面對國家對于鋰資源的戰(zhàn)略需求，中國科學(xué)院青海鹽湖研究所在時任所長馬培華的帶領(lǐng)下，開展了“青海鹽湖提鋰及資源綜合利用產(chǎn)業(yè)化示范工程”項目的研究。

鹽田成品鋰鹵礦

　　原創(chuàng)的技術(shù)路線
　　鋰資源也是用于核能、軍工的國家戰(zhàn)略資源，鋰資源儲備和提鋰技術(shù)直接影響到國家的戰(zhàn)略安全。
　　從全球儲量范圍來看，鹽湖鋰的儲量要高于礦石鋰的儲量，而且鹽湖鋰資源主要分布在南美洲和我國的青藏高原地區(qū)，青海省的臺吉乃爾鹽湖和一里坪鹽湖是柴達(dá)木盆地鋰富集礦區(qū)。上世紀(jì)90年代，南美洲就已經(jīng)成功開發(fā)了鎂鋰比值為6：1的鹽湖提鋰技術(shù)。
　　但是，相較于南美洲，我國鹽湖的鎂鋰比值普遍過高，鎂鋰分離技術(shù)的難度很大。中科院青海鹽湖所研究員王敏告訴記者，東臺吉乃爾鹽湖的鎂鋰比值為40：1，一里坪鹽湖的中間值高達(dá)100：1，察爾汗鹽湖甚至接近2000：1，“這是我國高鎂鋰比鹽湖提鋰技術(shù)上存在的一大世界性難題”。
　　如何破局？時任所長馬培華對沉淀法、煅燒法、鹽析法、萃取法等化學(xué)法路線的技術(shù)缺陷有著深刻的體會。通過總結(jié)以往的經(jīng)驗教訓(xùn)，馬培華認(rèn)識到，要真正解決制約我國鹽湖開發(fā)走向大規(guī)模綜合利用的瓶頸問題必須摒棄以往高物耗、高能耗、三廢排放量多的化學(xué)過程，開創(chuàng)一種高效分離提鋰模式。
　　但正是基于這些傳統(tǒng)的方法，上世紀(jì)90年代末，馬培華帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊探索出從高鎂鋰比鹽湖鹵水中低成本、清潔提鋰的方法——離子選擇遷移分離方法，也就是現(xiàn)在的離子選擇膜分離方法。隨后，鹽湖所與新西蘭太平洋鋰業(yè)合資成立了青海鋰業(yè)有限公司，由鹽湖所負(fù)責(zé)運行實施，準(zhǔn)備做出一套完整的產(chǎn)業(yè)化樣本再加以推廣。
　　但這在當(dāng)時引來了不少人質(zhì)疑，鹽湖所在產(chǎn)業(yè)化、工程化方面是否具備足夠的經(jīng)驗和資金，再加上當(dāng)時同期起步的還有實力雄厚的中信國安和鹽湖集團(tuán)，這讓項目的實施在當(dāng)時一度飽受爭議。
　　后來，由于青海鋰業(yè)在東臺產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)過程中資金短缺，項目的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度也一度被迫停滯。2005年，在西部礦業(yè)介入企業(yè)重組后，東臺項目開始正式建設(shè)，在短短兩年的時間內(nèi)，就實現(xiàn)了3000噸碳酸鋰產(chǎn)業(yè)化項目的產(chǎn)品下線，生產(chǎn)出的碳酸鋰主含量達(dá)到99.7%，達(dá)到了鋰電池用的碳酸鋰標(biāo)準(zhǔn)。
　　艱難的建設(shè)過程
　　從建設(shè)到投產(chǎn)僅用了兩年的時間，但期間日日夜夜的奮戰(zhàn)，對于東臺項目團(tuán)隊來說，雖隔經(jīng)年，卻仍然記憶猶新。
　　由于從高鎂鋰比鹽湖鹵水中高效提取鋰的工業(yè)化生產(chǎn)在國內(nèi)仍然是空白，因此無論在實驗室研究、小試、中試，還是產(chǎn)業(yè)化項目時，沒有適用的設(shè)備裝置是擺在中科院青海鹽湖所研究員、產(chǎn)業(yè)化項目提鋰技術(shù)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人鄧小川面前的一大難題。
　　首先，如何選擇分離設(shè)備材料，鄧小川和團(tuán)隊下足了功夫。分離裝置對隔室的密封性要求很高，隔板材料既要有彈性，又要有塑性，而且隔板厚度要小于1毫米。但是，國外進(jìn)口的裝置價格高昂，國內(nèi)的工業(yè)材料和制造技術(shù)又過于薄弱。整整兩個月，鄧小川和團(tuán)隊撲在位于浙江省的一家國內(nèi)廠家，通過物理復(fù)合足足做了七層材料，才把分離裝置的內(nèi)外泄漏問題解決。通過中試運行，他們又發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)分離裝置在多個方面難以滿足分離工藝的特殊要求，遇到了產(chǎn)業(yè)化技術(shù)瓶頸。他們只好購置進(jìn)口設(shè)備，但進(jìn)口設(shè)備同樣存在泄漏指標(biāo)超過合同規(guī)定指標(biāo)的問題。最后他們只能再通過談判，更換隔板材料改進(jìn)密封效果。
　　“記得2006年春節(jié)過后，我到外地出差，進(jìn)行相關(guān)設(shè)備材料采購的談判，結(jié)果發(fā)生車禍，一度收到病危通知單。”鄧小川說，他在病床上一躺就是兩個月，“大部分的技術(shù)實施都由我負(fù)責(zé)，其他人沒辦法替代。整個項目因此耽誤，當(dāng)時心里十分著急。”
　　項目產(chǎn)業(yè)化時工藝設(shè)計出現(xiàn)問題、主要進(jìn)口設(shè)備和外圍國內(nèi)配套設(shè)備之間不兼容、安裝生產(chǎn)車間時工程設(shè)計出現(xiàn)偏差、投料運行時管道爆裂……一路走來，東臺項目遇到了諸多障礙，但也正是這些困難，讓他們得以為項目的正式投產(chǎn)積累經(jīng)驗。
　　2007年國慶期間，馬培華專程從北京趕回來，七天一直駐扎在現(xiàn)場，希望看到項目的正式投產(chǎn)。但不巧的是，調(diào)試中間出現(xiàn)了問題，導(dǎo)致馬培華沒能見證第一批產(chǎn)品。但是他也給鄧小川留下了指示：“第一次投料出來的產(chǎn)品要達(dá)到合格。”
　　為了這個目標(biāo)，當(dāng)時所有課題組成員基本上都一周沒合眼。但現(xiàn)場測試出的料液結(jié)果也相當(dāng)令人振奮。“結(jié)果超出了我們的預(yù)計。”鄧小川回憶道，“鎂的分離率基本達(dá)到95%以上，第一次拿到的數(shù)據(jù)中富鋰料液的鎂鋰比竟達(dá)到0.2~0.3，這在百噸級規(guī)模的中試中都沒得到這個數(shù)據(jù)。”
　　他們的辛苦，終于沒有白費。
　　示范意義顯著
　　鄧小川介紹說，鹽湖研究所東臺基地的科研工作開發(fā)了高鎂鹵水中鎂鋰高效分離技術(shù)，利用碳酸鋰制取工程技術(shù)獲得產(chǎn)品純度在99.5%以上的技術(shù)級碳酸鋰。
　　此外，鹽湖所還針對青海東臺鋰礦鹽湖的化學(xué)組分和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，系統(tǒng)地研究了鹵水中鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、硼酸鹽的濃縮分離技術(shù)，有效地利用了鹽湖鹵水中的有益組分，實現(xiàn)了資源的可持續(xù)發(fā)展。
　　目前，一期12萬平方米鹽田的成功修建和鹽田兩年多的連續(xù)運轉(zhuǎn)，為二期4平方千米鹽田施工設(shè)計提供了許多可以借鑒的寶貴經(jīng)驗。2010年，項目計劃在東臺區(qū)域進(jìn)行二期擴(kuò)建，建成2萬噸碳酸鋰的生產(chǎn)規(guī)模。
　　二期擴(kuò)建是青海鹽湖提鋰及資源綜合利用高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項目中重點工程之一，也為項目的順利實施成功地邁出了第一步。+