科创中国

液态锂矿提取潜力巨大，盐湖中2363万吨，海水中2300亿吨，远高于矿石资源，液态锂资源储量巨大，针对盐湖海水体系和目标离子的材料配方设计，本项目开发一种辐照工艺，包括辐照加速器束下传动及传质传热工艺控制，解决传统锂离子筛吸附材料易流失的问题，同时研究一种高效盐湖提锂复合材料。在过去的几十年中，纳滤(NF)、反渗透(RO)、正渗透(FO)、膜蒸馏(MD)和电 渗析(ED)等膜分离技术在液态锂提取领域得到了广泛的应用，纳滤是一种受 Donnan 效应和粒径筛选效应影响的压力驱动膜分离过程，对多价离子具有更好的保留性能，对单价离子具有更好的渗透性。利用这个特性，本项目通过辐射技术，以KMNO4为原料，针对材料的晶相结构、微观结构、吸附性能、再生能力、力学性能、使用寿命等性能及机理不断调整配方和工艺，将高分子材料辐照交联制备出一种对液态锂的复合吸附材料。其为多孔结构，机械性能好，可塑性强，能加工成各种形状，与现有提锂全流程工艺可进行多模式匹配。材料在真实盐湖水中锂的吸附容量大于10 mg/g，在海水中锂的吸附容量大于8mg/g；且实现了材料可循环使用，循环使用寿命大于200次。

本项目所提出的辐照交联复合技术具有以下优势：1、亲水性高分子为基材，环境毒性低，与水接触好，有利于Li+扩散，使材料的吸附效率达到99%，吸附容量高、盐湖水利用率高；2、多孔性结构，提供丰富的水通道，有利于Li+扩散，保证材料的吸附速率；3、离子筛选择性好，产品纯净；4、技术相容性高，可用于铝系、钛系、锰系等多种离子筛复合，适用于各种盐湖体系和海水体系；5、能量密度高，断键-自由基-成键，共价键连接，保证力学强度，减少材料的流失；6、不加引发剂，高效、环保；技术成熟度高，适合规模化生产，具有一定的准入门槛。

随着电动汽车及便携式电子设备的普及，锂电池市场的规模大幅增长，预计未来30年将消耗目前全球可开采锂储量的1/3。全球已探明锂矿90%是液态矿；中国已探明锂矿80%为液态矿。中国固态锂矿品质低，开发环境差；液态矿镁锂比高开发难度大；液态矿利用占比仅为总量的10%。可开采锂储量均来自于矿石和卤水，共计约8900万吨。截至2020年底，中国已查明的盐湖卤水锂资源量达到2363万吨，海水中2300亿吨。锂资源开采研究已逐渐从传统矿石提锂转向盐湖卤水、海水和地热水等液态锂资源的开发利用上。

锂被称为“推动世界进步的重要能源元素”、“白色石油”;被收录国家战略性矿产目录，锂资源广泛用于储能、航空航天、医药等领域，锂的来源通常从矿石锂资源、废旧电池、海水锂资源提取。目前市场上常用的提锂方法为离子筛成型的方法，其提取过程为物理混合，没有化学键，导致材料易流失，工艺以牺牲离子筛的吸附容量和吸附动力学为代价，容量低（<4mg/g），不易于大规模提取及形成产业化规模。

而海洋中丰富的锂资源，是陆地储量16倍。毫无疑问，提取海洋中的液态锂是最具开发潜力的锂资源来源，但其中共存离子严重干扰锂离子的选择性提取，故此提出一种辐照交联复合技术制备锂离子筛材料，相比于传统锂离子吸附材料，辐照技术所用设备成本略低：材料制备设备均为工业常用设备；工艺设备成本比市场略低；运行成本低：辐照技术成熟，不增加成本；离子筛超高的选择性，简化后续处理工艺；工程化运行成本低于市场；性能好：高分子复合技术具有优势，原材料比市场略高，吸附性能较市场材料高出50%以上。本方案所提出的辐照交联复合技术可以更优地提锂成本和更广的锂矿来源，可选择性更高，规模更大，具有更大的应用价值。

本项目首席科学家韩家广教授，桂林电子科技大学光电工程学院教授、执行院长，国家杰出青年基金获得者、广西“八桂”学者、国家优秀青年基金获得者、教育部“青年长江学者”、天津市杰出青年基金获得者、广西特聘专家。相关研究成果荣获教育部自然科学一等奖、中国侨届创新团队奖、天津市青年科技奖及2015年中国光学重要成果奖等。本项目负责人兼技术总监为上海大学博士生导师，正高级职称，长期从事核技术在环境及能源中的应用研究。主持过数项国家自然科学基金、上海市自然科学基金项目，中国科学院基金项目，产学研基金项目等。本项目运营负责人包总，曾就职于化工行业上市企业总经理、董事，项目运营执行人，总经理，负责该材料的产业化量产工作以及产品销售渠道建设等工作。研发团队还设置研发部、生产部、质管部、市场部等部门，分工明确，配合紧密，功能全面，可以高效完成技术研发和产业落地工作。本团队在液态锂矿提取、太赫兹科学与技术、海洋新能源等领域基础扎实、素质全面、工程实践能力强，并具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术人才，拥有一支理论基础坚实、研发经验丰富、科研能力较强、领域知识面广的研发团队。

海水中储有2300亿吨的锂资源，是目前全球可开采锂资源总量的16000倍，海水中锂浓度0.14-0.19ppm，按提取率为80%，海淡1吨淡水对应1.5吨浓海水，锂浓度为0.22-0.34ppm，以下按0.3ppm计算，Li-碳酸锂Li2CO3关系系数5.28：Li原子量7，Li2CO3分子量74系数：74/(2*7)=5.28，每年提锂元素：100,000t/D*1.5*0.3g/t*80%*365D/106=8.2t/y，每年约13.1吨锂，每年生产碳酸锂：13.1*5.28=69t/y，每年约69吨碳酸锂，目前碳酸锂市场价格：20万元/t，每年生产碳酸锂将获得额外产值为：200,000元/t*69t/y=13800万元。

预计2023年9月完成吨级材料制备，2023年12月完成模块化提锂装备，2023年底实现中试提锂验证；盐湖、海水提锂年产百吨级碳酸锂验证产线周期1-3年，需资金500-1000万元。

拟通过股权融资，合作开发等方式将成果转化，投资方具备矿产开发、锂销售渠道，投资方需预备1500万元以上年产百吨级碳酸锂验证产线资金，且需对盐湖提锂、海水提锂发展趋势与创始团队有一定认同感，对核技术应用有所了解和认同。欢迎有兴趣的企业咨询。