發表日(rì)期:2022-04-29 14:22文(wén)章(zhāng)編輯:國(guó)初科(kē)技(jì)浏覽次數(shù): 标簽:
從(cóng)中華人(rén)民(mín)共和(hé)國(guó)工(gōng)業(yè)和(hé)信息化(huà)部已公示文( wén)件(jiàn)可(kě)知(zhī),從(cóng)2017年(nián)開(kāi)始,雙極膜材料一(yī)直被入∑選《重點新材料首批次應用(yòng)示範指導目錄》。在《浙江省重點新材料首批次應用(yòng)示範指導目錄(2019年(ni↓án)版)》中,雙極膜電(diàn)滲析膜材料應用(yòng)參考領域為(wèi)“化(huà)工(gōng)”,而在《浙江省重點新材料首批次應用(yòng)示範指導目≥錄(2020年(nián)版及2021年(nián)版》,雙極膜電(diàn)滲析膜材料隸屬于“關鍵戰略材料/新能(néng)源材料“子(zǐ)項。雙極膜的(de÷)應用(yòng)領域除了(le)國(guó)家(jiā)層面提到(dào)的(de)化(huà)工(gōng),浙江省增加了(le)新能(néng)源、半導體(§tǐ)行(xíng)業(yè),從(cóng)政策指導文(wén)件(jiàn)可(kě)知(zhī),雙極膜材料的(de)★功能(néng)和(hé)技(jì)術(shù)已經得(de)到(dào)了(le)更加廣泛的(de)關注和(hé)應用(yòng)。
新能(néng)源産業(yè)鏈中,锂是(shì)核心資源之一(yī),目前锂礦資源主要(yào)有(yǒu)固體(tǐ)礦和(hé)液體(tǐ)礦,液體(tǐ≈)礦主要(yào)指鹽湖(hú)鹵水(shuǐ),固體(tǐ)礦則主要(yào)是(shì)锂輝石礦和(hé)锂雲母礦。∞在衆多(duō)锂産品系統中,常見(jiàn)的(de)锂鹽種類有(yǒu)LiCl、LiF、Li2SO✔4、Li2CO3、LiOH等,而雙極膜電(diàn)滲析技(jì)術(shù)的(de)應用(yòng)與這(zh♥è)些(xiē)锂鹽息息相(xiàng)關,目前均有(yǒu)非常成熟的(de)應用(yòng)案例。
在固體(tǐ)礦系統中,氫氧化(huà)锂産品的(de)生(shēng)産,傳統工(gōng)藝主要(yào)采用(yòng)苛化(huà)法。與雙極膜電(diàn)滲析技α(jì)術(shù)制(zhì)備氫氧化(huà)锂兩者工(gōng)藝簡易對(duì)比如(rú)下≈(xià):

圖1.傳統苛化(huà)法與雙極膜法對(duì)比
采用(yòng)雙極膜電(diàn)滲析技(jì)術(shù)工(gōng)藝包,可(kě)以實現(xiàn)低(dī)成本高•(gāo)純度氫氧化(huà)锂的(de)生(shēng)産;其次雙極膜制(zhì)備得(de)到(dào)的(de)氫氧化(h✘uà)锂溶液除了(le)做(zuò)氫氧化(huà)锂産品外(wài),還(hái)可(kě)以采用(yòng)通(tōng)入二氧化( huà)碳的(de)方式,最終轉化(huà)為(wèi)高(gāo)純碳酸锂,工(gōng)藝包設計(jì)靈活。綜合而言,在制(zhì)備氫氧化(huà)锂産品€工(gōng)藝中,雙極膜法優勢如(rú)下(xià):
(1)高(gāo)品質:雙極膜法無需添加氫氧化(huà)鈉和(hé)其他(tā)藥劑,生(shēng)産氫氧化(huà)锂純π度較高(gāo),一(yī)次結晶即可(kě)達電(diàn)池級産品;
(2)高(gāo)收率:雙極膜法隻有(yǒu)氫氧化(huà)锂出口,幾乎沒有(yǒu)锂的(de)損失,收率較高(gāo)®;
(3)更清潔:由于無其他(tā)物(wù)質添加,也(yě)無危廢産生(shēng),生(shēng)産綠(lǜ)色清潔;
(4)低(dī)成本:生(shēng)産成本主要(yào)構成為(wèi)電(diàn)滲析耦合設備的(de)折舊(jiù)和(hé)電(diàn→)費(fèi),成本低(dī)于苛化(huà)法。
(5)短(duǎn)工(gōng)期:雙極膜系統采用(yòng)模塊化(huà)設計(jì),現(xiàn)場(chǎng)安裝簡單,工(gōng)期大(dà)幅度縮短(duǎn)。
目前江西(xī)宜春金(jīn)輝锂業(yè)萬噸級(氫氧化(huà)锂)雙極膜電(diàn)滲析技(jì)術(shù)耦合工(gōng)藝生₹(shēng)産氫氧化(huà)锂在2021年(nián)年(nián)底已經實現(xiàn)順利投産,最終高(gāo)品質锂鹽産品大(dà)部分(fēn)實現(xiàn)了(le)給甯德時(shí)代的(de)供貨。除此之外(wài),四川、江西(xī)、安徽、廣東(dōng)等地(dì)均有(yǒu)幾百噸到(dào)上(shàng¶)千噸氫氧化(huà)锂每年(nián)不(bù)等的(de)雙極膜電(diàn)滲析技(jì)術(shù)生(shēng♠)産氫氧化(huà)锂工(gōng)藝線已經投運,且多(duō)個(gè)新項目正在籌建中。
四川成都(dōu)開(kāi)飛(fēi)高(gāo)能(néng)化(huà)學工(gōng)業(yè)有(yǒu)限公司是(shì)一(yī)家(↑jiā)主要(yào)生(shēng)産高(gāo)純锂鹽産品的(de)全國(guó)知(zhī)名企業(yè),其高(gāo)純氫氧化(hu∏à)锂産品主要(yào)為(wèi)松下(xià)、特斯拉等海(hǎi)外(wài)客戶長(cháng)期供貨,這(zhè)些(xiē)用(yòng)戶對(duì)整體(tǐ)産品•品質和(hé)穩定性要(yào)求非常高(gāo)。成都(dōu)開(kāi)飛(fēi)高(gāo)純氫氧化(huà)锂産品生(shēng)産Ω線中核心采用(yòng)雙極膜電(diàn)滲析技(jì)術(shù),取代傳統苛化(huà)法工(gōng)藝路(lù)線,實現(x≥iàn)硫酸锂制(zhì)備高(gāo)純氫氧化(huà)锂溶液,連續穩定生(shēng)産時(shí)間(jiān)大(dà♦)于3年(nián)。随著(zhe)國(guó)家(jiā)對(duì)環境保護的(de)加強和(hé)雙碳政策的 (de)實施,雙極膜電(diàn)滲析工(gōng)藝在未來(lái)可(kě)能(néng)會(huì)存為(wèi)氫氧化 (huà)锂制(zhì)備的(de)主流工(gōng)藝,市(shì)場(chǎng)潛力巨大(dà)。碳酸锂制(zhì)備氫氧化(huà)锂雙極膜電(diΩàn)滲析耦合設備市(shì)場(chǎng)容量,預計(jì)2025年(nián)可(kě)達40億元。
在鹽湖(hú)液體(tǐ)礦系統,曆史上(shàng)鹽湖(hú)锂不(bù)做(zuò)氫氧化(±huà)锂,它要(yào)做(zuò)氫氧化(huà)锂必須先出碳酸锂再苛化(huà),每噸産品整體(tǐ)需要(yào)₩增加接近(jìn)1萬生(shēng)産成本。這(zhè)幾年(nián)國(guó)家(jiā)的(de)政策支持、鹽湖(hú)提锂技(jì)術(shù)♦的(de)高(gāo)速發展和(hé)資本大(dà)量注入,鹽湖(hú)進入了(le)快(kuài)速加量發展期。整體(tǐ)的(de)發展環境,已經逐步使鹽湖★(hú)制(zhì)備氫氧化(huà)锂成為(wèi)可(kě)能(néng),而且相(xiàng)對(duì)于傳統礦石法而言,鹽湖(♦hú)生(shēng)産氫氧化(huà)锂的(de)生(shēng)産成本會(huì)具有(yǒu)更大(dà)的(de)經濟 性優勢。
雙極膜電(diàn)滲析技(jì)術(shù)在鹽湖(hú)關注度越來(lái)越高(gāo),一(yī)方面它可(kě)以直接将氯化(huà)锂溶液一(yī)步法直≤接制(zhì)備成氫氧化(huà)锂;其次,鹽湖(hú)項目條件(jiàn)有(yǒu)限,酸堿資源、水(shuǐ)資源非常匮乏,高(gāo)海(↑hǎi)拔,交通(tōng)不(bù)便,運輸成本高(gāo),生(shēng)态環境脆弱,但(dàn)是(shì)鹽資源豐富,雙極膜電α(diàn)滲析技(jì)術(shù)可(kě)以轉化(huà)無機(jī)鹽制(zhì)備酸堿,而酸堿液可(kě)以用(yòng)于吸附提锂、除♠雜(zá)預處理(lǐ)等核心工(gōng)藝段,可(kě)以實現(xiàn)資源化(huà)的(de)高(gāo)效利用(yòng),整體(tǐ)降低(dī)産品單位生(shēng)≠産成本。
2021年(nián)四季度西(xī)藏紮布耶鹽湖(hú)與久吾高(gāo)科(kē)簽訂年(nián)産↑100噸氫氧化(huà)锂中試線,該中試項目投資約為(wèi)5900萬。其中氫氧化(huà)锂中試将采用(yòng)雙極膜電(diàn)滲析工(gōng)藝。如(rú)果此中試線嘗試成功,未來(lái)雙極膜電(diàn)滲析将會(huì)使鹽湖(hú)制(zhì)備氫氧化(huà)锂工(gōng)業(yè)化≤(huà)應用(yòng)帶來(lái)可(kě)能(néng)。鹽湖(hú)制(zhì)備氫氧化(hu>à)锂雙極膜電(diàn)滲析耦合設備市(shì)場(chǎng)容量,預計(jì)2025年(nián)可(kě)達50億元。£
在舊(jiù)電(diàn)池回收系統,锂是(shì)核心的(de)待回收資源,常規鐵(tiě)锂和(hé)三元電(diàn)池粉經酸浸和(hé)水(shuǐ)浸、濃縮、除雜(zá)後得(de₩)到(dào)純硫酸锂溶液,有(yǒu)些(xiē)企業(yè)設計(jì)直接蒸發得(de)到(dào)硫酸锂副産品外(wài) 售,部分(fēn)企業(yè)用(yòng)傳統工(gōng)藝加入碳酸鈉進行(xíng)沉澱反應,得(de)到(dào)碳酸锂沉澱和(hé)硫酸鈉溶液,碳酸锂經過幹燥後制(zhì)備∏碳酸锂産品。但(dàn)是(shì)這(zhè)類工(gōng)藝面臨锂回收率較低(dī),副廠(chǎng)固廢多(duō),環保壓力大(dà)。
南(nán)都(dōu)電(diàn)源(股票(piào)代碼:300068)全資子(zǐ)公司安徽南(nán)都(dōu)華鉑新材料科(kē)技(jì)有(yǒu)限公司(以下(x'ià)簡稱“南(nán)都(dōu)華鉑”)離(lí)子(zǐ)電(diàn)池回收項目在阜陽市(shì)界首高(gāo)新區(qū)建設,占地(dì)97畝,達産後可(kě)年(nián)處理(lǐ)廢舊(jiù)锂離(lí)子(zǐ↑)電(diàn)池及廢料2.5萬噸,年(nián)産電(diàn)池锂鹽、钴鹽等合計(jì)1.3萬噸,年(nián)産梯次電(diàn)池3000噸、三元前驅體(tǐ)和(↑hé)正極材料100噸,并實現(xiàn)銅、鋁、石墨粉等的(de)綜合回收。鐵(tiě)锂和(hé)三元電(diàn)池回收過程中得(de)到(dào)硫酸锂溶液後,直接采用(yòngΩ)雙極膜電(diàn)滲析技(jì)術(shù)制(zhì)備氫氧化(huà)锂溶液,氫氧化(huà)锂溶液經後續蒸發結晶後得(de)到(♠dào)氫氧化(huà)锂晶體(tǐ),其次部分(fēn)氫氧化(huà)锂晶體(tǐ)通(tōng)過通(tōn♠g)入二氧化(huà)碳再焙燒反應得(de)到(dào)碳酸锂晶體(tǐ)。整條舊(jiù)電(diàn)池$回收生(shēng)産線,整體(tǐ)配套投資千萬級膜處理(lǐ)系統,實現(xiàn)了(le)锂的(de)高(gāo)效回收,高(gāo)品質锂鹽的(de)制(zhì)備,且無其它副産固廢<産生(shēng)。
锂的(de)資源有(yǒu)限,随著(zhe)近(jìn)幾年(nián)新能(néng)源行(xíng)業(yè)锂電(diàn)池的(de)投入使用(yòng),如(✔rú)今舊(jiù)電(diàn)池回收逐步被市(shì)場(chǎng)關注,越來(lái)越多(duō)的(de)新能(néng)源企業(yè)參與進來(lái),如(rú)華友(yǒu)钴 業(yè)、邦普集團、格林(lín)美(měi)、南(nán)都(dōu)華鉑等目前均有(yǒu)成熟的(de)舊(jiù)電(diàn)池回收生(shēng)産線。随著(zhe)杭州藍(l→án)然技(jì)術(shù)股份有(yǒu)限公司雙極膜電(diàn)滲析設備在南(nán)都(dōu)華鉑首次工(gōng)業(yè)化(huà)應用(yòng),為(w™èi)雙極膜電(diàn)滲析在廢舊(jiù)電(diàn)池锂回收領域打開(kāi)了(le)新的(de)清潔生₩(shēng)産工(gōng)藝,為(wèi)新能(néng)源锂電(diàn)池的(de)循環清潔利用(yòng)提供了(le)可(kě)能(néng™)。廢舊(jiù)電(diàn)池回收氫氧化(huà)锂雙極膜電(diàn)滲析耦合設備市(shì)場(chǎng)容量,預計↔(jì)2025年(nián)可(kě)達30億元。
目前中、高(gāo)端車(chē)型搭載高(gāo)鎳電(diàn)池仍為(wèi)主流,随著(zhe)外(wài)資車(chē)企的(de)進入,全球高(gā>o)鎳需求增長(cháng)迅猛,産量增速提升明(míng)顯中,高(gāo)鎳新能(néng)源汽車(chē)市(shì)場(chǎng)大(dà)幅增長(cháng),對£(duì)高(gāo)鎳三元需求不(bù)斷上(shàng)漲,未來(lái)這(zhè)部分(fēn)市(shì)場(chǎng)需求将帶來(lái)可(kě)觀增↓量。
氫氧化(huà)锂主要(yào)用(yòng)于生(shēng)産三元材料中的(de)高(gāo)鎳正極材料,海(hǎi)外(wài)電(diàn)池廠(chǎng)以高(gāo)鎳三 元電(diàn)池為(wèi)主,中國(guó)三元電(diàn)池高(gāo)鎳化(huà)趨勢也(yě)在加速,對★(duì)于頭部資源企業(yè)而言,氫氧化(huà)锂的(de)戰略地(dì)位遠(yuǎn)高(gāo)于碳酸锂。所以雙極膜電(diàn)λ滲析技(jì)術(shù)在各類系統,實現(xiàn)锂鹽轉化(huà)成氫氧化(huà)锂具有(yǒu)非常大(dà)的(de)潛在市(shì )場(chǎng)。