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盐湖提锂概念上车了你还需要了解相关工艺概

来源:反渗透 时间:2023/7/23

前一段时间有些跌跌不休的比亚迪,近几个交易日持续反弹。

一个重磅的消息是比亚迪第万辆新能源车下线了,这刷新了我国新能源车企产量的新纪录。

就像我们在VR文章中讨论的那样,消费行业存在着奇点,一旦产量、技术和成本都达到了一个临界水平,这个行业将会迎来爆发式的发展。

前几天哈佛大学团队表示,他们开发的“三明治式电池“将充电时间压缩到了10分钟左右,新能源车的实用性进一步增强,看看日内换电概念的盘面走势,我忍不住说了一句,未来已来。

(换电概念走势)

说了这么多,新能源汽车的前景大家是有目共睹的,在碳中和背景下,新能源汽车将迎来真正的爆发期。

有了攻坚拔寨的利器,我们还需要弹药,新能源汽车的电池问题必须要解决。

从国内的新能源车产业看,电池成本约占整车的四分之一至三分之一。当然,放眼全球,电池问题都是限制我们遐想的瓶颈,在现有的技术水平下,锂电池仍是我们主要的攻坚方向。

在这样的背景下,锂供应的问题也摆在了我们的面前。所以在5月16日,基于我国锂储量主要集中在盐湖的国情,我国顺势提出了建立世界级盐湖产业基地的方案。

前几天我们讨论了为何需要建设盐湖产业基地,以及未来锂资源开发格局的转变。随着近几个交易日盐湖提锂概念日益火热,今天我们聊一聊盐湖提锂的技术有哪些,哪些公司将在政策下依靠自己的技术优势逐渐崭露头角。

一、难以开发的原因

首先我们要知道的是,为什么盐湖提锂难?

原因有三个。

第一,尽管占据全球锂资源的70%,但是盐湖提锂始终需要解决一个问题就是镁锂分离,因为镁和锂的化学性质相近,分离难度较大。

这就造成了另外一个问题,每个盐湖的质量不一,有些锂浓度很低,镁锂比高的盐湖开发就是难上加难。

而我国大部分的盐湖都是高镁锂比的盐湖,这是阻碍我国盐湖开发的一个关键因素。

(图片来源:华安证券)

第二个问题是镁锂分离过程中需要大量的电力,但是我国大部分的盐湖都处在西藏和青海等高海拔地区,区位因素也限制了盐湖的开发。

比如上图中的扎布耶南湖和北湖,镁锂比甚至比国外优质盐湖还低很多,但是由于扎布耶湖都在海拔米的高原之上,开发难度依然不小。

(图片来源:华安证券)

第三个问题是目前最主流的盐湖提锂方式是盐田浓缩沉淀法。

你可以联想我们晒盐的过程,和晒盐一样,这种方法下,需要大量的盐田来获取锂盐,前期场地建设周期较长,同时还是考虑到光照和气候等因素。

结合以上因素,我们知道,除了我国盐湖处于偏远高海拔地区,盐湖中镁锂比过高等因素都限制了我国盐湖的开发。

二、因地制宜,五种工艺方法

需要说明的是,由于地形复杂,加上盐湖品质不一,我国盐湖提锂不存在一种方式吃到底的情况,需要根据不同的盐湖和地形采取不同的方法。

简言之,因地制宜。

目前盐湖提锂的主要方式有五种:盐田浓缩沉淀法、太阳池技术(是盐田浓缩沉淀法的一种工艺改善模式)、膜法、吸附法、溶剂萃取法。

盐田浓缩沉淀法

盐田浓缩沉淀法是目前最主流的方法,全球锂业巨头多数在盐湖项目中采用此工艺,这种方式提取的锂资源约占全球供应的25%。

但是它需要进行大规模的盐田建设,而且在提取锂之前需要先提取钾。

(图片来源:华安证券)

尽管钾盐作为副产品,可以进一步降低锂资源提取的成本,但是整个过程复杂且严苛,容易造成损耗,即使是在南美优质盐湖地区,回收率都低于35%。

同时对于镁锂比也有较高的要求,一般要求原卤的镁锂比要低于6,我国大部分盐湖都不具备这个条件。

太阳池技术

太阳池技术是在盐田浓缩沉淀工艺的基础上对盐田设施稍加改进,即可形成利用太阳能资源,采用盐梯度保温技术的太阳池析锂工艺,因此也不适用于镁锂比过高的盐湖。

这个方法的优势是:不需要大规模建盐田,生产周期短。

我们知道我国的青藏高原在光照方面有着天然的优势,目前西藏矿业在其西藏扎布耶盐湖项目中采用此工艺。

(图片来源:中科院盐湖所)

膜法

膜法就是采用具有选择透过性能的薄膜,来实现镁锂分离和锂的浓缩。

这个方法很好地适应了我国高镁锂比的情况。

目前国内比较成熟的膜法提锂工艺主要有电渗析法与纳滤膜法,主要应用在中国青海一里坪(纳滤膜法)、东台(电渗析法+纳滤膜法)、西台吉乃尔盐湖(纳滤膜+反渗透膜法)等具有高镁锂比的盐湖。

它的优点非常明显,首先锂回收率高,部分公司的回收率甚至达到80%。而且占地面积小,且工艺流程短,安全度也非常高。

但唯一不足的是,膜法对于膜的质量要求很高,国内对于进口依赖度较高,随着国家加大扶持力度,未来会诞生一批具有独立产权的制膜公司,这也是我国盐湖提锂技术取得突破的一个关键点。

吸附法

吸附法同样适用于镁锂比较高、锂浓度较低的盐湖资源。

另外一个优势是,它避免了盐田浓缩沉淀法在提取钾盐过程中所造成的锂资源浪费。

该方法最为关键的因素为选用锂离子选择性高、吸附容量大、材料稳定性高等吸附性能优良的吸附材料,主要有铝系、钛系、锰系等。

目前真正实现产业化应用的仅为铝系吸附剂。

需要注意的是,吸附剂在使用一段时间后吸附容量将显著下降,因此使用寿命短,尚未实现工业化。

溶剂萃取法

该方法同样是适用于较高镁锂比的盐湖,更重要的是,这种方法下,锂收率高达97%,真正做到了物尽其用。

这个方法的核心是萃取剂。

但是萃取剂对于环境的破坏较大,所以如何平衡好开发和环境保护的关系将成为关键。

目前萃取剂有

①醇、酮类萃取剂

②季胺盐-偶氮离子螯合-缔合类萃取剂

③冠醚类和离子液体类萃取剂

④有机磷类萃取剂

⑤离子液体

(图片来源:华安证券)

除了醇、酮类逐渐淡出使用范围外,另外四种优缺点各异,从长期看,后三种前景更为广阔。

总结

总结来看,除了盐田浓缩沉淀法之外,太阳池技术、膜法、吸附法和溶剂萃取法均有使用。

其中太阳池技术要求太阳光充足、镁锂比较低的盐湖,我国目前仅有扎布耶盐湖满足这一条件,无法在我国大面积铺开。

剩余的三种方法都满足了我国盐湖镁锂比高的特点。

其中膜法的瓶颈在于膜依赖于国外进口,增加了企业的成本。

吸附法的瓶颈在于吸附剂使用寿命短,尚未实现工业化,未来可能会在其他方向寻求吸附剂的突破。

萃取法的瓶颈在于目前实现大规模使用的萃取剂对于环境有较大的伤害,未来需要寻找能够平衡环境和使用效率的溶剂。

(各种工艺相关公司成本和产能)

从长期看,判断一家企业的盐湖提锂工艺,需要综合企业的产能、国内外平均成本等多重因素。

个人观点仅供参考。投资有风险,入市需谨慎。过往业绩不代表未来收益,仅供参考,不构成未来投资。

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