含锂废水锂资源回收：城市“移动矿山”的液态采掘术

随着全球电动汽车和储能产业的爆发式增长，锂作为“白色石油”的战略地位日益凸显。传统矿石提锂和盐湖提锂面临资源、环境和技术挑战。与此同时，大量的含锂废水在锂电材料生产、废旧电池回收、卤水综合利用过程中产生，其中含有可观浓度的锂（从几十到数千mg/L）。这些废水若直接处理排放，不仅造成宝贵战略资源的浪费，其高盐、可能的重金属及有机物含量也对环境构成威胁。含锂废水锂资源回收技术，旨在从这些“废液”中高效、经济、绿色地提取和富集锂，变废为宝，是开发“城市矿山”、保障锂资源可持续供应的关键技术，堪称“液态矿石”的绿色采掘术。

一、废水来源与回收价值

1.锂电池生产废水：正极材料（如锂钴氧、锂锰氧、磷酸铁锂）生产过程中产生的洗涤废水、结晶母液，含有残留的锂盐。

2.废旧电池回收浸出液：废旧电池经破碎、浸出后，锂与镍、钴、锰等一同进入溶液，需进行分离回收。

3.卤水/盐湖提锂副产废水：在盐湖提锂过程中，为分离镁等杂质产生的老卤或尾卤，仍含有一定量的锂。

4.地热卤水、油气田采出水：部分含有较高浓度的锂。

回收价值：实现锂的闭路循环，降低对原生矿产的依赖；将环保处理的成本中心，部分转化为资源回收的利润中心；符合循环经济和“无废城市”的发展理念。

二、核心回收技术路径

从成分复杂、低浓度的含锂废水中高效选择性提取锂，是技术核心。常用方法包括：

1.吸附法：

◦原理：使用对锂离子具有特殊选择性的吸附剂。吸附剂与废水接触，选择性吸附锂离子，之后用清水或稀酸解吸，得到富锂溶液。

◦关键吸附剂：

▪离子筛型锰系吸附剂选择性最高的技术之一。其晶体结构空穴尺寸与锂离子水合半径相匹配，能“筛分”出锂，几乎不受大量共存钠、钾、镁、钙离子的干扰。特别适合从高镁锂比的溶液（如盐湖老卤、电池回收液）中提锂。但吸附剂溶损、循环寿命是挑战。

▪铝系吸附剂：成本较低，在特定pH条件下对锂有一定选择性，但抗杂质干扰能力弱于锰系。

◦工艺形式：固定床吸附塔是主流，可实现连续或半连续操作。

2.膜分离法：

◦原理：利用选择性渗透膜分离锂。

▪纳滤：可分离一价和二价离子。在电池回收液中，可让锂、钠等离子透过，而截留镍、钴、锰等二价金属，实现初步分离。但无法分离锂和钠。

▪电渗析：在直流电场作用下，离子定向迁移通过选择性离子交换膜。可通过膜堆设计，实现锂的浓缩和纯化。能耗较高，适用于低盐浓度废水。

▪膜蒸馏、正渗透：利用温差或渗透压差驱动水挥发，锂被浓缩在原料侧。能耗高，尚在研发阶段。

3.萃取法：

◦原理：使用协同萃取体系，在特定条件下将锂选择性萃入有机相，再反萃得到富锂液。技术难度高，流程复杂，易产生有机污染，在废水处理中应用较少，更多用于高浓度卤水。

4.沉淀法：

◦通过加入碳酸钠、磷酸钠等沉淀剂，将锂转化为磷酸锂沉淀。此法简单，但锂沉淀不，选择性差，易被大量共存的钙、镁干扰，通常只适用于锂浓度较高、成分简单的废水末端处理，回收率和产品纯度有限。

三、工艺挑战与技术发展趋势

1.复杂水质适应性：废水中除锂外，常含有高浓度的钠、钾、钙、镁、硫酸根、氯离子，以及微量重金属、有机物。回收技术必须具备优异的选择性、抗污染性和化学稳定性。

2.经济可行性：处理规模、锂浓度、回收率、试剂与能耗成本共同决定项目的经济性。需开发低成本、高效率、长寿命的吸附剂/膜材料，以及优化的集成工艺。

3.集成：锂回收通常是废水处理全流程中的一个环节。理想的工艺是耦合预处理、锂回收、分盐结晶、深度处理，最终实现废水和多种有价资源综合回收。

典型工艺链：废水→预处理（除硬、除硅、除悬浮物）→选择性吸附/膜分离（提锂富集）→解吸/浓缩液净化→氯化锂产品制备→深度处理（达标排放或回用）

结语

含锂废水锂资源回收，是循环经济理念在战略金属资源领域最生动的实践。它将环境保护与资源保障两大国家战略需求有机结合，在污水处理厂和工业园区的池槽管道间，开辟了一座座流淌着的“液体锂矿”。通过精巧的吸附筛选、膜分离或化学提取，珍贵的锂离子从复杂的工业废水中被“打捞”出来，重新进入新能源产业的供应链。这不仅减轻了原生矿产开采的环境压力，降低了锂电产业链的资源风险，更将环保产业从“净付出”转向“有产出”，赋予了绿色发展的新动能。