隨著電動汽車普及,人類需要更多的鋰。
目前的鋰主要來自硬礦石,但地球上絕大部分鋰儲備存在於鹵水《比如海水》,尤其是地表之下極咸的鹵水。
今天如果想從鹵水中提煉鋰,需要在池子中蒸發鹵水,最後留下鋰,處理時長約為18個月。
過程很簡單,但是效率很低,而且需要大量土地,還會破壞環境。
Lilac Solutions創始人、CEO Dave Snydacker說:『汽車行業需要的鋰供應是現在供應量的20倍,如果沒有更簡便的技術,想實現如此高速的增長幾乎不可能』
如何用更先進的技術從鹵水中提煉鋰,成為一道值得挑戰的難題。
直接鋰提取《DLE》技術被寄予厚望
現在有一種未經驗證的技術正在普及,它叫『直接鋰提取《direct lithium extraction,簡稱DLE》,DLE可以大幅提升從鹵水中提取鋰的效率,Lilac正是DLE研究者之一。
DLE不必用巨大的池子蒸發鹵水,而是直接將鹵水放進處理單元,使用一系列化學流程分離出鋰,然後將水註入地下。
隻需要幾個小時就能產生電池級碳酸鋰或氫氧化鋰,不需要將鹵水運到分離處理設施。
今天大多的鋰鹵水存在於智利阿塔卡馬鹽水湖《Salar de Atacama》,那裡的鹵水鋰含量相當高,有了DLE技術,即使是鋰含量較低、擁有更多雜質的鹵水也可以輕松處理。
有許多北美企業正在研究DLE,比如Lilac Solutions、EnergyX、Standard Lithium,他們在美國阿肯色州Smackover Formation、加州Salton Sea、猶他州Great Salt Lake尋找鋰資源,他們還將目光瞄準阿根廷、玻利維亞、智利。
智利政府甚至曾宣佈,新的鋰項目必須使用DLE技術。
EnergyX首席技術官Amit Patwardhan說:『時機正好,很快就會看到曙光』EnergyX也是一家DLE公司,它已經在阿根廷、智利、加州、猶他州、阿肯色州建立示范工廠。
Standard Lithium首席執行官Robert Mintak說:『過去50年世界並不需要DLE技術,因為鋰的主要用途來自工業,比如陶瓷、玻璃和潤滑劑行業』現在變了,電動汽車流行,鋰供不應求。
Snydacker說:『過去10多年裡90%的新鋰來自礦石,但堅硬的礦石項目成本越來越高,因為資源品味會降低,越低成本越高。
即使將所有的礦石項目加在一起也無法滿足汽車需求。
鹵水資源儲備足夠多,可以滿足汽車電動化需求』
在阿根廷和中國,DLE技術已經開始有了用武之地,世界鋰業巨頭Livent和中國Sunresin將DLE技術與傳統蒸發技術結合,實現DLE商用。
DLE技術面臨挑戰但前景可期
有些公司使用一種名叫『adsorption』《吸附》的技術,它也是唯一通過商業驗證的DLE技術。
在處理過程中鋰分子附著於吸附物質,雜質被清除。
不過專家指出,從吸附物質剝離鋰需要大量淡水,鹵水資源豐富的地區往往比較幹旱,這是一個難以解決的問題。
根據Livent發佈的報告,每生產1噸碳酸鋰當量大約需要71.4噸淡水,Lilac則說它們隻需要10-20噸,EnergyX不到20噸。
中國Sunresin聲稱它會回收所有淡水,新的項目不會使用蒸發池技術。
還有很多企業正在開發新技術,它們不隻想拋棄蒸發池,還想提高效率,減少能源和淡水使用量。
美國公司Lilac Solutions正在研究一種名叫『離子交換』的技術,它與澳大利亞Lake Resources合作,在阿根廷測試這種新技術。
Snydacker 解釋稱:『為了讓離子交換技術有效,我們開發出一種陶瓷材料。
陶瓷材料會選擇性從鹵水中吸附鋰,當鋰被吸附進陶瓷材料,我們再用稀酸將鋰沖出來,生成氯化鋰精礦,它可以輕松變成電池級化學材料』
按照Lilac的預計,2024年之前第一個商用級模塊將會投入運營。
BMW、Breakthrough Energy Ventures、福特已經與Lilac簽約,準備購買阿根挺Lilac工廠生產的鋰。
EnergyX使用的是混合技術,它可以針對特定的鹵水資源進行提煉。
第一步是傳統吸附。
第二步是溶劑萃取技術提煉,在這裡鹵水會與有機液體混合,鋰轉移到有機物中,然後剝離,精煉成鋰。
最後用膜濾法剔除剩餘雜質。
EnergyX將各種技術混合,成本更低。
EnergyX正在建設示范工廠,阿根廷、阿肯色州、智利、猶他州、加州都有,它的目標是在今年年底前建成兩座新廠並投入運營。
不久前EnergyX剛剛從GM融資5000萬美元。
溫哥華Standard Lithium也是有力的競爭者,它已經上市,最大支持者是美國科氏工業集團。
Standard Lithium在南阿肯色州建有示范工廠,已經運營3年。
Standard Lithium用到了離子交換和吸附技術,資源不同使用的技術不同,明年預計將會建一座商用級DLE工廠。
智利雖然已經宣佈新的鋰項目必須使用DLE技術,但它沒有透露會與哪些企業合作。
玻利維亞擁有大量未開發的鋰資源,它也想推廣DLE技術。
玻利維亞似乎有意與中國企業組成的財團合作,當中包括寧德時代。
Snydacker認為,在未來7年內大多新的鋰供應將會來自硬礦石,不過在本個十年結束之前我們將會看到一些大型鹵水項目『上線』,到了下個十年,預計新的鋰供應大部分將會來自DLE技術。
Benchmark Mineral Intelligence沒有那麼樂觀,它認為,眼下DLE鋰的年產量預計約為5.4萬噸,到了2032年將會增至64.75萬噸,價值達到216億美元。
看似增速很快,但Benchmark Mineral Intelligence指出:『相對於全球市場,這樣的產量實際並不多,隻占總供應的15%。
我們會繼續依賴傳統生產方式,也就是蒸汽池和硬礦石提煉』《小刀》