在全球新能源产业爆发式增长的背景下，锂资源战略地位日益凸显。中国青海柴达木盆地盐湖卤水锂储量占全球总量的12%，但高镁锂比（部分盐湖镁锂比超600:1）的技术瓶颈长期制约开发效率。2024年，青海某锂业龙头企业与山东联萃流体技术有限公司合作，在察尔汗盐湖建成全球首条“多级逆流萃取槽+膜分离+电渗析”耦合工艺产线，实现锂回收率突破92%、综合成本下降38%的突破性成果，为盐湖提锂技术升级树立了标杆。
一、技术攻坚：破解高镁锂比分离的世界性难题
1. 多级逆流萃取槽：强化传质与抗乳化设计
山东联萃为项目定制化设计MCG-650型多级逆流萃取槽，单级处理量达50m³/h，采用“混合室+澄清室”双腔体结构，核心创新包括：
三级抗乳化系统：在混合室设置聚结填料层，使乳液层厚度稳定在5-8cm，配合γ射线密度计实时监测界面，避免相夹带导致锂损失。在青海盐湖极端环境下，通过添加乙二醇防冻剂，使萃取体系在-15℃低温下仍保持90%以上的萃取效率。
动态混合技术：配置变频搅拌器（转速200-400r/min）与径向流搅拌桨，形成三维错流混合场。其中，径向流搅拌桨采用“V”字形双桨叶设计，第一桨叶设分散孔，可将水相与有机相液滴直径缩小至50-200微米，传质界面面积增加5倍。
模块化级联扩展：支持5-15级串联，根据卤水成分动态调整级数。项目初期采用8级逆流萃取，后期通过增加2级实现锂回收率从88%提升至92%，镁锂分离因子超1000。
2. TBP-FeCl₃协同萃取体系：突破传统工艺极限
针对察尔汗盐湖卤水（Li⁺=2.47g/L，Mg²⁺=119.73g/L），联萃研发团队开发了磷酸三丁酯（TBP）-FeCl₃复合萃取剂，通过形成[Li·FeCl₄·2TBP]络合物实现高效分离：
选择性萃取：在pH=1.5-2.0条件下，锂分配系数达80以上，镁萃取率低于20%，单级萃取率92%，三级逆流串联后总萃取率突破99.5%。
低温适应性改进：添加质量比0.1%的蔗糖作为协同剂，进一步降低镁萃取率至14.63%，锂离子萃取率提升至85.68%。
反萃工艺优化：采用脉冲反萃技术，在40℃、相比（O/A）=3:1条件下，获得纯度99.95%的氯化锂溶液，可直接用于氢氧化锂制备。
二、工业应用：从实验室到千吨级产线的跨越
1. 工艺流程创新：耦合膜分离与电渗析
项目团队构建了“萃取-膜分离-电渗析”全流程工艺：
预处理阶段：通过“混凝沉淀+气浮”工艺去除悬浮物，投加PAC与PAM使浊度降至10NTU以下；采用pH调节（pH=4-5）优化萃取环境，避免乳化现象。
核心萃取阶段：8级逆流萃取槽组实现锂回收率92%，出口有机物浓度降至50ppm以下；配套蒸馏提纯单元，实现萃取剂再生循环利用率超98%，年节约溶剂采购成本超2000万元。
深度提纯阶段：萃取相经纳滤膜（截留分子量200Da）浓缩后，进入电渗析系统进一步脱盐，最终获得电池级碳酸锂（纯度≥99.5%），满足宁德时代、比亚迪等头部企业供应链标准。
2. 经济与环境效益双突破
处理成本直降40%：传统蒸发结晶法需18-24个月周期，且锂损失率超30%；联萃工艺将处理周期缩短至72小时，单吨碳酸锂生产成本从6万元降至3.7万元，年节约成本超1.2亿元。
资源回收收益覆盖投资：年回收氯化锂4500吨，按市场价8万元/吨计算，年创收3.6亿元；设备投资1.2亿元在4个月内通过收益回收。
危废量减少90%：传统工艺年产生危废灰渣6000吨，而联萃工艺仅产生600吨生化污泥（含水率80%），危废处置费用从1500万元/年降至150万元/年。
三、行业示范：推动盐湖提锂技术标准化
1. 设备标准化与规模化应用
山东联萃萃取槽已形成标准化产品系列，支持单台直径0.5-5米灵活配置，处理量覆盖实验室研发（1L/h）至万吨级生产线（500m³/h）。在青海盐湖提锂项目中，设备连续运行12个月无故障，操作弹性从±15%扩展至±30%，适应盐湖卤水成分波动。
2. 技术辐射效应显著
西藏扎布耶盐湖：采用联萃技术后，锂回收率从65%提升至88%，年产碳酸锂突破1万吨；
智利阿塔卡玛盐湖：通过三级逆流萃取槽组，实现氯化锂纯度99.95%，直接供应特斯拉Gigafactory；
新能源电池材料企业：在某三元前驱体项目中，通过8级逆流萃取塔组回收钴，纯度达99.5%，年产值突破8亿元。
四、未来展望：迈向零排放的绿色工厂
山东联萃正推进以下技术迭代：
电场辅助萃取模块：在转鼓内壁加载高压电场，使有机物分子定向迁移速率提升3倍，预计使废水有机物浓度降至20ppm以下；
光催化氧化系统：集成TiO₂纳米膜光催化剂，在紫外光照射下分解残余有机物，使出水COD<30mg/L，达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类要求；
数字孪生平台：通过构建设备运行虚拟模型，预测性维护准确率达95%，可将非计划停机时间减少80%，维护成本降低60%。
客户评价：青海盐湖提锂项目的成功实践证明，山东联萃萃取槽不仅解决了高镁锂比分离的技术难题，更推动了盐湖化工产业向绿色、高效、智能化方向转型。
随着《“十四五”原材料工业发展规划》对高端分离装备的扶持力度加大，该技术有望在更多领域实现规模化应用，为全球锂资源开发提供中国方案。