北京
来源：科技日报
科技日报记者 刘霞
从电动汽车到大型储能电站，锂作为充电电池的核心金属，早已跻身现代科技产业链中最不可或缺的“硬通货”之列。伴随电动车市场持续井喷，叠加全球可再生能源储能浪潮，锂的需求正逐年攀升。然而，传统开采方式效率不高，其能耗与环境代价更令人忧心。
据英国《自然》网站7月30日报道，一波创新技术正在为锂开采带来变革：让资源获取更可持续，使经济与环保得以兼得。
传统方法效率低耗水多
国际能源署数据显示，去年电动汽车销量已占全球汽车市场的四分之一。高盛集团数据则显示，到2035年，电动汽车将撑起全球汽车销量的半壁江山。锂电池更被誉为电动汽车的“心脏”，直接决定车辆的续航里程、动力性能与安全性。
目前，全球约25%的锂产自智利与阿根廷。开采多依赖传统的“日光蒸发法”，即将天然富锂盐水从地下含水层泵入巨大的蒸发池，历经数月乃至数年的日晒风吹，使盐水逐步浓缩并析出锂盐。这一工艺虽历史悠久，却弊端重重。锂盐溶解度偏低，结晶漫长，高达50%的锂可能被困于蒸发池内，回收率低，更关键的是，后续净化锂金属仍需消耗大量淡水。
美国内华达大学冶金工程研究专家伊赫桑·瓦希迪表示，矿区多地处干旱少雨之地，锂提取对淡水的巨大需求，势必波及周边生态与居民生计。
澳大利亚莫纳什大学科学家王焕庭也认为，淡水短缺与效率低下，是传统锂提取工艺的致命桎梏。此外，也有科学家提醒，开采锂盐矿还可能破坏当地的湿地生态系统。
选择性提取可精准捕获锂
面对困局，选择性锂提取技术异军突起。这类技术借助膜分离、溶剂萃取与电化学法等多种手段，从盐水中有选择性地精准“捕获”锂离子。
例如，王焕庭团队在今年6月出版的《环境科学与技术》杂志上发表论文，展示了一条全新的提锂路径：先将盐水蒸发，使其形成固体盐混合物；再利用锂盐与共存盐在乙醇、丙酮等挥发性有机溶剂中的溶解度差异，选择性溶解锂盐，从而分离出锂。全程不消耗淡水，实验室数据显示锂回收率约为95%。
值得一提的是，该方法有效攻克了从盐水基质中去除硼和硫酸盐的长期挑战，助力高纯度锂的生产。当该过程与界面太阳能蒸发技术相结合时，更能加速提锂过程，且溶剂回收率超过99%。所谓界面太阳能蒸发技术，就是让太阳光的热量集中作用于液体最表层，而非均匀加热整桶液体，如此可用更少的能量更快地让溶剂蒸发并被回收。
王焕庭表示，这项技术可用于回收工业废物流和采矿残留物中的锂，使原本可能被浪费的资源重获新生。
澳大利亚皇家墨尔本理工大学材料科学家彼得·谢雷尔评价称，与传统方法相比，这一新技术具有锂和溶剂回收率高、淡水消耗极低等显著优势。不过，该技术若要走向工业化落地，仍需跨越成本与规模这两道坎。
值得一提的是，2024年，莫纳什大学与昆士兰大学科学家携手在《自然·可持续性》杂志刊发论文，介绍了一种名为“EDTA辅助松散纳滤”的锂提取技术。该技术可从盐湖卤水中高效提取锂，提取率高达90%，耗时从数年缩短至几周，并能产出淡水作为副产品。具体而言，该方法先从原材料中同时提取镁和锂，然后借助纳米过滤技术，利用选择性螯合剂让镁与锂分离，得到的镁质量高，可作为有价值的副产品出售。
热分离技术以温度“驭锂”
澳大利亚初创公司Soret Tech另辟蹊径获取锂，其原理是：多数离子遇热逃逸，锂离子却偏偏喜高温，对此，他们巧妙构建温度梯度场，让锂离子在热流中有序“列队析出”。如此一来，无需庞大蒸发池，淡水损耗与土地占用均大幅削减。
公司创始人托雷斯畅想，未来该技术可延伸至海水淡化厂的浓盐水，让锂矿开采的经济性再上层楼。
不过，谢雷尔也冷静提醒道，上述方法虽具成本效益，但前期需要巨额资本投入。能否规模化商用，仍然是未知数，不过，其展现出的潜力确实令人兴奋。
从溶剂萃取的精准“捕捞”，到热分离的“温度魔法”，创新技术正悄然重塑锂的开采方式。在这些变革中，资源利用效率与环保诉求得到重视，锂的获取也因此变得更加经济环保。
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