近期發(fā)布的《膜工藝提取電池及其他礦物廢料中有價(jià)值材料》編輯綜述指出，膜分離技術(shù)正成為從廢舊電池和礦物廢料中回收銅、鎳、鈷、鋰及稀土等關(guān)鍵金屬的核心路徑。傳統(tǒng)原生礦產(chǎn)開采伴隨生態(tài)破壞與高能耗，且全球礦石品位下降推高了回收成本，促使產(chǎn)業(yè)將廢棄電池與尾礦視為二次礦床。膜基分離工藝通過(guò)薄層屏障實(shí)現(xiàn)選擇性傳輸，區(qū)別于依賴大量有毒稀釋劑的溶劑萃取法，具備適配復(fù)雜浸出液化學(xué)特性與模塊化擴(kuò)容的優(yōu)勢(shì)。

Matebese等人的研究將膜應(yīng)用納入技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，指出強(qiáng)酸、絡(luò)合劑或高鹽度環(huán)境下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性仍是工業(yè)化主要障礙，并明確了膜性能優(yōu)于溶劑萃取的運(yùn)行工況，為權(quán)衡資本支出與試劑消耗提供決策框架。Kim與Hallinan聚焦帶電聚合物膜，其固定離子基團(tuán)共價(jià)結(jié)合于聚合物基質(zhì)中，可實(shí)現(xiàn)反離子傳輸與共離子截留。制造方法與膜結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)對(duì)廢棄物資源化尤為關(guān)鍵，活性層的孔隙率、曲折度和溶脹程度直接決定離子滲透速率與分離選擇性。

鋰的選擇性分離因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)備受關(guān)注。鋰與鈉、鉀同屬一價(jià)陽(yáng)離子，但較小的離子半徑與更強(qiáng)的水合殼層導(dǎo)致傳輸行為存在差異，為膜設(shè)計(jì)提供突破口。Troitskiy等人評(píng)估了鋰選擇性膜的滲透通量與選擇性離子分離系數(shù)，強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告這兩項(xiàng)指標(biāo)有助于跨研究對(duì)比并加速規(guī)?；牧虾Y選。Castro等人針對(duì)商用全氟磺酸膜（Nafion 115與A E98-09S）的實(shí)驗(yàn)表明，預(yù)處理在追求選擇性離子傳輸時(shí)可能適得其反，工藝設(shè)計(jì)與膜制備需協(xié)同優(yōu)化。

Kabay等人提出的吸附-膜過(guò)濾混合工藝將識(shí)別功能交由固體吸附劑承擔(dān)，通過(guò)懸浮吸附劑并連續(xù)過(guò)濾漿料，使吸附動(dòng)力學(xué)與水力停留時(shí)間解耦，實(shí)現(xiàn)在線更換飽和吸附劑并提升地?zé)崴袖嚨幕厥章?。綜合來(lái)看，進(jìn)料溶液化學(xué)性質(zhì)起決定性作用，真實(shí)流體的懸浮物結(jié)垢或氧化劑降解可能導(dǎo)致膜失效；回收經(jīng)濟(jì)性高度依賴濃度，極端稀釋下需前置濃縮步驟；回收過(guò)程的環(huán)境足跡需與二次來(lái)源效益權(quán)衡，低試劑消耗的膜工藝優(yōu)勢(shì)顯著。

膜基資源回收的前景樂(lè)觀但具條件性。持續(xù)進(jìn)步需多線并行：開發(fā)更高選擇性與化學(xué)魯棒性的膜材料，構(gòu)建能管理長(zhǎng)期運(yùn)行周期內(nèi)污染與結(jié)垢的工藝配置，建立允許實(shí)驗(yàn)室間誠(chéng)實(shí)對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)化性能指標(biāo)，以及涵蓋回收材料全生命周期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型。本專題圍繞膜長(zhǎng)期穩(wěn)定性及替代溶劑萃取的具體條件提出關(guān)鍵問(wèn)題，旨在激發(fā)膜科學(xué)與濕法冶金社區(qū)的跨學(xué)科協(xié)作，以支撐脫碳經(jīng)濟(jì)所需的金屬供應(yīng)鏈閉環(huán)。

資料來(lái)源：bioengineer.org；原文發(fā)布日期：2026-10-17。本文為資料編譯。