综述：从技术到经济：直接锂提取工程的评估

这篇综述系统评述了直接锂提取（DLE）技术的前沿进展与经济价值，聚焦吸附（adsorption）、离子交换（ion-exchange）、溶剂萃取（solvent extraction）、膜过滤（membrane filtration）和电渗析（electrodialysis）等方法的工程优化与工业化应用。通过对比传统蒸发池（US$26,000–34,000??t/年LCE成本）与DLE的高回收率（>90??%）、低环境足迹等优势，为锂资源（Li+）可持续开发提供关键见解。

　　

引言

锂作为“21世纪能源金属”，其需求预计2030年将翻倍，而全球65%锂资源存在于盐湖卤水中。传统蒸发法因周期长、土地占用大及Mg²⁺/Na⁺干扰等问题面临瓶颈，直接锂提取（DLE）技术通过跳过蒸发步骤，实现高效（>90%回收率）、低环境影响的锂提取，成为解决供需缺口的关键。

优势与挑战

图3对比显示，DLE将传统18-24个月的蒸发周期缩短至数小时，且占地面积减少90%。其核心优势在于：

1. 1.

   选择性：吸附剂（如锰氧化物）可特异性捕获Li⁺，规避Mg²⁺竞争；

2. 2.

   经济性：尽管初始投资与蒸发池相当（2.6-3.4万美元/吨LCE），但运营成本降低30%；

3. 3.

   可持续性：膜技术（如纳滤）能耗仅为溶剂萃取的1/5，且无有机相污染风险。

技术进展

吸附法

化学吸附（如H₂TiO₃）通过离子筛效应实现Li⁺/Mg²⁺分离，而物理吸附（如MOFs）依赖孔径调控。地热卤水项目中，吸附法成本低至$1,500/吨，但循环稳定性待提升。

溶剂萃取

磷酸三丁酯（TBP）-FeCl₃体系对Li⁺选择性达98%，但乳化问题限制其工业化。新型螯合剂（如冠醚）可降低相分离能耗。

膜技术

电驱动膜（ED）与选择性纳滤（NF）联用可实现Li⁺纯度99.9%，但膜污染仍是痛点。澳大利亚某项目采用卷式膜组件，通量提升40%。

市场与展望

全球锂市场面临2030年供需缺口超50%的危机。DLE在高焓地热区（如冰岛）的应用显示，吸附-膜耦合技术可降低$800/吨成本。未来需突破：

1. 1.

   吸附剂再生次数（现<100次）；

2. 2.

   膜寿命（现2-3年）；

3. 3.

   政策驱动（如碳税激励）。

结论

DLE技术从实验室到产业化（TRL 7-9）的跨越已证实其可行性，但规模化仍需跨学科协作。正如作者所言，将锂提取“从沙漠搬到工厂”，或将成为能源转型的里程碑。