行業(yè)顛覆者來(lái)了,美企首次實(shí)現(xiàn)新型提鋰技術(shù)商業(yè)化
發(fā)布時(shí)間:2024-07-15 10:52:09      來(lái)源:環(huán)球零碳

摘要

整個(gè)鋰提取行業(yè)迎來(lái)了新的“游戲規(guī)則改變者”,國(guó)際電池金屬公司本周開(kāi)始使用其直接鋰提取(DLE)技術(shù),以每年近5000噸的速度實(shí)現(xiàn)了直接提鋰的全球首次商業(yè)化生產(chǎn)。

正文

在低碳轉(zhuǎn)型必不可少的關(guān)鍵礦產(chǎn)中,鋰元素被廣泛使用在動(dòng)力電池、電子消費(fèi)品和儲(chǔ)能系統(tǒng)中,隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長(zhǎng),鋰的產(chǎn)量和需求被推至新高,成為名副其實(shí)的“白色黃金”。

鋰原料主要以鹽湖和礦石的形式存在,其中鹽湖資源集中分布于南美洲“鋰三角”地區(qū)——玻利維亞、阿根廷和智利;礦石鋰主要集中于巴西和澳大利亞?;谶@兩種存在形式,礦石提鋰和鹽湖提鋰成為了目前主要的提鋰方式。

但這傳統(tǒng)的兩種提鋰技術(shù)也面臨著污染環(huán)境、開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)、水資源和電力資源消耗巨大等問(wèn)題。因此,不少企業(yè)不斷革新提鋰工藝,降低現(xiàn)有提鋰項(xiàng)目的生態(tài)和環(huán)境足跡。其中,直接鋰提?。―LE)技術(shù)成為了一個(gè)重要發(fā)展方向。

麥肯錫公司電動(dòng)汽車電池材料研究組聯(lián)席主管肯霍夫曼表示:“世界需要豐富、低成本的鋰來(lái)實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,而DLE有潛力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?!?

以??松梨跒榇淼膰?guó)際石油巨頭們將目光瞄向了地下鹵水,希望通過(guò)直接鋰提取(DLE)技術(shù)從含有鋰的油田鹵水中開(kāi)采和加工鋰。股神巴菲特旗下的伯克希爾哈撒韋能源公司(BHE)也與其重倉(cāng)持股的西方石油公司合作測(cè)試和部署從地?zé)猁u水中提取鋰的技術(shù)。

現(xiàn)在,整個(gè)鋰提取行業(yè)迎來(lái)了新的“游戲規(guī)則改變者”。

據(jù)路透社獨(dú)家報(bào)道,國(guó)際電池金屬公司(international Battery Metals)成為了第一家采用新型過(guò)濾技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋰的商業(yè)化生產(chǎn)的公司,這一舉措有望帶來(lái)更便宜、更快的電動(dòng)汽車電池金屬供應(yīng)。

在猶他州的一個(gè)由私人公司UsMagnesium控制的生產(chǎn)基地,國(guó)際電池金屬公司本周開(kāi)始使用其直接鋰萃取(DLE)技術(shù),以每年近5000噸的速度生產(chǎn)商業(yè)鋰。

該公司開(kāi)發(fā)了便攜式直接提鋰工廠,基本上擊敗了 Standard Lithium、斯倫貝謝(SLB)、力拓(Rio Tinto)、埃赫曼(Eramet)等公司,率先實(shí)現(xiàn)了直接提鋰商業(yè)化生產(chǎn)這一目標(biāo)。行業(yè)投資者、分析師和客戶多年來(lái)一直在等待商業(yè)水平的產(chǎn)出。

圖說(shuō):國(guó)際電池金屬公司的一座便攜式全自動(dòng)鋰直接提取工廠投入使用

來(lái)源:International Battery Metals

分析人士表示,隨著 DLE 現(xiàn)已在商業(yè)規(guī)模上得到驗(yàn)證,它有望在十年內(nèi)發(fā)展成為一個(gè)年收入達(dá) 100 億美元的產(chǎn)業(yè),為電動(dòng)汽車制造商和其他企業(yè)改變鋰生產(chǎn)的速度和效率,就像壓裂法和水平鉆探法幫助提高美國(guó)石油產(chǎn)量一樣。

IBAT 的方法部分基于 IBAT 董事長(zhǎng)約翰·伯巴 (John Burba) 于 20 世紀(jì) 80 年代在陶氏化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的技術(shù)。伯巴表示:“這一切都是為了促進(jìn)全球鋰的供應(yīng)。我們認(rèn)為我們正處于這個(gè)行業(yè)的關(guān)鍵時(shí)刻?!?

據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局估計(jì),在歐洲、亞洲、北美和其他地區(qū)的鹽鹵礦床中,這種超輕金屬的儲(chǔ)量約占全球儲(chǔ)量的 70%。

直接鋰提取技術(shù)(DLE),與傳統(tǒng)的鹽湖提鋰蒸發(fā)池提取不同,被頂級(jí)投行高盛(Goldman Sachs)稱為“具有改變游戲規(guī)則的潛能的技術(shù)”,相當(dāng)于鋰生產(chǎn)領(lǐng)域的石油水力壓裂法,可能會(huì)為鋰領(lǐng)域帶來(lái)類似頁(yè)巖油對(duì)石油的影響。

從本質(zhì)上講,DLE工藝包括向鹽水中添加一種高度選擇性的吸收分子,該分子可以捕獲鋰并迅速將其從水中分離出來(lái),同時(shí)在該過(guò)程中還能排除雜質(zhì)。它將把鋰的提取時(shí)間從數(shù)月縮短到數(shù)天,而平均提取率為60%至80%,而蒸發(fā)池的平均提取率為40%至60%,這可能使低濃度鋰資源在經(jīng)濟(jì)上可行。

圖說(shuō):傳統(tǒng)的鹽湖提鋰工藝與DLE以及每個(gè)階段的時(shí)間安排

來(lái)源:Goldman Sachs

Arcadium Lithium還有一些公司將 DLE 工藝與蒸發(fā)池結(jié)合使用,但此前還沒(méi)有任何一種 DLE 技術(shù)能在不使用蒸發(fā)池的情況下實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。在世界許多地區(qū),偶爾的降雨使得蒸發(fā)池變得不切實(shí)際,這引發(fā)了將產(chǎn)量擴(kuò)大到這些地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)。

今年 4 月,智利總統(tǒng)加布里埃爾·博里奇 (Gabriel Boric)宣布了一項(xiàng)激進(jìn)計(jì)劃,將逐步淘汰蒸發(fā)池,并在該國(guó)豐富的鋰資源中部署 DLE,盡管他沒(méi)有選擇具體的技術(shù),但這一計(jì)劃引起了全球?qū)@一曾經(jīng)小眾行業(yè)的關(guān)注。博里奇的這一驚人聲明更加令人驚訝,因?yàn)闆](méi)有一種 DLE 技術(shù)可以在不使用蒸發(fā)池的情況下實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn),這引發(fā)了爭(zhēng)奪第一的競(jìng)爭(zhēng)。

國(guó)際電池金屬公司的突破恰逢過(guò)去一年鋰價(jià)下跌 80% 以上,導(dǎo)致行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者 Albemarle、DLE新貴Lake Resources和其他公司紛紛裁員。盡管如此,IBAT 仍計(jì)劃建造更多的工廠,并將其推向全球市場(chǎng)。

IBAT的直接提鋰技術(shù)采用突破性的工程設(shè)計(jì),通過(guò)選擇性吸收,以獲得最佳效果。改進(jìn)的吸收劑選擇性地提取鋰和氯離子,過(guò)濾介質(zhì)的微小六角形晶體中的細(xì)孔會(huì)捕獲鋰和氯離子,而較大的離子則直接通過(guò),無(wú)需酸堿再生循環(huán)。過(guò)濾完成后,干凈的剝離水將廢鹽水排出,只留下富含氯化鋰的水。

圖說(shuō):IBAT直接提鋰技術(shù)中的選擇性吸收過(guò)程

來(lái)源:International Battery Metals

IBAT表示,該公司成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的部分原因是其工廠規(guī)模相對(duì)較小。其在路易斯安那州設(shè)計(jì)并建造了一座長(zhǎng) 450 英尺(137 米)的便攜式直接提鋰工廠,并將其分成 13 個(gè)部分搬到了從大鹽湖汲取鹽水的美國(guó)鎂業(yè)公司所在地。

其他工廠可以像樂(lè)高積木一樣增加和堆疊,以每年 5,000 噸的增量提高產(chǎn)量,如果客戶的目標(biāo)是每年生產(chǎn) 15,000 噸鋰,那么他可以購(gòu)買(mǎi)三座可堆疊的 IBAT 鋰工廠。該公司表示,建設(shè)一個(gè) IBAT 工廠并投入生產(chǎn)需要 18 個(gè)月的時(shí)間,每座工廠耗資 5,000 萬(wàn)至 6,000 萬(wàn)美元。

每座工廠占地不到三英畝(1.2 公頃),而蒸發(fā)池或露天礦場(chǎng)則占地?cái)?shù)百英畝,其設(shè)計(jì)目的是將來(lái)可以搬遷到新的礦區(qū)重新使用,從而節(jié)省建設(shè)成本。

圖說(shuō):IBAT的便攜式全自動(dòng)鋰直接提取工廠

來(lái)源:International Battery Metals

美國(guó)鎂業(yè)公司總裁羅恩·塞耶表示,美國(guó)鎂業(yè)公司已開(kāi)始銷售采用 IBAT 技術(shù)生產(chǎn)的鋰,并向 IBAT 支付專利使用費(fèi)。該公司考慮過(guò)幾種競(jìng)爭(zhēng)工藝,包括突破能源風(fēng)險(xiǎn)投資公司 (Breakthrough Energy Ventures) 支持的 Lilac Solutions 的工藝,最后才選擇 IBAT。

他補(bǔ)充說(shuō),之所以選擇 IBAT 的工藝,是因?yàn)樵摴に嚲哂斜銛y性,而且 IBAT 的工藝用于從鹽水中過(guò)濾鋰的吸附材料類型是由 Burba 開(kāi)發(fā)的。塞耶同時(shí)表示:“我認(rèn)為 IBAT 是一家商業(yè)鋰生產(chǎn)商。”

IBAT 的工廠旨在回收其使用的 98% 以上的水。Burba 曾多次指出,鋰行業(yè)的高用水量是 DLE 商業(yè)化的結(jié)構(gòu)性障礙。

據(jù)路透社報(bào)道,正在阿肯色州開(kāi)發(fā)鋰項(xiàng)目的??松梨谝惨芽紤]使用 IBAT 的技術(shù)。??松梨讷@得的測(cè)試結(jié)果表明,IBAT 的 DLE 技術(shù)可以從該區(qū)域的鹽水中回收超過(guò) 91% 的鋰。

除了取得商業(yè)化突破的國(guó)際電池金屬公司,已在其 DLE 項(xiàng)目上投入了近 9 億美元的埃赫曼(Eramet)也計(jì)劃今年在阿根廷上線其直接提鋰項(xiàng)目。

分析人士表示,許多鹽水礦床的化學(xué)成分各不相同,這意味著任何一種 DLE 技術(shù)(包括 IBAT)都不可能成為全球標(biāo)準(zhǔn)。例如,許多中國(guó)礦床的鎂含量很高,而玻利維亞礦床(世界上最大的礦床之一)的鉀含量也很高。

Sprott Lithium Miners ETF的 Steven Schoffstall 表示:“這些 DLE 技術(shù)的主要缺點(diǎn)之一是,它們必須根據(jù)每種鹽水進(jìn)行量身定制。”