術(shù)繼續(xù)優(yōu)化和完善。