蒙脱石散是治腹泻的常用药物，很难想象它还能和新能源车起关联。武汉理工大学的赵云良教授用蒙脱石散解决了锂电产业上游的“盐湖提锂”难题。近日，该技术已完成中试，被武汉市科创局认定为2024年第二批科技成果转化项目。
赵云良教授展示公司产品
在光谷企业——武汉科莱烯科技有限公司研发车间内，由赵云良设计的新型盐湖提锂矿物膜的中试产线设备已投入生产，一卷卷薄膜材料就是最终产品。
锂是发展新能源产业的战略资源，我国锂资源八成藏于青海、西藏、新疆等地盐湖中，而盐湖里的卤水锂镁比很高，锂很难“摆脱”镁分离出来。赵云良介绍，“盐湖提锂”难题也制约着锂电池制造、新能源整车制造等下游产业。
车间一角放置着数十个有编号的桶，盛着来自新疆罗布泊的卤水
车间一角，数十个有编号的桶内盛放着来自新疆罗布泊的卤水。“将这些盐湖卤水灌入薄膜一侧中，经分离后从另一侧流出，就将锂镁分离开了。”赵云良说，我国“盐湖提锂”工艺依赖国外进口的有机膜，每平方米膜材料的售价高达400元，成本高。
而这种新型薄膜以蒙脱石矿物为材料，成本可以做到国外有机膜的40%以下。“蒙脱石分布相当广泛，中国人常称膨润土，储量居世界第一，因而可以有效降低成本。”
赵云良教授指导学生操作设备
2019年后，我国新能源产业发展迅速，从国外进口的锂矿价格飞涨。当时，已在罗布泊盐湖研究提钾工艺近十年的赵云良发现，进口有机膜锂镁分离效果并不好，他将视线放到了非常普通的无机矿物蒙脱石上。
“作为一类典型的纳米层状矿物，蒙脱石具有特殊的吸水膨胀特性，层间吸水膨胀后很容易将1个纳米厚的蒙脱石片层剥开成二维纳米片，再将这些二维纳米片重新组装堆叠，过程中会形成亚纳米级的通道，通过控制这种亚纳米通道能很好地‘截留’镁而‘放过’锂，镁的截留率可接近100%。”
公司中试产线设备
利用这项技术成果，赵云良获得了同创伟业的投资，并搭建起二维矿物薄膜中试线，包含20多项技术专利。赵云良用蒙脱石制出的膜产品性能优于进口有机膜，提锂效能是后者的2倍以上，镁截留率和锂回收率指标优于进口膜，且长周期的稳定性能良好。
目前，该公司生产的中试产品已通过我国两大盐湖公司之一的国投罗钾的现场应用验证。2025年，武汉科莱烯科技有限公司将建设全球首条二维矿物薄膜工业生产线，年产能可达50万平方米。
