膜特征对锂资源提取过程的影响
2021-09-28李志录王敏赵有璟彭正军白露
李志录,王敏,赵有璟,彭正军,白露,3
(1 中国科学院青海盐湖研究所,中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,青海 西宁 810008;2 青海省盐湖资源化学重点实验室,青海 西宁 810008;3 中国科学院大学化学工程学院,北京 101408)
锂作为碱金属元素,具有良好的电化学性质(Li+/Li,电极电势E0=-3.04V)和固体元素中最高的比热容[1],在电池、玻璃、陶瓷和润滑剂等领域有着广泛的应用[2],其在各领域应用比例如图1(a)所示。预计2021年全世界锂的需求量(以碳酸锂计)达到32.4万吨,2025年将达到42.2万吨,图1(b)为2017—2025年全球锂资源需求量的预测数据[3],同时锂的消耗量随着锂电产品在生活中的普及而日益增加[4-6],整个市场对锂资源的需求也更加迫切(预计年需求增加量达20%)[3,7-8],因此锂资源提取对锂相关行业的发展至关重要。

图1 锂资源的应用及未来的需求
锂的来源分为固体资源和液体资源两种形式。固体资源主要为矿石中的锂[9],如锂辉石(spodumene,分子式LiAlSi2O6)、透锂长石(petalite,分子式LiAlSi4O10)、锂云母[lepidolite,分子式KLi2Al(Si4O10)(F,OH)2]、磷锂铝石[amblygonite,分子式Li,Al(F,OH)PO4]等含锂矿石、废旧电池以及锂相关电子产品中回收的锂[10-12]。液体资源多为盐湖卤水和海水中的锂[13-14]。据统计,全球盐湖卤水中锂的含量约为4000 万吨,约66%的资源存在于阿根廷、智利、玻利维亚的“锂三角”以及中国的盐湖[3]。中国含锂卤水资源丰富,锂储量位居世界第四(阿根廷、玻利维亚、智利和中国)[2],主要分布在青藏高原地区[15]。其中青海地区开发中的盐湖有察尔汗盐湖、东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖及一里坪盐湖等。与国外盐湖相比,青海地区的盐湖卤水存在镁锂质量比高和成分复杂的问题[16-17],因此高效科学地开发和利用储存的锂资源是锂在各领域需求得以保障的关键[18]。……
