全球鋰資源開發利用的現狀與思考

王學評，柴新夏，崔文娟

(中國地質圖書館，北京 100083)

鋰是一種輕金屬，鋰產品在高能電池、航空航天、核聚變發電等領域具有重要的用途[1]，被譽為“21世紀的新能源”。近年來，隨著全球資源與環境問題的日益突出，鋰的開發和利用受到世界很多國家的高度關注。美國國會在2007 年將鋰列為美國經濟發展不可或缺的資源，隨后2009 年，歐盟委員會將鋰列為歐洲經濟發展至關重要的元素，鋰資源的戰略地位已逐漸凸現。如何合理地開發和利用鋰資源，或為21世紀全球新能源競爭的焦點。

1 全球鋰資源的分布與賦存狀況

全球鋰資源豐富，美國地質調查局數據顯示，隨著澳大利亞、智利鋰資源儲量的大幅增長，世界鋰資源總量突破了長期以來的410萬t，達到1300萬t[2-6]。鋰資源主要分布在智利、中國、巴西、玻利維亞、美國、加拿大、澳大利亞、津巴布韋等國(表1)。智利鋰資源總量幾乎占全球的58%左右，其次是中國、澳大利亞和阿根廷。

鋰資源主要賦存在鹽湖鹵水(地表和地下)和花崗偉晶巖礦床中。其中，鹽湖鋰占世界鋰儲量的 66%，占世界鋰儲量基礎的 80%以上，通常與鉀鈉鹽類及鹵素 (Br、I 等)礦產共生。主要集中在中國的青海和西藏、美國的內華達洲和南美的智利、玻利維亞和阿根廷地區。鹽湖鋰可以提取Li、K、Na、Mg、Br、I等有用組分[2-6]。

花崗偉晶巖型鋰礦床在加拿大、澳大利亞、美國、津巴布韋、俄羅斯和中國都有廣泛分布[1]。主要開采鋰輝石、鋰云母、透鋰長石等礦石提取鋰。

2 全球鋰資源的開發利用現狀

2.1 全球鋰資源開發增勢顯著

世界主要鋰生產國主要有智利、澳大利亞、阿根廷、中國，上述四國的產量占全球產量的90%以上(表2)。近年來，隨著新能源市場需求的驅動，全球鋰資源開發呈現持續升溫。根據美國地質調查局數據，2000年以來，全球鋰資源產量持續增長，2009年盡管受金融危機的影響，產量出現回調，但2010年后繼續保持增長勢頭，2012年全球鋰礦山產量達37000t的歷史高位(圖1)。全球鋰產量的增長主要來自于南美的阿根廷和智利的鹵水提鋰。全球鹵水鋰的產量平均以每年11%左右的速率增長[7]。

表1 2012年世界主要國家鋰資源儲量情況統計/t

以鹵水提鋰的智利SQM公司、美國FMC公司、Chemetall-Foote 公司(現為Rockwood 股份公司的子公司)，以及世界上最大的偉晶巖礦石提鋰生產商——澳大利亞泰利森礦業公司(Talison)[8]是全球最大的四家鋰生產商，根據近年來的各公司年報資料，其生產規模均有所擴大。其中，SQM公司和FMC 公司碳酸鋰產能的年均增長率近10%，Chemetall 公司碳酸鋰產能的年均增長率為25%(表3)。且各公司鋰資源產品的銷售收入持續增長(圖2)。值得注意的是，各大礦業公司也逐漸加緊了對上游鋰資源的控制。近年來，南美的“鋰三角”地點，成為各大鹽湖鋰公司投資關注的熱點區域。智利SQM、美國Rockwood熱衷于智利Atacama鹽湖資源的開發，FMC正在增加對阿根廷Hombre Muerto鹽湖的開發投入[9]。

表2 世界生產國鋰產量/t

2.2 鹵水鋰資源的開發是鋰資源利用的主要方向

礦石提鋰的方法主要是將鋰礦石加硫酸或者硫酸鹽、石灰或者氯化物進行燒結，然后通過溶解、過濾提純等工序制成鋰鹽產品。鹽湖鹵水提鋰通常要經過鹽田日曬、分階段得到不同鹽類、鹽溶液提純等階段，最后將鋰鹽從溶液中分離提取，得到所需的鋰產品[10-12]。相對于礦石提鋰，鹵水提取鋰具有能耗低、污染少和成本低的優勢。根據Yaksic 2008 年對全球已知鋰資源儲量和生產成本的調查顯示，全球可獲得鋰資源的成本從小到大依次排序為：鹽湖鹵水，礦石資源，沉積粘土，油氣資源，海水資源。同時，從鹽湖鹵水中制取碳酸鋰含鋰較高，碳酸鋰性質穩定，溶解度小，產品回收率較高。因此，全球鹵水鋰資源的開發是目前鋰開發利用的主流。但由于各地的鹽湖鹵水品質不同，導致鹵水提鋰技術的通用性較差。

圖1 2000～2012年世界鋰產量變化

表3 全球主要鋰生產商碳酸鋰產能/t

圖2 三大鋰鹵水鋰生產商鋰產品銷售收入(單位：百萬美元)

2.3 全球鋰資源行業壟斷顯現

目前全球主流的提鋰技術是鹽湖鹵水提鋰，但由于優質鹽湖資源的稀缺和鹽湖鹵水提鋰技術難度大，核心技術掌握在國際鋰巨頭手中，鋰產品市場呈現高度集中化。進入21世紀以來，全球鋰行業并購、重組活躍，進一步加劇了行業的壟斷。目前，世界前三大生產商SQM、FMC和Chemetall 占全球市場94%的鹽湖鋰供應量，基本形成三足鼎立的局面(圖3)。SQM產品以基礎鋰產品為主，處于行業領先地位，FMC和Chemetall 在附加值高的深加工鋰產品市場稱雄。

圖3 三大鋰鹵水鋰生產商市場份額

3 我國鋰資源開發利用的特點

3.1 我國鋰資源豐富，分布集中,伴生組分多

我國礦石鋰中的鋰輝石主要分布在新疆、四川等地，鋰云母主要產于江西宜春地區；鹵水鋰主要分布在青海、西藏的鹽湖中。我國的鹵水鋰占鋰資源的79%，且鹵水中硼、鉀、鎂、鈉等伴生元素眾多，特別是一些大型鹽湖(如柴達木盆地鹽湖)均為高鋰鎂比鹽湖，鎂元素的富集增加了鹵水鋰的提取難度。

3.2 鹵水鋰提取技術有待提高

盡管我國鋰資源豐富，但其開發利用程度不高，鋰產量僅占全球的5%左右，且絕大多數來源于礦石鋰。主要是由于我國高鋰鎂比鹵水提取鋰技術欠成熟，在一定程度上限制了鋰的大規模開發利用。目前，我國鹵水提取鋰僅占鋰總產量的20%左右[13-14]。但是，現有的礦石提鋰能耗大、污染重且成本高，因此，解決鹵水鋰利用技術瓶頸是我國鋰資源利用重要內容。

3.3 鋰資源企業規模小，競爭力不足

近年來，隨著高鎂鹵水提取碳酸鋰技術的不斷進步，我國碳酸鋰產業得到了較快的發展，生產能力從2007年的1.8萬t上升到2012年的4.1萬t。但與世界主要碳酸鋰生產企業相比，我國鋰資源生產企業存在規模小，成本高，產品品種少，生產能力低等不足。我國最大的鋰生產企業四川天齊鋰業碳酸鋰產能為5600t，僅相當于2012年SQM公司產能的1/9。對鋰資源生產企業而言，技術的先進性和資源的保障及控制能力是規模化的先決條件，也是企業競爭力的關鍵要素。

4 建議與思考

4.1 統籌規劃，加強我國鋰資源綜合利用

盡管全球鋰資源豐富，但由于鋰資源具有的戰略意義和全球對鋰資源的需求不斷增長，我國應該盡快將鋰資源開發利用納入國家統籌規劃管理的范疇。一方面，在產業鏈上游，除了要防止鋰資源企業的無序開采，造成資源浪費外，更要結合我國鹵水鋰資源伴生組份多的特點，如西藏扎布耶鹽湖、柴達木盆地鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖鹵水中B、K、Br 等都具有開發價值，開發利用時應重視對伴生組份的綜合開發利用，避免出現類似稀土資源的浪費局面。另一方面，在下游產業，國家有盡快出臺鋰電池回收的政策，實現鋰資源的循環再利用，使回收鋰成為重要的鋰供應之一。

4.2 以技術創新增強國內鋰資源供應能力

盡管我國鋰資源豐富，但由于我國鹽湖鹵水鎂鋰比較高[9]，我國鋰產品大多來自硬巖。受開發、提取技術的約束，初級原料和產品成本較高。目前國內主要鋰原料和產品依賴進口，而國際市場的高度壟斷性，造成近年來我國碳酸鋰等產品價格的不斷攀升。為了避免鋰原料供應受制于人的局面，鋰資源開發企業要加大技術創新力度，通過學習、引進和自主創新等形式，提高我國鹽湖鹵水鋰的開采和提取技術，改善鹵水鋰資源利用效率；同時，通過創新改進鋰輝石中提取碳酸鋰的工藝，降低礦石鋰提取成本、能耗和污染，增強鋰資源供應保障能力和市場競爭能力。

4.3 關注南美地區鋰資源開發利用

在立足提高國內資源利用能力的同時，還應關注境外鋰資源的開發與利用。受鋰資源稟賦等因素的影響，南美已成為全球最大的鋰資源產地。根據美國地調局2011年公布的數據，智利、阿根廷和三國的鋰資源儲量約占全球的63.7%；這三國的鋰資源產量分別占全球的47%；美國鋰資源消費中，有98%的鋰資源進口來自智利和阿根廷兩國。近幾年來，隨著南美玻利維亞西南部的烏尤尼鹽灘豐富鋰資源的發現，歐美、日本、韓國等全球的鋰消費大國，已經開始通過各種途徑參與玻利維亞烏尤尼鹽湖鋰資源的開發。近年來，被譽為南美“鋰三角”的智利、玻利維亞和阿根廷成為全球鋰資源勘查開發的熱點地區。

值得一提的是，我國在利用境外鋰資源時，可以參股、控股、并購等多種方式參與南美、澳大利亞等國鋰資源開發 ，改變以往單純進口模式，合理利用境外資源，增強鋰資源供應市場的保障能力。

4.4 延伸產業鏈，增加鋰資源行業競爭力

縱觀全球鋰資源開發利用，我國和南美等國鋰資源的開發基本處在產業鏈底端初級產品的開發，而美國、日本和韓國等鋰資源的消費大國的資源利用則處在產業鏈的頂端，更側重鋰產品的深加工。眾所周知，隨著產業鏈的延伸，產品附加值不斷增加，附加增值效益也將成幾何倍數的增長。我國的鋰資源企業要相在國際市場競爭中有一席之地，就必須，以新能源、新材料、新藥品等朝陽產業為方向，延伸產業鏈，研究開發具有高附加值的、多元化的鋰產品，滿足相關行業對各種鋰化合物的需求，鋰資源產業鏈向高端延伸是增強我國鋰資源行業國際競爭力的戰略方向。

5 結論

隨著金屬鋰作為戰略資源逐漸被注視，鋰資源需求日趨旺盛。目前全球鋰資源勘查開發市場集中度高，鹵水鋰的開發成為全球鋰資源利用的主流，而鋰資源開發利用的優勢技術主要掌握在美國、日本等發達國家，鋰資源行業壟斷競爭的形勢不斷加劇。我國鋰資源伴生組分多、鹵水鋰提取技術落后，鋰資源開發企業競爭力不足，一方面要加強統籌管理，綜合利用及鋰資源提取技術的創新，提高國內鋰資源利用水平；另一方面，應重點關注南美等地境外資源的合理利用。此外，鋰資源利用產業鏈逐步向高端延伸應成為增強我國鋰資源行業國際競爭能力的戰略方向。

[1] 林大澤.鋰的用途及其資源開發[J].中國安全科學學報，2004(9)：72-77.

[2] U.S.Geological Survey.Mineral Commodity Summaries[R].2008

[3] U.S.Geological Survey.Mineral Commodity Summaries[R].2009.

[4] U.S.Geological Survey.Mineral Commodity Summaries[R].2010.

[5] U.S.Geological Survey.Mineral Commodity Summaries[R].2011.

[6] U.S.Geological Survey[R].Mineral Yearbook,2006.

[7] 高峰，鄭綿平，乜貞，等.鹽湖鹵水鋰資源及其開發進展[J].地球學報,2011,32 (4)：483-492.

[8] 戴自希.世界鋰資源現狀及開發利用趨勢[J].中國有色金屬,2008,8(4):17-20.

[9] 郜志清，佘延雙.南美“鋰三角”地區主要鹽湖的勘探開發與投資研究[J].中國礦業，2012,21(12)：29-32.

[10] 雪晶，胡山鷹.我國鋰工業現狀及前景分析[J].化工進展，20011，30(4)：782-801.

[11] 劉向磊，鐘輝，唐中杰.鹽湖鹵水提鋰工藝技術現狀及存在的問題[J].無機鹽業,2009(6)：4-7.

[12] 鄭春輝，董殿權，劉亦凡.等鹵水鋰資源及其開發進展[J].鹽業與化工，2006(12)：38-42.

[13] 宋彭生，李武，孫柏，等.鹽湖資源開發利用進展[J].無機化學，2011，27(5)：801-815.

[14] 彭愛平.鋰工業發展現狀及未來趨勢[J].中國金屬通報，2012(11):19-21.