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从Livent收购ILiAD Tech母公司少数股权,浅谈盐湖锂直接提锂(DLE)生产工艺的领导地位。
在《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》中,提及到2025年新能源汽车新车销售量要达到汽车新车销售总量的20%左右。研究表明,电动汽车产量每增加1%,就会让锂需求比当前全球产量增加40%以上。2020-2030年,锂电池对锂的需求将增加6倍。
图1 2018-2025年中国新能源汽车销售及增长率
此外,在电化学储能领域,锂离子电池占据全球新增投运总规模的最大比重,2019 年,全球锂离子电池累计装机占电化学储能 87.3%,居主导地位。根据国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》规划,2025年我国将实现新型储能装机规模 30GW 以上。
图2 2020-2025年中国电化学储能装机规模预计
玻璃:锂精矿或锂化物在制造玻璃时有较大的助熔作用,添加到玻璃配料中能够降低玻璃熔化时的温度和熔体的粘度,简化生产流程,降低能耗,增加产量;
陶瓷:陶瓷中加入少量锂辉石可降低烧结温度,缩短烧结时间。增强陶瓷的耐热、耐酸、耐碱、耐磨以及耐热急变性能;
润滑剂:锂基润滑脂与钾、钠、钙基类的润滑脂相比,具有抗氧、耐压、润滑性能好的优点,特别是锂基润滑脂的工作度宽,抗水性能好;
合金:锂作为轻合金、超轻合金、耐磨合金以及其它有色合金的组成部分,能大大改善合金性能。锂镁合金不仅具有良好的导热、导电、延展性,还具有耐腐蚀、耐磨损、抗冲击性能好、抗高速粒子穿透力等特点,被誉为“未来的宇航合金”。
虽然现在碳酸锂的价格处于低谷(截止到2024年1月8号,碳酸锂价格已从顶峰的60万/吨,像扔铅球一样降到了现在的8万/吨),但全球对锂的需求出现了急剧的增长。为确保能源部门的电气化进程不因成本过高而受阻,锂的供应和生产规模亟待扩大。目前多个国家已采取相应政策措施,例如将锂列为关键矿产,以确保其稳定供应。
Livent Corporation,全球锂业巨头,于2023年12月14日宣布已成功收购ILiAD Technologies母公司的少数股权。值得注意的是,ILiAD Technologies隶属于EnergySource Minerals(ESM)旗下,而ESM是可开采金属量高达1800万吨,价值超过5400亿美元的加利福尼亚索尔顿海地热资源区(Salton Sea Known Geothermal Resource Area)中锂项目的开发商。此次收购将有力推动ILiAD Technologies对其独特的ILiAD(Integrated Lithium Adsorption Desorption)技术平台的商业化进程,并促进其持续发展。
图3 ILiAD创新的直接锂提取(DLE)技术的模型布局
随着高品位盐湖锂资源的不断开采,在锂盐需求量持续增加的市场形势下,开发低锂盐湖资源势在必行。但常规的盐湖提锂的工业化方法如蒸发—沉淀法、铝盐吸附法、煅烧法、萃取法和膜分离法等,这些工艺都是从经过盐田蒸发浓缩结晶后的老卤中提锂的,由于结晶过程中锂盐的夹带损失,锂综合收率通常在30%左右,存在巨大的资源浪费。
而DLE技术舍弃了前端的原卤浓缩环节而是直接处理原卤,也就是说从“老卤提锂”转向“原卤提锂”。传统的蒸发池浓缩极度依赖气候因素,常花费数月时间才能获得老卤,而DLE技术在数小时内就能将锂提出。且浓缩只适用于锂含量高(>> 2000 mg/kg)的卤水的处理,对于低锂含量(60-600 mg/kg) 卤水处理困难。使用DLE技术可以将锂的提取覆盖到更多锂含量低的锂资源卤水中。DLE包括多种技术和工艺,如沉淀、吸附、离子交换、溶剂分离/萃取、膜(膜分离)和电化学分离技术。
图4 直接锂提取技术(DLE)示意图
ILiAD采用了一项创新的直接锂提取(DLE)技术,将优异的锂选择性吸附剂与连续逆流床处理相结合,能够在各种条件下浓缩和处理大量含锂盐水。该项技术经过ESM长达七年的研究和试点测试,已发展成熟并具备高度的可行性。这项高效且灵活的提取技术,具备从全球各地的锂富卤水资源中回收高纯度氯化锂的能力。这涵盖了盐湖、采出水、地热卤水以及其他锂资源的卤水操作。
图5 ILiAD技术示意图
节省淡水用量,是传统盐湖提锂工艺用水的1/9,锂矿石提锂工艺用水的1/3;
几乎适用于所有的含锂盐水资源,处理低至50ppm的含锂卤水,锂回收率仍高达90%;
无需使用化学药剂,仅需水就能实现锂的解吸;
节省占地面积,是传统盐湖提锂工艺占地的1/1000,锂矿石提锂工艺占地的1/10;
通过有效的预处理,使用ILiAD处理地热盐水具有较高的回收率,原始入料高达10000ppm的杂质可有效降低至数百ppm;
吸附剂的使用寿命长达6年,高效耐用。
图6 ILiAD技术优点
图7 Compass Minerals计划锂生产过程
在投资 ILiAD Technologies 方面,Livent 将有权授权 ILiAD 技术在其位于阿根廷的锂卤水资源(Salar del Hombre Muerto)进行预期部署。此外,Livent正在评估该技术在未来产品组合中生产应用的可能性。ILiAD解决方案与Livent专有的工艺技术相辅相成,能够灵活适应公司现有的工厂设计和流程。同时ILiAD还有助于显著改善Livent的能源使用、碳足迹以及用水情况。预计最早在2025年,Livent将开始对ILiAD进行商业应用。
Livent总裁兼首席执行官Paul Graves表示:“我们很高兴能与ILiAD Technologies携手合作,我们将持续投资于工艺和技术,以推进高效、可持续地生产高质量锂化学品的战略方针。ILiAD平台所代表的尖端技术,无疑属于新一代的一流水准。我们坚信,该平台将强化并补充Livent现有的流程,帮助我们在数十年来成功使用基于DLE的商业规模生产流程的基础上再接再厉。”
ILiAD Technologies的首席执行官Samuel Moore表示:“Livent作为全球DLE生产流程的重要实践者和最大用户,其深刻认识到ILiAD技术在DLE领域的未来优势。我们的技术为锂提取过程注入了新的活力,其成本远小于传统操作,显著降低了用水量和碳排放量,且无需消耗任何化学试剂。此次合作标志着我们在全球范围内推广ILiAD进行环保锂生产的重要里程碑。我们对于未来充满信心,并将继续努力为锂行业带来更加可持续的生产方式。”
ESM ILiAD是一家隶属于EnergySource Minerals的私营企业,专注于直接锂提取(DLE)技术。该公司获得了ILiAD技术平台的许可,这是一项专有的突破性技术,将卓越的锂选择性吸附剂与连续逆流床处理相结合,提供了一种独特的专利解决方案,能够在各种条件下浓缩和处理大量含锂盐水。该技术准备在全球范围内推广应用,以可持续地生产锂,从而满足电动汽车电池制造日益增长的需求。
在近80年的时间里,Livent一直以稳健和可靠的方式,与客户携手合作,确保锂的可持续利用,为全球供电贡献力量。作为业内具备能力、声誉和深厚专业知识的企业之一,Livent有能力生产出高质量的锂化合物,有效满足不断增长的锂需求。公司拥有业内领先的产品组合,能够满足绿色能源、现代移动设备、移动经济和专业创新领域(包括轻合金和润滑油等)的需求。Livent拥有约1350名全职、兼职、临时和合同制员工,并在美国、英国、中国和阿根廷等地设有生产基地。
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