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隊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》。

該團隊調(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，這些資源被認為是未來應(yīng)對鋰短缺、補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了低品質(zhì)鹵水鋰提取技術(shù)的進步，但現(xiàn)階段該領(lǐng)域仍然面臨一些阻礙其大規(guī)模實用化的關(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)濟性、縮短生產(chǎn)周期，并進一步減少環(huán)境影響。

同時，團隊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)路線實現(xiàn)離子分離所利用的不同機制，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