鹽湖鹵水鋰資源及其開發進展

高敏東　文赟　曹兆江　王雯

摘 要：隨著社會經濟不斷發展，人類對于許多礦產資源的需求量日益加大，鋰資源擁有“21世紀的能源金屬”之稱，在國防和鋰電池中扮演著重要的角色。鹽湖鹵水中含有多種金屬離子，其中包括了鋰離子，所以如何鹽湖鹵水中提取鋰離子并對其開發利用是當今社會一個具有重要意義的事情，本文將從全球鹽湖鹵水鋰資源的化學特征和分布的基礎上，對鋰離子的提取工藝進行比較分析，結合我國的地理因素等實際情況，充分對我國的鋰資源進行綜合利用，從而制定出對于我國長遠發展做出重要的貢獻。

關鍵詞：鹽湖；鹵水；鋰資源；開發利用

1 鋰離子的作用及現狀

鋰離子是鋰輝石、鋰云母、鋰皂式等硬巖和富鋰的天然水，包括鹽湖鹵水、地熱水和油氣田水，其中鹽湖鹵水中的鋰離子成分占到全球儲鋰量的一半以上。鋰離子是鋰電池不可缺少的一個元素，隨著電動車等不斷投入使用，人類對于鋰離子的需求越來越大，同時鋰離子也是一種重要的戰略資源，美國國會甚至早在2007年的時候把鋰列為美國經濟發展不可或缺的的資源。隨著便攜式電子設備的迅速發展，鋰離子電池的的市場規模在不斷擴大，鋰離子電池甚至在向著大型電動設備發展，由于鹽湖鹵水中含有大量的鋰，從鹵水中提取鋰離子具有成本低、耗能少、資源豐富等特點，所以從鹽湖鹵水中提取鋰已經成了鋰資源開發利用的主要方向。

2 鹽湖鹵水鋰資源的化學特征和分布

①化學特征：鹽湖鹵水通常分為硫酸鹽型、碳酸鹽型和氯化物型，鹽湖鹵水中的鋰通常以微量形式和大量的鈣、鈉、鉀、鎂等堿金屬、堿土金屬陽離子及硫酸根、氯根硼酸根的陰離子共存。我國青藏高原地區富鋰鹽湖有硫酸鈉亞型、碳酸鹽型和硫酸鎂亞型，其中西藏扎布耶為碳酸鹽型鹽湖，青海東臺吉乃爾、西臺吉乃爾鹽湖都是硫酸鎂亞型，安第斯山和青藏高原高原的富鋰鹽湖都具有共生元素多、鋰濃度高、具有較高綜合利用價值的特點。

②鋰資源的分布：全球鹽湖鹵水鋰資源主要分布于北緯30度到北緯40度溫帶干旱氣候區及南緯20度到30度熱帶干旱氣候區，大多數位于大陸西岸或內陸西側雨棚區內降雨量少、日照及風力強度大、蒸發量大和不利于人類生存的荒漠氣候帶內的封閉匯水盆地，鹵水鋰礦主要分布于我國的青藏高原和南美洲的安第斯高原上。

3 鹽湖鹵水鋰資源的開發利用

3.1 鹽湖鹵水提鋰產品

世界上鹽湖鹵水鋰資源的開發已經有了70多年的歷史，全球鹵水資源鋰產量從1997年的5000噸到2008年約1.5萬噸，鹽湖鹵水鋰礦制備的鋰鹽產品多為碳酸鋰，再以碳酸鋰為原料加工生產其他下游產品。

3.2 鹽湖鹵水鋰資源開發工藝極其發展

鹽湖鹵水鋰資源開發的工藝：

鹽湖鹵水提鋰，首先需要將原始鹵水中的鋰進一步增發濃縮，然后再采用適當的分離技巧對濃縮鹵水中的鋰進行分離和提取。從濃縮鹵水中分離鋰的工藝主要有太陽池升溫沉鋰法和溶劑萃取法，其中，前者主要適用于高鋰、低鎂鋰壁紙的碳酸鹽型鹵水，后者主要適用于中低鎂鋰比值的鹵水中。由于有機溶劑的萃取工藝條件較為困難、耗能高和容易造成環境污染等原因，溶劑萃取法在現實中沒有得到廣泛運用，所以，太陽池升溫沉淀成了主要的運用方法。

我國西藏的扎布耶鹽湖由西藏扎布耶鋰業高科技有限公司開發，該公司的提鋰技術是鄭綿平發明的“冷凍除堿硝梯度太陽池升溫沉鋰”工藝，鹽湖鹵水在冬季低溫政法過程中，從鹵水中出去大量芒硝和泡堿，從而使得鹵水中的鋰得到快速富集，當鹵水經過鹽田曬鹵蒸發到含鋰1.5克以上時，灌入太陽池，在鹵水上鋪淡水，依靠太陽光輻照升溫，過度層、淡水層和池壁保溫，形成太陽池效應。由于碳酸鋰在鹵水中的溶劑熱度隨著溫度的升高而降低，使得較多的碳酸鋰結晶析出，而由于鹵水中生產出來的碳酸鋰精礦，再進一步的化學加工，獲得工業級碳酸鋰產品。

3.3 我國鹽湖鹵水鋰資源的發展

我國的鹽湖鹵水鋰資源多位于西部高原地區，該地區多為半荒漠化的干旱地區，氣候條件相對惡劣，加上交通不便等原因，在開采的過程中會出現很多的困難，所以我國鹽湖鹵水鋰資源的開發，應該本著“因地制宜”的原則，充分利用當地的氣候條件，在鋰資源開發中盡量“就地取材”，利用本地和周邊的礦產資源，避免化學殘留物，減少外來化學品。我國對于鹽湖鹵水的鋰資源的開發利用起步較晚，目前還停留在初級鋰產品的階段，但是目前高新技術在不斷飛速發展，對于鹵水鋰資源的開發要求越來越高，鋰產品化合物的種類也在越來越多，所以我國應該重視起鋰產品的深加工和高附加值的產品的研究和開發，依靠技術開發出多種高質量、高效能的鋰產品，只有這樣才能滿足各種行業對于鋰產品的需求，才能使我國在理產品的研究、生產和開發上占據有利的位置。

4 結語

科學技術的不斷發展，人類越來越意識到稀堿金屬鋰物理化學性質的特殊性和不可代替性，隨著許多電子產品的投入使用，對于鋰產品的需求量也在不斷增大，鋰資源的價格也在不斷走高，而我國的理產品大多數來自于硬巖，其原理和產品都受制于國外供應商，所以加快我國鹽湖鹵水鋰資源的開發和利用刻不容緩，我國應該根據我國礦產資源的實際情況和全球鋰產業的發展趨勢，制定鋰資源開發利用的合理戰略政策，為我國鋰資源的可持續開發奠定良好的基礎，從而促進我國經濟的發展和鋰產品的進步。

參考文獻：

[1]劉向磊，鐘輝，唐中杰.鹽湖鹵水提鋰工藝技術現狀及存在問題[J].無機鹽工業，2009.

作者簡介：

高敏（1993- ），男，青海樂都人，沈陽化工大學畢業，從事鹽湖鹵水資源綜合利用開發項目、工藝研究工作。