BICHEM集團全球業務
一、背景及行業現狀
在中國「雙低」目標的推動下，全球鋰需求呈指數級增長，年均增速超過30%。鋰資源主要來自礦產和鹵水，其中鹵水資源（包括鹽湖城鹵水、地熱鹵水和油田鹵水）的儲量是礦產的數千倍。鹵水資源以其環保和成本優勢，成為鋰產業發展的核心重點。
目前主流的鋰萃取技術，包括傳統蒸發法和直接提鋰（DLE），都存在較大的限制。首先，對原料的適應性不足。現有技術主要處理鋰濃度高於260毫克/公升、鎂鋰比（MLR）低於6.15的優質滷水，而全球99%以上的滷水儲量低於此標準，屬於低品位鹵水，且大部分尚未開發。其次，製程能耗高、環境成本高。傳統蒸發法佔地面積大，週期長，從數月到數年不等，超過60%的鋰會透過夾帶流失，同時也會破壞地下水資源和當地生態系統。第三，用水矛盾突出。現有的DLE技術每生產1噸碳酸鋰需要消耗500多立方公尺的淡水，而鹵水礦床大多位於沙漠、高原等淡水稀缺地區，存在「水資源密集型開採」的困境。最後，技術瓶頸也很明顯：在低鋰濃度下，吸附的傳質效率低，動力學緩慢；膜分離必須克服濃度極化效應；電化學方法需要外部電源輸入，並且受到低溫的進一步限制（例如，中國西部鹽湖的年平均溫度僅為 5.2°C）。
二、SDLE技術理念與創新
為了突破這些傳統瓶頸，太陽能直接提取鋰（SDLE）系統應運而生。該系統將太陽能界面蒸發（SIE）與DLE技術結合，利用清潔可再生的太陽能，克服從低品位鹵水中提取鋰的挑戰，同時生產淡水，實現資源、能源和水的協同利用。
SDLE技術的核心突破可以概括為三個面向：
1. 能源供應革命：從高消耗到零碳
SDLE系統利用太陽能作為唯一或主要的能源輸入，透過光熱效應或光電效應驅動萃取過程，無需依賴電網或化石燃料。光熱SDLE系統實現局部界面加熱（僅加熱蒸發界面處的滷水），與傳統蒸發相比，能量利用效率提高3至5倍。光電SDLE系統利用光電效應直接驅動電化學鋰萃取，實現「零外部電源」。
2. 原料範圍的突破：從高品質到所有等級
透過梯度驅動（光熱效應產生的溫度、濃度和壓力梯度）或場驅動（光電效應產生的內部電場），SDLE系統顯著增強了Li+的擴散和富集。在光熱系統中，溫度梯度加速了Li+向萃取層的遷移，同時抑制了Mg2+等競爭離子的擴散。在光電系統中，內部電場引導Li+跨選擇性薄膜的傳輸，即使在海水中（鋰濃度僅0.2 mg/L），也能有效富集Li+。
3. 協同資源利用：從單一提鋰到鋰水聯產
在提取鋰的同時，SDLE也將蒸發的水蒸氣冷凝成淡水，實現「一次輸入，雙重輸出」。例如，SDLE吸附系統在提取鋰的同時，淡水回收率可超過90%，有效解決了鹵水礦區「耗水開採」的問題。
III. 光熱與光電SDLE系統
根據太陽能轉換形式的不同，SDLE系統可分為光熱型和光電型。
1. 光熱SDLE系統：梯度驅動的“自然提取”
光熱SDLE系統依賴梯度驅動的自然萃取機制，由太陽能吸收層和鋰萃取層組成。其工作機制包括三個階段：熱梯度形成階段，局部界面加熱產生水蒸發的驅動力；濃度梯度富集階段，水蒸發使鋰離子在萃取層中富集並形成擴散梯度；壓力梯度傳質階段，蒸發引起的壓力梯度加速水和鋰離子的遷移，同時抑制鹽結垢和濃度極化。
關鍵材料包括高光吸收、耐高溫和耐酸鹼的碳基材料、等離子體金屬和半導體材料。鋰萃取層採用吸附劑、選擇性薄膜和結晶層，實現快速、選擇性的鋰回收。
2. 光電SDLE系統：場驅動的“精確提取”
光電SDLE系統由光伏效應驅動，進行電化學分離，由半導體太陽能吸收單元、電極單元和鋰離子選擇性膜組成。光生載子在電極間形成內部電場，引導鋰離子穿過膜在陰極富集，同時競爭離子被截留，以達到高選擇性。
無輔助光電系統的突破之處在於無需外部偏壓即可驅動鋰離子的提取，具有穩定的連續運行和高效率，即使在極稀的溶液中也能顯著富集鋰離子，從而完全擺脫對外部電源的依賴。
四、技術意義及發展前景
SDLE技術不僅是一種新穎的鋰萃取方法，更是「資源-能源-水」協同利用的創新範例。該技術透過根本性的創新，實現了低品位鹵水提取、零碳能源供應和淡水回收三大目標，為全球能源轉型、水資源節約和永續礦產開發提供了新的途徑。
太陽能低品位鹵水（SDLE）勘探的重要啟示在於，它不僅代表了鋰提取技術的突破，更體現了資源、能源和水資源協同利用的典範。它利用太陽能將低品位鹵水轉化為鋰和淡水的聯產，為全球能源轉型、水資源保護和綠色礦產開發提供了新思路。其核心原則是從根本上進行創新，突破傳統的單目標思維，實現多目標優化，為其他礦產資源的綠色開發提供了可複製的框架。