鄭昌盛(五礦鹽湖有限公司，青海 海西 817099)

0 引言

目前，世界上的鋰礦石分為鹽渣和硬巖。其中66%為鹵水，34%為礦石。由于從礦石中提取鋰的成本較高，從鹽中提取鋰已成為世界鋰生產(chǎn)的主要方式。其在資源類型、困難和采礦成本上來說是世界上最有價值的。中國鹽湖鋰儲量集中在青藏湖區(qū)，鹽湖鋰儲量約占中國鋰總儲量的80%，其中青海鹽湖鋰儲量約占50%。青海鹽湖主要由硫酸鹽組成，其中大部分由硫酸鎂和碳酸鎂組成，屬于鎂鹽湖，其中有的除沉積大量巖鹽和海市蜃樓外，還含有相當數(shù)量的硼酸鹽，有的還含有一定量的鉀鹽。在一些鹽湖中，含有硫酸、氯化鋰、硼和其他元素，其特征是硫酸鋰含量高。今天，工業(yè)生產(chǎn)鋰最重要的原材料是鹽水，全世界生產(chǎn)的鋰鹽(以鹽為基礎)占鋰總產(chǎn)量的85%以上。從長遠來看，從鹽水中提取鋰是占主導地位的，中國在世界上僅次于南美的“鋰三角”，主要分布在青海鹽湖的下游“四湖”地區(qū)。青海鹽湖鋰礦開采仍處于改進生產(chǎn)技術的早期階段。工業(yè)化、大工業(yè)、低成本、高生產(chǎn)水平仍然是重中之重；另外，從鹵水中提取鋰對環(huán)境的影響還沒有得到充分的證明[1]。

1 青海鹽湖鋰資源的開發(fā)利用

1.1 鋰資源儲量及特點

青海鹽湖鹵化鋰儲量居中國第一，占世界上鹽湖鋰資源的60%。青海鹽湖鋰鹽約為1 799萬噸，排名世界第一。湖里鎂鋰離子濃度高，氯化鋰離子濃度低于鎂。青海鹽湖鋰資源的多樣化，催生了各種生產(chǎn)和環(huán)保技術。青海硫酸鹽湖的鹵化鎂、鹵化鋰含量約為35%。青海察爾汗氯化鹽湖的鋰離子濃度為0.01%或更低，鎂鋰比大于500，接近鹽湖。

1.2 資源開發(fā)

目前，青海鹽湖鋰資源的開發(fā)主要集中在盆地南部基地，碳酸鋰產(chǎn)量不足7 000噸，遠低于設計能力。除此之外，還可以產(chǎn)生產(chǎn)品工業(yè)碳酸鋰，從而克服瓶頸，實現(xiàn)穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)。降低生產(chǎn)成本，達到穩(wěn)定生產(chǎn)是一個重要的挑戰(zhàn)。高鎂含量的建設是在德國專利技術“多層鋰離子回收”和鋰、鹵素萃取的基礎上進行的，目前主要生產(chǎn)硼酸和鉀肥，不生產(chǎn)鋰資源。

2 環(huán)境影響分析

不同的地理位置，不同的降雨蒸發(fā)條件和不同的資源設施決定鹽湖資源開發(fā)的方法和技術手段。鹽酸鈣資源開發(fā)方法和技術手段有不同的要求，其對環(huán)境的影響也是不同的。

2.1 西臺吉乃爾湖

目前生產(chǎn)純度為99.5%的工業(yè)碳酸鋰，在2013年，年產(chǎn)量達到3 110噸。目前，石灰過程是使用燃料氣體，屬于純?nèi)剂?，但石灰可以產(chǎn)生碳酸鋰。隨著天然氣價格大幅上漲，生產(chǎn)成本在能源消費中的比重將大幅上升。該計算方法可產(chǎn)生大量富含氯化氫的管式氣體，工藝路線設計為先用鹽吸收硼，再用鹽酸。鹽酸對設備腐蝕嚴重，并且泄漏對人體健康是有害的，而目前生產(chǎn)過程中仍然存在泄漏的風險、腐蝕和發(fā)電廠廢氣污染的問題。酸預處理的自然蒸發(fā)鹽硼酸對環(huán)境有影響副產(chǎn)品的生產(chǎn)難度加大，環(huán)境風險增加。當從萃取物中去除鎂和鈣，主要是碳酸鎂和硫酸鈣時尾部會形成少量熔渣[2]。

2.2 東臺吉乃爾湖

離子交換膜電滲析用于臺灣東部欽奈湖鋰資源的開發(fā)。目前生產(chǎn)純度為99.6%的碳酸鋰。離子交換膜電滲析可以分離鎂和其他雜質(zhì)。碳酸鋰可由常規(guī)狄利克雷堿生產(chǎn)。離子交換膜電滲析是純粹的生產(chǎn)技術，沒有添加劑，包括碳酸鹽生產(chǎn)15天在內(nèi)，生產(chǎn)周期大約是16天。離子膜每 15天清洗一次，生產(chǎn)過程中關閉，為減少生產(chǎn)連續(xù)性，能源消耗增加，青海東臺印海碳酸鹽膜生產(chǎn)廢料經(jīng)沉淀池后回收。長期效果需要進一步監(jiān)測。但離子交換膜昂貴且依賴進口，未來離子交換膜碳酸鋰的回收和定位將會降低生產(chǎn)成本，提高重要的環(huán)境特征。

2.3 西達布遜湖

西達布遜湖濱儲鋰場是由藍色鋰業(yè)公司青海鹽湖集團開發(fā)的儲鋰設施。特殊吸附被用于開發(fā)鋰資源和加工途徑。2013年生產(chǎn)的工業(yè)用碳酸鋰純度為99.5%，約為486噸。因此，假設該裝置尚未完全實施特定的填料吸附劑，并且碳酸鋰的產(chǎn)量在計劃規(guī)模內(nèi)發(fā)生了顯著變化。特殊吸附具有較高的取水量，碳酸鋰的耗水量約為每噸600立方米。未來與水相關的問題將代表巨大的資源負擔。特殊樹脂吸附具有溫度調(diào)節(jié)性差、流動性和滲透性低、破壞小、溶解度高、消耗約5%的優(yōu)點，用于從鋰濃度低的鹽水中提取二氧化鋰，但需要大量的鹽才能進入樹脂層。如果特殊吸附具有穩(wěn)定的吸附和洗滌性能、良好的溫度調(diào)節(jié)和有效的抗溶解性，則特殊吸附具有吸附過程簡單、回收率高、選擇性高和環(huán)境影響小的優(yōu)點。

2.4 那陵郭勒河下游

西臺吉乃爾湖、東太吉乃爾湖和黎平河的水主要來自納林河下游的臺吉乃爾河，以及西達貝森湖。納林河通常擁有充足的資源，但洪水對鋰資源的增加和利用構(gòu)成一定威脅，并可能在干旱年份造成水源問題，防洪問題需要全面解決。鹽湖包括鋰資源的可持續(xù)開發(fā)利用，都要保護納林河下游的海洋環(huán)境。2010年的納林格勒河洪水導致東部四個湖泊的鋰資源減少，鋰資源遭到破壞，可見洪水對鹽湖鋰資源的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。目前，防洪大壩已建成各種水域，但由于不同的水域由不同的公司經(jīng)營，分屬不同的行政區(qū)劃，納林河流域的整體防洪理念需要進一步加強[3]。目前，中國洪澇災害的觀測預警能力較弱，應盡快建立監(jiān)測網(wǎng)絡，滿足各行政區(qū)域防洪需要，協(xié)調(diào)各海域、各公司盡快啟動南嶺河流域綜合防洪規(guī)劃。納林河下游綠洲是柴達木盆地的重要牧區(qū)。生態(tài)地位非常重要，但生態(tài)系統(tǒng)對水資源非常敏感和脆弱。在干旱年份，仍將對區(qū)域生態(tài)產(chǎn)生嚴重的負面影響，特別是在引航項目的疊加區(qū)域，預計引水量為1.87億立方米。在干旱年份，高原或西臺吉乃爾湖的水資源保護遠遠低于東臺吉乃爾湖和西大別森湖。如何確保水資源的合理有效配置，以減少水資源過度開發(fā)和競爭對弱勢群體的影響是非常重要的問題。在干旱期間，生態(tài)系統(tǒng)仍然存在：四個湖泊和四家公司使用不同的鋰生產(chǎn)工藝，對環(huán)境產(chǎn)生不同的影響。氯化氫氣體腐蝕設備由石灰產(chǎn)生并除去大量的鹽酸。離子交換膜電滲析的主要問題是高成本、損耗大。特殊吸附法存在的主要問題是耗水量大、樹脂填充不足、能耗高，尚未能夠從高含鋰鹵水中提鋰，目前情況需要進一步分析。創(chuàng)新體制機制，擴大技術交流與開發(fā)，提高鹽湖資源的綜合利用水平和生產(chǎn)，加強資源綜合利用，尤其是鋰資源協(xié)調(diào)，是必然選擇。

3 開發(fā)利用的對策

3.1 開發(fā)利用的策略

青海鹽湖鋰電資源土地面積較大，但數(shù)量較少，發(fā)展成本高。目前，隨著碳酸鋰的價格急劇下降，鋰可以充分利用國際資源，加強青海湖鋰資源的保護，使用資金征服青海省基礎材料循環(huán)經(jīng)濟的核心技術和可持續(xù)發(fā)展，重點關注高收入，低成本，實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展[4]。在青海鹽湖鋰資源開發(fā)利用領域，要根據(jù)南郭河下游自然和草原資源的特點，統(tǒng)一思考和規(guī)劃，為扎伊達姆盆地和鹽湖資源的綜合開發(fā)以及供水和其他基礎設施提供資金，保護敏感環(huán)境.

3.2 開發(fā)鋰資源的環(huán)保措施

青海鹽湖鋰資源和海洋資源的開發(fā)利用是青海全面發(fā)展的目標。綜合利用和流程優(yōu)化，減少浪費和排放，減少環(huán)境污染，提高鋰產(chǎn)品的市場競爭力。青海鹽湖鋰資源保護和發(fā)展同樣重要，應大幅增加鋰供應，改善納林格勒河下游鋰資源的安全性和可用性，加強鋰資源保護，為未來的開發(fā)利用提供基礎。加強關鍵技術和材料研究，解決青海鉀鹽開發(fā)的關鍵環(huán)境問題，提高鹽湖鋰的生態(tài)發(fā)展指標，為碳酸鋰煅燒、離子膜電滲析、離子再生和高氯酸稀釋及能量分解作出貢獻。針對本地生產(chǎn)的高消耗問題，生產(chǎn)碳酸鋰專用吸附劑和低溫吸附劑，并與本地生產(chǎn)合作。確保納林格勒河下游綠洲生態(tài)用水?！八暮眳^(qū)域水資源管理規(guī)劃，協(xié)調(diào)恢復大湖區(qū)礦業(yè)、鹽湖和綠洲產(chǎn)業(yè)之間的生態(tài)平衡，協(xié)調(diào)綠地生產(chǎn)和綠洲環(huán)境保護[5]。

4 結(jié)語

鹽湖是重要的戰(zhàn)略資源，必須制定合理的資源戰(zhàn)略，強化高層建筑結(jié)構(gòu)，在保護環(huán)境的基礎上加以利用。鹽湖作為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的主戰(zhàn)場，承擔著支持全省社會和生態(tài)發(fā)展的任務和責任，目前，青海鹽湖鋰資源開發(fā)的工藝技術和設備不斷完善，碳酸鋰產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，鹽湖資源發(fā)展迅速。但青海鹽湖鋰的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)，資源不足、技術創(chuàng)新、國內(nèi)優(yōu)質(zhì)鋰產(chǎn)品短缺等問題有待克服。為了盡快改變這種狀況，實施國家資源開發(fā)和環(huán)境保護戰(zhàn)略，應該把環(huán)境保護放在首位，促進高質(zhì)量發(fā)展。