PDF《中国盐湖锂资源的产业化现状》

lithium;

industrialization;

Xitaijinaier Salt Lake;

Zabuye Salt Lake

96 地球学报第三十一卷 锂是对国民经济及国防具有重要意义的元素. 半个世纪以来, 锂在玻璃和陶瓷工业、有色冶金行 业及空调、医药、有机合成等方面获得了广泛应用. 近年来, 由于信息技术和电动汽车的迅猛发展, 锂 离子电池成为目前发展最为迅速的领域之一(赵健 等, 2000). 随着锂合金的发展, 锂在航天航空工业得 到了大量应用.随着全球矿物能源的逐渐枯竭, 和 对能源安全的担忧, 世界强国普遍重视对核聚变反 应电站和锂动力汽车的研究和推广.锂已经成为二 十一世纪能源和轻质合金的理想材料, 被称为推动 世界前进的重要元素(袁复怀, 1999). 锂在自然界中主要以固体矿物资源和液体矿床 资源存在.已知锂矿物有

150 多种, 其中主要锂矿 石为锂辉石、锂云母、透锂长石等.液态锂主要附 存于盐湖卤水、海水、油田水和井卤中.全球锂资 源工业储量约为

1 100 万吨(以金属计), 其中盐湖锂 资源占 69%以上(宋彭生, 2000). 中国是一个多盐湖的国家, 全国多数省区均有 古代或现代盐湖分布.现代第四纪盐湖主要分布在 我国西北的青海、西藏、新疆和内蒙四省区, 大小 盐湖有一千多个(郑喜玉等, 2002).现代盐湖中贮藏 着大量国民经济所必需的天然无机盐资源和生物资 源(郑绵平, 1999;

孔凡晶等, 2007), 其中最重要的 化学元素是钾、硼和锂.钾盐是重要的化工原料之 一, 在工业上有着广泛的用途, 但是对农业生产的 作用更加重要.目前, 中国建立了青海察尔汗钾肥 生产基地和新疆罗布泊硫酸钾生产基地, 年产钾肥 能力达到

300 多万吨, 但还是远远满足不了国内钾 肥需求(陈永志等, 2001;

李浩等, 2008). 硼及其化合 物在国民经济建设中的用途也极为广泛(高世扬等, 2007).中国盐湖锂资源占锂工业储量的 85%, 研究 盐湖锂资源及其开发技术, 并将其推向产业化, 具 有十分重要的意义. 国际上前期基本开采固体锂资源, 俗称硬岩锂 业.九十年代中期, 中国开始成为锂工业大国, 但是1997 年智利阿塔卡玛盐湖卤水提锂成功后, 其 低廉的价格极大地冲击了中国的锂工业(马培华等, 1998;

封国富等, 2003;

李昱昀等, 2005). 从此时起, 国内盐湖提锂技术研究和产业化也加快了步伐. 中国前期盐湖锂资源的开发研究主要集中在青 海台吉乃尔盐湖和西藏扎布耶盐湖, 两个盐湖都经 过了二十多年的科研和产业化过程(张宝全等,1994a, 1994b;

杨建元等, 1995, 1996;

刘喜方等, 1999;

乜贞等, 2001;

郑绵平, 2001;

赵元艺等, 2003, 2005;

罗莎莎等, 2004).2005 年扎布耶盐湖碳酸锂 矿和精加工厂投产,

2007 年西台吉乃尔盐湖碳酸锂 生产线投产(黄维农等, 2008), 至此, 中国建立了两 家盐湖提锂企业.本文拟对比研究这两个盐湖的资 源状况和地理气候条件, 以及由此而决定的盐湖资 源开发工艺流程, 并探讨其工艺优化方向.

1 资源状况和地理气候环境 1.1 西台吉乃尔盐湖 西台吉乃尔盐湖位于青海柴达木盆地中部, 地 理位置: 东经 93°13′?93°34′, 北纬 37°33′?37°53′, 行政区划属海西州大柴旦镇, 距离青海化工城市柴 达木仅

160 km, 交通便利.西台吉乃尔盐湖海拔 高度

2 680 m, 为典型的内陆干旱气候, 年均气温 4.47℃, 蒸发强降雨少, 淡水年蒸发量为 2505.9 mm, 年降水量为 17.8 mm(曹文虎等, 2004). 西台吉乃尔盐湖是一个以液体锂矿为主、固液 共生的特大型锂矿床, 同时还富产钾肥、硼矿、镁矿、石盐等矿产.液体矿床主要由四部分组成: 地 表卤水矿、晶间潜卤水矿层、孔隙潜卤水矿层和晶 间承压卤水矿层. 锂资源量以 LiCl 计为