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bob手机app下载:新能源还是污染源?- 锂真的是清洁能源吗?
来源:bob靠谱吗 作者:bob手机版ios

  上一篇我们介绍了全球锂资源的分布情况,以及我国锂矿的大致位置,随着新能源的大力发展,目前锂金属的开采速度也在逐渐加快,我国锂资源世界领先,但锂矿开采条件并不好,偏偏锂资源的开采和使用直接关系到未来发展,因此锂提取工艺也是关乎民生民计的技术核心问题。

  我国锂矿资源储量丰富,但大体来讲可分为锂辉石和卤水型两种类型,因此目前国内锂矿开采工艺主要分为锂辉石露天开采和盐湖卤水提锂。

  上世纪90年代,我国已经成为锂工业大国,但当时我国的锂资源以锂矿石开采为主,随着国外开始采用盐湖卤水提取,对我国的锂矿石开采造成很大的影响,但同时也对国内的盐湖提锂技术进步起到了促进作用,近年来,我国对锂的开发利用技术进步较大,不论盐湖卤水提锂技术还是锂矿石提锂技术,都已经走在世界前沿。

  自然界中,含锂矿石主要包括锂云母、锂辉石和透锂长石等。以锂矿石为原料提取锂等有价金属的方法主要有石灰石法、硫酸法、氯化物法和压煮法等。

  石灰石煅烧法的优点是实用性很强,几乎可用于所有锂矿物,缺点是浸出液中锂含量低,蒸发能耗大,锂回收率较低,中信国安曾经在2006年采用煅烧法提锂,但由于环境污染严重被叫停,因此这种方式目前并不适用。

  优点是能源消耗量低,浸出液锂浓度高,因此回收率也高,但缺点也很明显,后续的净化负荷量重、技术难度大,以及大量使用硫酸,对设备的防腐蚀性能要求很高。

  优点是锂转化率高,能耗低,焙烧时间短,但也有焙烧过程对设备防腐要求较高,后期釆用碳酸钠沉锂,成本增加等缺点。

  以上这几种方式共同的特点是提锂的成本很高,一般都在5-6万/吨,锂云母提锂就更贵了,估计在6万/吨以上。如何通过技术创新和改造,减低提锂成本是矿石提锂技术的最大难题和制约,从盐水中提锂才是目前的普遍方式。

  外界普遍认为锂是从锂矿中提取而来,但实际上,全球70%以上的锂都提取自富含矿物质的盐湖。从盐湖卤水中提取锂的方法主要有离子交换法、煅烧浸取法、纳滤膜分离法、溶剂萃取法等。

  近年来我国的盐湖卤水开采技术已经有很大的提升,单单是离子交换法,不同的开采公司都会有不同的成果。

  离子交换法具有选择性高、环境友好的优点,尤其适用于低浓度卤水和海水中锂的提取,但离子交换吸附剂的制备工序比较复杂。吸附剂性能决定离子交换吸附法工艺的效率,目前各个公司投入使用的吸附剂种类多样。优点是在高镁锂盐湖卤水提锂工艺过程中,提锂生产效率高、无环境污染、工艺成熟可靠。缺点是在碳酸型盐湖使用过程中有一定局限性。

  煅烧浸取法是通过煅烧、浸取、沉淀等工艺实现碳酸锂提取。这种方式有利于综合利用锂镁等资源,原料消耗少,但镁的提取使流程复杂,设备腐蚀严重,需要蒸发的水量较大、能源消耗大,存在环境污染的问题,在目前环保严控的监管环境下,面临较大的环保风险。

  膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征。其中,纳滤膜分离法是近年来国内外开发研究较多的一种新型膜分离技术,柴达木盆地东台吉乃尔主要适用纳滤膜分离技术进行工业化生产。

  萃取法应用的核心是萃取剂,但萃取剂对管道腐蚀严重,并且对环境破坏也较为严重,因此如何选择环境友好型的萃取剂是未来行业的主要研究方向。就目前来说,大量的废液有机物含量过高会对盐湖造成很大的污染,萃取法在越来越高的环保标准下无法达到行业要求,因此不太可行。

  除上述方法外,还有多种提锂方法的研究,如沉淀法、盐析法、树脂吸附法、芒硝循环法、电化学法、碳化法、液膜法、转化法等方法等等,不一而足,经过这几十年的发展和研究,我国的提取工艺也在不断改进和完善,但总体的提升方向,都是要保护环境和降低成本,这样才有利于锂资源产业的健康发展。

  失败与伟大仅仅一步之遥,在新能源大步迈进的时代,锂电池虽然是清洁的绿色能源,但锂资源的开采和提取过程不能说完全就是绿色的,甚至因此而产生的污染物和对周围环境的影响并不小。

  盐湖锂在提取的时候因为工艺的差异会产生不同的污染物,上文提到的煅烧浸出法在喷雾干燥过程中就会产生大量酸雾和含氟气体,造成环境污染。

  膜分离法步骤简单、试剂耗量低、清洁无污染,但膜成本较高,膜中毒以及使用寿命短的问题也有待解决,而且这个方法需要大量的水,无疑也造成大量的水污染。

  废气主要是在破碎、筛选、原矿卸载及运输过程产生的粉尘;废水主要是浮选后精矿脱水废水、尾矿沉淀浓缩废水;同时也有尾矿渣等固体废弃物。

  很多论文都指出,在盐湖锂矿开采过程产生的原卤水会改变土壤理化性质,引起土壤盐碱化,大面积的盐湖开采也会加剧这个区域土壤浸蚀作用,甚至改变原生地形地貌,破坏当地景观环境。

  这主要表现在基建期道路修建、开采期内盐田以及各类建筑物的修建造成的破坏,它们短期内无法被修复,而且前文提过的盐湖锂矿开采区域大多为气候恶劣但生态较好的区域,因此矿区的生态修复也会困难重重。

  虽然锂辉石矿的开采方式为洞采,对地表生态环境影响较小,但选矿需要大量的土地,对当地的植被破坏较为严重,甚至也可能会改变土壤的成分和肥沃情况。大面积的土石方开发,很可能造成水土流失、土地滑坡等灾害。

  另外,在锂辉石矿选矿过程中会有破碎、筛分等多个工序,这些程序都会产生大量粉尘,粉尘散发在空中形成了大气污染物,虽然当地矿业公司会使用一些收尘处理措施,但通常这种粉尘扩散严重,收集率不太高,目前的大气污染指数也还没有形成确切的数据,但已有学者提出相关疑问,质疑当地的大气污染是否达标。

  最后,开采锂矿的耗水量十分巨大。即使是在水资源丰富的地区,开采锂矿造成的有毒化学物品也很有可能从锂矿的蒸发池泄漏到供水系统中。国外已经有研究表明,开采锂矿对远至下游150英里的鱼类都会产生影响,锂工业是否还会导致农作物的灌溉受到污染,这也都是环保人士的疑问所在。

  福兮祸所伏,即使是锂电池这样相对清洁的新能源,也可能本身就是一种污染,锂能源开采和保护环境是否也如鱼与熊掌,不可兼得?

  在大步迈进的时候,我国也需要提高锂矿采选企业的准入门槛,或者加大锂矿开采项目的环保审查及监管力度,加大锂矿矿区的生态治理力度、增加当地环保处理设施的投资等等,只有利用种种手段,减少对生态环境的破坏,才能让新能源的道路走得更远,更长。

  [3]张梦龙,田欢,魏昊,田勇攀,郁建成,赵卓.锂资源提取工艺现状及发展趋势[J].稀有金属与硬质合金,2018,46(04):11-19.

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