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戰略新興產業
中國工程院院士鄭綿平:全球鋰資源遠景和可持續發展
時間: 2018/11/29 10:56:50

2018年11月09日 來源: 電池中國網


       2018年11月8日,以“新時代·破而立:前行中的產業轉折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開幕。中國工程院院士鄭綿平在峰會上發表主題演講,以下為主題演講內容。


       中國工程院院士鄭綿平:


       各位來賓,各位專家,早上好!今天是一個交流也是學習的機會。我的介紹分三部分:第一,全球鋰資源情況;第二,鋰資源的可持續發展;第三,結語。


       第一,全球鋰資源的問題。

      

       我們知道全世界,在去年的資料是這樣的,全球金屬鋰4500多萬噸,中國資源量占第四位,但是儲量我們國家占第二位,這個是不同的概念,我就不詳細說了。比較起來,主要還是鋰資源集中在“鋰三角”(智利、阿根廷和玻利維亞),主要是鹽湖型,中國也是規模比較大,另外就是硬巖,主要是在澳大利亞和加拿大。青海現在已經探明的氯化鋰是1982萬噸,西藏是1740余萬噸。


       除此以外現在還有一些潛在的資源量,比鋁土礦里面有發現,在中國幾個地方都有發現。按傳統來說大家都知道鹽湖型的、硬巖型的,現在我跟大家報告的是,這個認識已經過時了,除了這兩個類型以外還有其他類型,我下面就進一步展開。


       先說一下大家熟悉的鹽湖型,鹽湖型礦是一種動態的礦,是活的礦,季節不一樣變化比較大,但是它的特點就是成本比較低,而且環保條件比較友好。這個類型開發比較多,但是50%以上是靠鹽湖型的。國家有一個標準,我們也參照國外的,氯化鋰200毫升就達到了工業品,現在生產大部分是160—1400毫升,另外還共生了其他的資源,鈉、鉀、硼等等,剛剛主持也介紹了發現了一些天然的碳酸鋰。


       再補充一點,鋰鹽湖主要是作為南美“鋰三角”跟中國,這兩塊比較多。鋰鹽湖非常重要的指標就是鎂鋰比,鎂鋰比是不一樣的,等于8的鎂鋰比現在已經開發了,紅色的這幾個是已經開發的,大于8以上的現在正在研究,還沒有開發,國外的情況是這樣的。


       國內鎂鋰比比較高,這個表里的數字顯示出有的已經生產,阿塔卡瑪、翁布雷穆爾托已經生產了,還有一些國家正在籌劃。


       中國就是西藏,剛剛說鎂鋰比比較低,0.03的水平,但是有一個缺點,每個階段都會把碳酸鋰沉淀下來,不能集中。

   

       剛剛說鹽湖類型的情況,再一個是硬巖型的,傳統的現在正在生產,主要是澳大利亞、加拿大,澳大利亞算規模比較大的,大體上講,澳大利亞格林布希斯總量是85萬噸左右,加拿大大概加在一起有14萬噸。還有美國的Kings,規模還比較大,加在一起有74萬噸的金屬鋰。


       剛剛我講的是傳統的硬巖和鹽湖型的。我想跟大家報告的是,隨著地質調查和開發技術的增長,還有一些新的類型,我現在講的包括了含鋰深層鹵水、地熱水、粘土、羥硼硅納鋰石等幾種類型。


       含鋰深層鹵水在中國、美國、加拿大都已經發現了,如美國的阿肯色州等5個州,油田水中均含有鋰資源,中國柴達木已經發現了,已經做了多年工作,最近在進一步的估算,四川盆地也在做。下面是Jadarite(賈達爾石),成份是羥硼硅納鋰,這個是在塞爾維亞。


       下面的類型就是粘土性的,不是所有的粘土都有鋰,但是一些地方有鋰,這個粘土型最早我在美國看過,鹽湖鋰不夠,往下灌熱水,灌到粘土出來的鋰還比較高,當時就已經開始了,在內華達州就發現了粘土鋰,美國幾個州都發現了,開始開采了,開始算出資源量,是達到了0.25,按照品位算應該有200多萬噸的金屬鋰。現在已經在開采做什么用呢?在做化妝品等等。墨西哥、內華達,他們都是粘土型的,距離美國邊界大概170公里左右,品位是2300ppm,資源量碳酸鋰700多萬噸。


       地熱型的,地熱里頭很高的,外國“鋰三角”、北美都有,中國青藏高原已經發現了,而且到達品位了。索爾頓地熱區熱水含量9—93ppm,洼地里形成的可以到150—209ppm。南美大量的地熱水也可以到54—126mg/L。


       我講一下中國的情況,現在我們資源主要集中在青海、西藏、四川,占85%,類型比較多,包括硬巖型,可以提一下,除了鋰輝石還有其他的,深層鹵水四川盆地、柴達木盆地,熱水型的也可以到100mg/L左右,但是水很大,所以這個要開采還是比較有益的,幾乎是淡水,1000mg的鹽度。這一類型的主要是綜合的利用價值比較高,跟國外是大同小異的,像硬巖型的,大家都知道,鹽湖型的綜合效益比較好。


       進一步講一下柴達木鹽湖鋰包括這么幾個有名的,察爾汗、大柴旦、東臺、西臺、一里坪,柴達木的鹽湖資源是比較大的,最大的特點鎂鋰比高,經過四個“五年計劃”以后現在有一個大進步,今年大概能達到200萬噸,還是有很大的進步。


       通過這個表可以告訴我們的是,西藏有部分鹽湖品質來說鎂鋰比可以到0.03,毛病就是分散,怎么解決分散的問題,是世界性的難題,中國有一些進步,但還沒有完全解決。


       大體上講一下類型情況,給大家這么一個概念。


       我講一下全球鋰資源分布規律,在座的大部分都是材料專家,我簡單提一下,為什么研究規律呢?什么都有規律的,資源也是有規律的,我這里講的應該叫東西帶和南北帶,像牙齒一樣的這些東西,地球有很多板塊,地球有很多傷疤,傷疤的地方是不一樣的,我們研究它知道一個東西帶,從意大利、土耳其一直到青藏高原這是一個帶,再一個是南北帶,美洲,從北美開始一直到南美,所以礦帶也是這么分布的。我們就可以推測,比如東西帶,往西去有可能到土耳其、伊朗,都可能有鋰資源。南北帶我們現在知道了“鋰三角”,但是往北去秘魯還有礦,說明還有潛力。這個就是“鋰三角”,“鋰三角”不僅僅是鹽湖,還有一些熱水型,甚至還有其他類型。剛才我講的東西帶,包括塞爾維亞也是在東西帶。中國我們經過長期的工作,分了一、二、三、四個帶,是不同的,這種規律是存在的,我們要考慮規模的問題。


       第二,鋰資源的可持續發展問題。


       首先要講可持續發展,從我們的資源來說還有析鋰技術問題。剛剛說我們硬巖的問題,硬巖現在大量在應用,硬巖有它的優點,最大的問題是要經過爆炸、磨碎等等,必然成本要高一點,再一個還有環保的問題。但是它有它的優點。


       鹵水型,我這里講的鹵水包括地下鹵水,甚至再擴大一點包括地熱鹵水,我提出沉降法,還有幾個方法。第一個,沉淀法,我們提了一個就是鹽梯度太陽池提鋰技術,我們做了很多實驗,最后想要這個方法來做。這個圖想說明的是,上頭加淡水,這樣是三層效應,最后底下溫度可以到100度,這樣使碳酸鋰沉淀,但是別的都是因為溫度很高了不溶出來,磷酸鐵鋰溶出來,這是我的專利。沉淀法還有碳酸鹽沉淀法。


       除此以外,還有離子交換吸附法,這個是比較成功的,鎂鋰比達到1000多,一些問題最近基本上解決了。還有膜滲透法,還有萃取法、煅燒法,這些問題都存在一些弊端,像煅燒法最后有一個很大的問題,環境的問題比較嚴重、能源消耗比較大。所以現在柴達木最主要用的方法一個是吸附法、一個是膜的方法。要說明一下,我們的膜一個是日本進口、一個是美國代理制造進口,我們實際上還要再攻克。吸附法主要是俄羅斯技術。


       我們還是采取不同的辦法,比如低于8的可以沉淀法,這比較好解決,高鎂鋰的,這幾個方法,吸附法和膜,但是我們要把膜的技術攻克,不然還得靠進口。


       可持續發展的戰略問題。


       我們現在使用的到2017年全球產量23萬噸,其中中間用了12.5萬噸,占全球52%,但是我們鋰原料不是我們中國的,靠進口的。


       我國鋰加工原料對外依賴程度高,我們現在主要是靠進口鋰輝石,鹽湖鹵水還進口一部分。這樣我們鋰生產的成本就比南美高,2017年來說,我們國內市面買的鋰輝石我們成本少說9萬塊。在前幾年還可以賺錢,現在就不行。


       青海鹽湖現在有進步,成本3萬—4萬,我們還是要想辦法,因為南美鹽湖的成本只要2萬塊,這是我們的難題,因此我們要考慮我們現在“端著金飯碗討飯”和有時“等米下鍋”,鋰資源可以說我們是全球最大的,但是我們大而不強,這是現實環境。還有一個問題,關于鈷和鎳的問題。


       有幾個需要我們考慮,一個是類型的選擇,還是硬巖和鹵水型為主。鹵水型還是要采取因地制宜、就地取材的辦法,在沙漠、荒漠地區,像西北,在內地如果是江漢這一帶,要采取利用地熱的方法,把熱能利用起來,這樣才能有可能把成本降下來。


       有幾個建議,要考慮進一步提升吸附和隔膜技術,再一個考慮多個方法聯合使用,另外就是提高回收率,鹵水型要重視區域性的水動態監測,包括綜合利用問題。


       當前我們面臨的鋰產業前所未的機遇與挑戰,所以我們要抓住機遇,希望能夠加強創新,包括鋰產業補足我們的短板,應對全球氣候變化,保護人類共同的家園,實現綠色低碳循環發展做出應有貢獻。

      

       謝謝大家!

 
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