从海水中提取锂

由于乌尤尼盐沼的卤水中锰离子和硫酸根浓度很高，因此无法使用传统的方式对其进行处理。

（图片来源：shutterstock）

日本研究者宣布了使用偏钛酸（H2TiO3）从盐田卤水中提取锂的方法，该方法潜力无穷。实验使用的卤水取自世界上最大的盐碱滩——位于玻利维亚的乌尤尼盐沼（Salar de Uyuni）。

随着锂离子电池的发展，人们对锂的需求也在不断增长。这一供求矛盾使得人们不禁怀疑，目前的技术能否保证高效、低成本地提取锂。

“获取锂的途径有岩石、盐湖以及海水，”该课题的组长，日本产业技术综合研究所（National Institute ofAdvanced Industrial Science and Technology, AIST）的园田秋成（Sonoda Akinari）解释道。而对于日本来说，唯一的资源就是海水——基本上取之不尽用之不竭。然而，和盐湖相比，海水中锂的浓度太低了，从海水中提取锂的成本比从盐

湖中提取高十多倍。

虽然卤水蒸发也可以生成碳酸锂，但是这一过程耗时数月。另一个棘手的问题是，卤水中还有多种不同的盐，包括锰盐。而由于锂离子和锰离子的性质相似，（二者离子半径几乎相同，都为0.07 nm）使得二者的分离非常困难。

离子交换法是一种更有效的从低浓度锂源中提取锂的方法。离子筛允许锂离子这样的较小的离子通过，同时阻止较大的离子通过。向卤水中加入离子筛后，其中的质子就会被锂离子取代。因此离子筛可以吸附锂离子，进而将其从卤水中提取出来。

偏钛酸对卤水中的锂离子的选择性非常高。

锂提取使用的离子筛是由二氧化锰制成的。德国波鸿大学（Ruhr University Bochum）的半导体及能量转化领域的专家，法比奥·拉·曼提亚认为园田的研究非常有趣，因为他“没有在传统的锰氧化物上继续打转，而是另辟蹊径，从含多种阳离子的卤水中选择性的回收

锂。”

园田解释说，他们之所以决定研究钛氧化物是因为在锂的脱附过程中，钛氧化物比锰氧化物更稳定，因此钛氧化物可以多次重生，反复使用。只需用酸对Li2TiO3进行处理，就能将锂脱附下来，同时重生形成H2TiO3。受偏钛酸上离子交换位点的空间限制，这种材料对锂的选择性很高，而不会吸附卤水中的阳离子中，如钠、钾、锰以及钙。

拉·曼提亚认为，“使用乌尤尼盐沼中的卤水使得这项研究的应用价值很高。”他和园田都很想知道这种偏钛酸在锂浓度极低的海水中是否有效。使用乌尤尼盐沼中的卤水实验的成功，说明该方法很有应用价值。