北京
作为动力电池和储能系统的重要原料，
从手机、新能源汽车，
到风电、光伏配套的大型储能设施，
都离不开一种金属——锂。
我国锂矿储量占全球16.5%
但作为全球最大的锂资源消费国，
中国锂资源供给依然需要通过进口来补充。
近日，中国石化石油工程建设公司
从天然气开采伴生的采出水中，
成功提取出了工业级碳酸锂。
一股水，
为什么能把油气开采
和新能源产业连接起来？
答案要从它在地下的来路说起。
“采出水”中为什么能找到锂？
地下的天然气，
并不是装在一个巨大的“气囊”里，
而是藏在岩层细小的孔隙和裂缝中。
与它共处的，
还有分布在岩层间的地层水。
天然气埋藏的地层中的锂元素，
会以氯化锂的形态溶解于地层水中。
开采天然气时，
这些地层水也会一起通过井筒上升到地面，
经过气水分离器的处理，
天然气进入集输系统，
采出水则进入水处理站。
过去这些气田采出水
本身就是油气生产的“副产品”，
需要通过多级物理、化学及生物工艺，
实现净化、资源化利用和环境保护。
石油工程建设公司石油工程设计公司，
对元坝气田采出水进行化验后发现，
其中每升含锂25—70毫克，
具备开发利用价值。
但找到锂不等于已经得到锂，
这些锂看不见、摸不着，
已经溶解在高盐采出水中，
周围还混有多种有机污染物和其他离子。
怎样从复杂的水体中准确分离锂，
并把成本控制下来，
才是接下来真正的难题。
这样提取锂，成本降低35%
目前，常规的提锂技术，
例如盐湖提锂、气田水提锂，
大多采用“吸附＋膜浓缩”工艺。
简单来说，
就是先用吸附剂从水中“抓住”锂离子，
再通过解吸将锂释放出来，
随后进行膜浓缩，
让溶液中的锂更加集中。
整套工艺的关键，
就是在吸附这一步。
已经工业化应用的吸附剂，
主要包括铝系树脂类吸附剂。
这类吸附剂使用前，
通常需要对气田采出水严格预处理，
去除水中的硬度和有机污染物。
水中的硫酸根、碳酸根等阴离子，
还可能堵塞吸附剂内部孔道，
影响锂的吸附和释放。
为了减少这些干扰，
往往需要增加额外的生产成本。
因此研发团队把改进的重点
放在了吸附剂上，
选用粉末无机实心吸附剂，
提出“浅吸快解”的技术思路。
简单来说，
如果把吸附剂内部孔道
看作一条条狭长通道，
锂离子进入得越深，
释放时需要经过的路径也越长。
新型吸附剂
减少了过多、过深的内部孔道，
同时增大材料的比表面积，
提高对有机污染物的耐受程度。
这样一来，
锂离子吸附和解吸的路径都较短。
该技术相较常规工艺降本超35%，
实现短流程、低成本、高效率提锂。
标志着中国石化
在油气伴生资源利用，
油气与新能源融合领域，
取得关键技术突破。
“采出水”中还藏着哪些资源？
事实上，除了锂，
采出水还往往含有钾、溴、硼等高价值元素。
钾是化肥的主要原料，
溴用于制造阻燃剂、医药和感光材料，
硼则是玻璃、陶瓷、洗涤剂的重要原料。
过去这些元素都随着水处理被稀释或丢弃，
现在有了低成本提取技术，
它们也能被逐一回收，
变废为宝。
更重要的是，
这种“水里捞矿”的方式，
不会破坏生态，
也不像盐湖提锂那样大量占用土地和淡水，
它依托现有油气设施协同作业，
既循环利用了废水，
又减少了环境污染，
可谓一举多得，
兼具资源循环与环境保护双重效益。
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责任编辑丨商进
校对丨李虹萦
执行主编丨张灏然 郎媛
来源丨中国石化
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