在新能源汽车飞驰、手机电池续航不断突破的今天，锂电产业正以前所未有的速度改变着我们的生活。然而，很少有人注意到，在锂矿冶炼的背后，大量含有铍、铊等有毒重金属的“冶炼剩余物”正悄然堆积，成为悬在生态环境头顶的一把利剑。
传统工艺产生的锂冶炼剩余物大型填埋场
如何安全、高效地处理这些“危险废渣”，同时又能从中回收珍贵的战略金属？由华东理工大学生物工程学院张旭老师领衔的工博会参展项目“含金属固废资源化和无害化生物反应器技术”，给出了令人振奋的答案。近日，这项依托自主生物浸出核心技术构建的“无害化处置+资源化利用”一体化技术体系已完成中试验证，成功破解了锂冶炼剩余物处置成本高、资源化利用率低、环境风险突出等行业痛点，为锂电产业链闭环建设提供了全新技术路径。
让微生物“打工”，常温常压就能干
据统计，我国锂云母提锂过程每年产生数百万吨冶炼剩余物。目前行业普遍采用的固定化填埋或酸浸法，虽能暂时满足排放标准，却暗藏隐患：填埋后的有毒元素在极端环境下可能重新释放；酸浸法则面临废水处理难、设备腐蚀快、能耗高等问题，难以大规模推广。
更令人惋惜的是，这些剩余物中伴生的铷、铯等稀贵战略金属，往往随着填埋被一同“葬送”，造成巨大的资源浪费。这与国家资源高效利用和绿色低碳发展的战略要求背道而驰。
针对行业痛点，研发团队把目光投向了自然界中的嗜酸性微生物，围绕菌种挖掘、工艺调控、反应器放大三大核心问题攻关，最终开发出具有完全自主知识产权的含金属固废生物浸出技术体系。经过驯化改造，这些微生物能代谢产生高效生物酸，在温和条件下像“生物手术刀”一样，精准分离有毒元素与有价金属，溶浸效率优于同等浓度下的无机酸和有机酸。“简单说，就是让微生物‘吃’进废渣，‘吐’出宝贝。”张旭教授介绍道。
与传统工艺相比，这一生物浸出技术优势显著：过程绿色环保，反应体系在常温常压下运行，无废水废气排放，水资源实现内部循环，彻底避免二次污染；能耗大幅降低，相比酸浸工艺可减少60%以上能耗，且微生物发酵过程可固定二氧化碳，契合国家“双碳”目标；操作安全简便，无需复杂防腐和高压设备，降低生产安全风险；资源利用率高，可同时实现有毒元素无害化处理和锂、铷、铯等战略金属的综合回收。
中试成果显著，技术产业化落地进程加速
为推动技术产业化，研发团队配套研发了3000升中试生物反应器，系统掌握了工艺和设备工业化放大的关键规律，为后续产业化示范工程建设奠定基础。
中试结果显示，经该技术处理后的锂冶炼剩余物中铍、铊浸出毒性达到国家普通I类固废标准，可浸出态锂回收率超90%，铷、铯回收率超85%，实现了无害化与资源化双重目标。
目前，该技术已通过生态环境部专家论证，被认定为填补国内外技术空白。第三方检测显示其各项指标均优于国家标准，经济测算显示项目投资回报周期不足3年，兼具良好的环境效益、经济效益和社会效益。
“该技术不仅适用于锂冶炼剩余物处置，还可广泛推广至其他类型含金属固废的无害化和资源化处理，为有色冶金、矿山开采等行业的固废处置提供全新解决方案。”张旭表示，目前项目团队正筹备万吨级工程示范产线建设，预计未来2至3年可实现大规模商业化应用，将有效打通锂电产业“最后一公里”堵点，支撑新能源产业全链条绿色发展。
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