南京大學(xué)教授周豪慎、何平與該校助理教授楊思勰等組成的團(tuán)隊(duì)研究了已知的含鋰水域及相應(yīng)的提鋰技術(shù)，首次提出“低品質(zhì)鹵水”這一概念，并強(qiáng)調(diào)其在全球鋰資源可持續(xù)供應(yīng)中的關(guān)鍵作用。12月12日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》。

該團(tuán)隊(duì)調(diào)研分析了全球主要水體鋰資源開發(fā)情況的公開數(shù)據(jù)，從水體開采程度和所用技術(shù)角度提出了低品質(zhì)鹵水的概念，即鋰濃度低于0.26g/l，或鎂鋰比高于6.15的鹵水資源，通常包括海水、沉積水、地?zé)崃黧w、油田產(chǎn)出水和某些鹽湖鹵水等。雖然這些鹵水鋰含量較低，但其總儲量巨大，并且在全球分布廣泛。因此，這些資源被認(rèn)為是未來應(yīng)對鋰短缺、補(bǔ)充鋰供給的潛在來源。

然而，由于鋰在低品質(zhì)鹵水中濃度較低，且與其他離子特別是鎂離子存在較強(qiáng)的競爭關(guān)系，傳統(tǒng)的鋰提取方法通常難以高效地從低品質(zhì)鹵水中提取鋰。因此，如何高效且環(huán)保地從復(fù)雜的低品質(zhì)鹵水中提取鋰，成為全球研究的重要課題。

文章重點(diǎn)討論了沉淀法、萃取法、吸附技術(shù)、膜分離技術(shù)4種提取技術(shù)。

周豪慎表示，盡管材料創(chuàng)新、多級提取和多技術(shù)多資源協(xié)同提取等方案顯著推進(jìn)了低品質(zhì)鹵水鋰提取技術(shù)的進(jìn)步，但現(xiàn)階段該領(lǐng)域仍然面臨一些阻礙其大規(guī)模實(shí)用化的關(guān)鍵問題，如如何提高提取效率、降低成本、優(yōu)化操作條件等。未來研究需要聚焦于提高提取過程的經(jīng)濟(jì)性、縮短生產(chǎn)周期，并進(jìn)一步減少環(huán)境影響。

同時，團(tuán)隊(duì)從分離過程中的原液、中間相和濃縮液3個狀態(tài)出發(fā)，系統(tǒng)剖析了各技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)離子分離所利用的不同機(jī)制，闡述了鋰元素與干擾離子的分離原理和方法策略，提出了鋰離子分離的驅(qū)動力和能級差理論，為后續(xù)新型鋰提取技術(shù)的開發(fā)提供了新思路。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08117-1