中國(guó)鹽湖資源進(jìn)入“大開發(fā)”階段

本刊記者 段雯娟

經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì)的調(diào)研、摸索、技術(shù)儲(chǔ)備和攻關(guān)，伴隨經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的有力實(shí)施，鹽湖，這個(gè)蘊(yùn)藏著豐富資源和巨大價(jià)值的聚寶盆，正在迅速揭開神秘面紗，徹底展露她的無窮魅力，從以往的“小打小鬧”進(jìn)入到大規(guī)模開發(fā)的新階段。

7月14日至18日，第12屆國(guó)際鹽湖會(huì)議于河北廊坊召開，由國(guó)際鹽湖學(xué)會(huì)和中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院主辦，圍繞“未來鹽湖——全球可持續(xù)性研究與發(fā)展”的主題展開探討。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局局長(zhǎng)鐘自然、國(guó)際鹽湖學(xué)會(huì)主席Aharon Oren、中國(guó)科學(xué)院院士李廷棟、中國(guó)工程院院士鄭綿平等10位兩院院士出席，與來自世界各國(guó)的200余位鹽湖學(xué)領(lǐng)域的專家學(xué)者匯聚一堂，從地質(zhì)學(xué)、鹽湖學(xué)、生物學(xué)、鹽類資源綜合調(diào)查與開發(fā)、生態(tài)學(xué)及環(huán)境保護(hù)等多領(lǐng)域、多角度、多層面，研討未來鹽湖的全球可持續(xù)性研究的新進(jìn)展、新方法和新理念，共同為鹽湖未來的科學(xué)研究、資源綜合利用及保護(hù)建言獻(xiàn)策。

有一種寶藏，叫做鹽湖

據(jù)專家介紹，鹽湖通常是指湖水含鹽度大于3.5%的湖泊，除了人們熟知的食鹽也就是氯化鈉外，鹽湖還能為人類提供石膏、芒硝、鎂鹽、堿類等，甚至有些“特種鹽湖”還能出產(chǎn)許多稀有金屬和非金屬礦物。

鹽湖是咸水湖的一種，是含鹽量較高的咸化水體，通常分布于干旱、半干旱地區(qū)。淡水湖的礦化度小于1克/升，咸水湖礦化度為大于1克/升，礦化度大于35克/升的則是鹽湖。鹽湖也包括表面鹵水干涸、由含鹽沉積與晶間鹵水、碎屑鹵水組成的干鹽湖和地下鹵水湖。

鹽湖是湖泊發(fā)展到中、老年期的產(chǎn)物，它富集著多種鹽類，是重要的礦產(chǎn)資源。鹽湖中沉積的鹽類礦物約達(dá)200種。人類已經(jīng)從鹽湖中大量開采石鹽、堿、芒硝和鉀、鋰、鎂、硼、溴、碘、硝石、石膏和醫(yī)用淤泥，等等，是基本化工、農(nóng)業(yè)、輕工、冶金、建筑和醫(yī)療等領(lǐng)域的重要原料。

鹽湖是自然環(huán)境信息庫(kù)和天然實(shí)驗(yàn)室，是“碳沉積池”、“自然生物反應(yīng)器”。鹽湖還能在一定程度上延遲與人類有關(guān)的溫室效應(yīng)。

從上世紀(jì)50年代的鹽湖資源調(diào)查開始，經(jīng)過幾代科技工作者半個(gè)多世紀(jì)的艱苦努力，中國(guó)鹽湖工業(yè)從無到有，鹽湖開發(fā)技術(shù)不斷創(chuàng)新，逐步發(fā)展，目前已進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)的新階段。

當(dāng)前，立足中國(guó)鹽湖資源的實(shí)際狀況和國(guó)家對(duì)鉀、鋰、鎂等資源的戰(zhàn)略需求，以鹽湖資源綜合利用為目標(biāo)，深入研究科學(xué)開發(fā)鹽湖資源的戰(zhàn)略問題，對(duì)于中國(guó)鉀肥、鋰、鎂等工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

中國(guó)鉀肥2015年基本實(shí)現(xiàn)階段性自給

世界上95%的鉀鹽用作肥料，5%用于工業(yè)。

鉀肥主要有氯化鉀和硫酸鉀，屬速效型酸性肥料。氯化鉀用量最大，適用于糧食作物和棉花等。硫酸鉀作為無氯鉀肥，適用于經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)煙草、甘蔗、蔬果、甜菜、亞麻等作物的種植有著特殊作用，不僅可以增加作物的產(chǎn)量，還可以顯著提高作物的品質(zhì)。硫酸鉀具有鉀和硫元素的雙重肥效，特別適合于長(zhǎng)期施用氮磷肥后造成土壤氮磷鉀嚴(yán)重失衡、農(nóng)田嚴(yán)重缺鉀的地區(qū)。鉀在工業(yè)上主要用于其他鉀化合物的制造、玻璃、陶瓷、紡織和染色、炸藥、皮革、電器和冶金等工業(yè)部門。

與世界平均水平相比，中國(guó)土壤普遍缺鉀，理應(yīng)有較高的鉀肥施用比例，但實(shí)際上，中國(guó)鉀肥施用比例明顯偏低。土壤缺鉀降低了中國(guó)農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，限制了中國(guó)高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展，這種總體上的損失是無法估量的。為了緩解耕地貧鉀狀況，中國(guó)每年進(jìn)口大量鉀肥。近年來，中國(guó)每年進(jìn)口氯化鉀500萬噸左右，硫酸鉀約100萬噸，消耗大量外匯。根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，預(yù)計(jì)中國(guó)約需鉀肥折合氧化鉀800萬噸以上，供需矛盾十分突出。

目前，全世界主要有12個(gè)國(guó)家和地區(qū)生產(chǎn)鉀肥，其中加拿大生產(chǎn)的氯化鉀占世界總產(chǎn)量的30%，比利時(shí)和德國(guó)的硫酸鉀產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的50%。就鹽湖鉀肥生產(chǎn)而言，以色列死海工程公司年產(chǎn)350萬噸氯化鉀、15萬噸硫酸鉀；約旦阿拉伯鉀鹽公司年產(chǎn)180萬噸氯化鉀，近期還投產(chǎn)了一家年產(chǎn)14萬噸硫酸鉀的工廠；智利SQM公司以鹽湖鉀資源為原料生產(chǎn)鉀肥95萬噸；其中硫酸鉀30萬噸。

中國(guó)已探明的鉀礦床主要分布在青海、新疆、云南三省區(qū)，即柴達(dá)木盆地的第四紀(jì)內(nèi)陸鹽湖礦床、新疆羅布泊地區(qū)的現(xiàn)代鉀鹽礦床、云南江城勐野井晚白堊紀(jì)層狀鉀鹽礦床及四川三疊紀(jì)地下鹵水礦床。其中，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的是鹽湖鉀鹽礦床，儲(chǔ)量約8億噸，占總儲(chǔ)量的99%。鹽湖鉀礦資源除在內(nèi)蒙古、西藏等現(xiàn)代鹽湖中有少量伴生外，98%以上的儲(chǔ)量分布在青海的柴達(dá)木盆地和新疆的羅布泊鹽湖中。

柴達(dá)木盆地的鉀鹽礦分布在察爾汗、大浪灘、一里坪、東西臺(tái)吉乃爾及大小柴旦等礦區(qū)，其中察爾汗礦區(qū)的儲(chǔ)量為1151億噸。柴達(dá)木盆地的鹽湖鹵水鉀鹽資源是中國(guó)當(dāng)前鉀鹽生產(chǎn)優(yōu)先開發(fā)的工業(yè)原料。

近年來，中國(guó)在鉀肥工業(yè)中取得了兩項(xiàng)重大進(jìn)步。一是鹽湖反浮選冷結(jié)晶技術(shù)制取氯化鉀實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。從上世紀(jì)60年代中科院鹽湖所研究成功反浮選冷結(jié)晶技術(shù)和反浮選劑，到本世紀(jì)在青海鹽湖集團(tuán)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，歷經(jīng)了40年的漫長(zhǎng)時(shí)間。目前，青海各鹽湖鉀肥生產(chǎn)能力已達(dá)到300萬噸。

新疆羅布泊的鉀鹽勘探也取得了重大突破。從上世紀(jì)90年代中國(guó)地科院在羅北洼地發(fā)現(xiàn)大型鉀鹽礦，到2009年羅布泊鉀肥基地一期年產(chǎn)120萬噸硫酸鉀工程建成投料試車，只經(jīng)過了十多年的時(shí)間。目前，二期170萬噸鉀肥工程已奠基開工。加上原有實(shí)驗(yàn)工廠10萬噸年產(chǎn)能，到2013年，國(guó)家開發(fā)投資公司控股的國(guó)投羅鉀總產(chǎn)能將達(dá)到年產(chǎn)300萬噸，將成為中國(guó)的硫酸鉀生產(chǎn)基地。預(yù)計(jì)到2015年，中國(guó)可基本實(shí)現(xiàn)鉀肥階段性自給。

中國(guó)鹽湖資源開發(fā)取得重大進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所副所長(zhǎng)宋彭生在會(huì)議上介紹了中國(guó)鹽湖資源開發(fā)的進(jìn)展情況。

據(jù)他介紹，青海柴達(dá)木鹽湖開發(fā)正邁向多元化發(fā)展。柴達(dá)木盆地是中國(guó)四大鹽湖區(qū)之一，共有鹽湖33個(gè)。其中察爾汗鹽湖面積5856km2，僅次于新疆羅布泊，是中國(guó)第二大鹽湖。察爾汗鹽湖是中國(guó)最早開發(fā)利用的鹽湖，當(dāng)?shù)貧庀髼l件特別有利于鹽田蒸發(fā)——年蒸發(fā)量高達(dá)近3500mm，降雨量?jī)H約25mm。有鐵路、公路從干鹽湖上通過。作為氯化物型的察爾汗鹽湖與死海類似，以生產(chǎn)氯化鉀肥料為主。

經(jīng)過廣大科技人員的不斷探索，從最早的冷分解洗滌法到冷分解浮選法、反浮選冷結(jié)晶、4#工藝等，目前柴達(dá)木鹽湖已經(jīng)發(fā)展成為中國(guó)最大的鉀肥生產(chǎn)基地，產(chǎn)量也從最初的幾千t，發(fā)展成200多萬t級(jí)。僅“青海鹽湖集團(tuán)”2009年就生產(chǎn)鉀肥222萬t，包括其它鹽湖鉀肥產(chǎn)量已達(dá)300多萬t。

目前開發(fā)察爾汗鹽湖的企業(yè)有23家，國(guó)有、民營(yíng)多種經(jīng)濟(jì)形式并舉。柴達(dá)木盆地其他被開發(fā)利用的鹽湖還有東臺(tái)吉乃爾、西臺(tái)吉乃爾、馬海湖等。2009年中信國(guó)安從西臺(tái)吉乃爾湖生產(chǎn)碳酸鋰達(dá)到5000 t，2010年計(jì)劃達(dá)到8000 t，下一步的目標(biāo)是碳酸鋰2萬t·y-1。硫酸鉀鎂肥年生產(chǎn)能力達(dá)45萬t，還有3萬t粗硼酸的生產(chǎn)能力。

作為國(guó)家13個(gè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)之一，2005年10月27日國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)成立“柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)”，促進(jìn)了在企業(yè)內(nèi)部、行業(yè)內(nèi)部和區(qū)域經(jīng)濟(jì)層面鹽湖資源開發(fā)的延伸性產(chǎn)品，如鎂、鋰、PVC、純堿、氯化鈣等。

在羅布泊，30萬t硫酸鉀也已投產(chǎn)。羅布泊鹽湖面積超過10350 km2，屬于海水型硫酸鎂亞型。2008年12月，120萬t·y-1硫酸鉀廠試車成功，成為世界規(guī)模最大的硫酸鉀生產(chǎn)者。同時(shí)二期工程300萬t·y-1的建設(shè)亦拉開序幕。從而使中國(guó)形成了察爾汗、羅布泊兩大鉀肥生產(chǎn)基地的格局，是中國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)品發(fā)展建設(shè)中邁出的具有里程碑性質(zhì)的步伐。

西藏是中國(guó)四大鹽湖區(qū)之一，面積1 km2以上的鹽湖有234個(gè)之多。位于日喀則地區(qū)的扎布耶鹽湖，鹵水屬于碳酸鹽類型，其鋰、鉀、硼等有用成分濃度很高，尤其鋰濃度之高在國(guó)內(nèi)首屈一指。在世界各富鋰鹽湖鹵水中，僅次于著名的阿塔卡瑪。依靠得天獨(dú)厚的扎布耶鹽湖鋰資源，西藏一直是中國(guó)鋰資源開發(fā)的排頭兵。

以中國(guó)工程院院士鄭綿平為首的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過多年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，在世界上首創(chuàng) “冷凍除堿硝——梯度太陽(yáng)池升溫析鋰”工藝，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。該工藝充分利用了西藏扎布耶鹽湖湖區(qū)的自然條件，依靠高原太陽(yáng)能和冷能的資源優(yōu)勢(shì)，不添加任何化學(xué)原料，從鹽湖中生產(chǎn)出高品位碳酸鋰精礦，然后進(jìn)一步經(jīng)化學(xué)加工，得到工業(yè)級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品。

經(jīng)過一年的工業(yè)化生產(chǎn)試運(yùn)行，生產(chǎn)出合格鋰鹽產(chǎn)品。其生產(chǎn)成本與世界先進(jìn)的低成本水平相當(dāng)。是中國(guó)自主研發(fā)的低成本鹽湖提鋰的成功典范。西藏其它富鋰鹽湖如當(dāng)雄錯(cuò)、扎倉(cāng)茶卡等碳酸鋰的開發(fā)也在籌劃之中。西藏鹽湖鋰鹽的開發(fā)始終是中國(guó)鹽湖資源開發(fā)的排頭兵。

另外，鹽湖湖泥和鹵水的保健美容及漂浮保健等在國(guó)外已經(jīng)開展多年，以色列、德國(guó)、俄羅斯等國(guó)開展歷史較久、水平較高。目前中國(guó)也在逐步發(fā)展和推廣類似項(xiàng)目，先后有山西、四川、新疆、海南打出了“中國(guó)死?！钡恼信疲嗪２鞝柡果}湖則號(hào)稱“中國(guó)的大鹽湖”。

此外，湖泥和鹵水的保健美容、鹵水漂浮保健、鹽湖的休閑旅游、鹽湖生物資源的利用等，中國(guó)各地也都在快速發(fā)展中。

鹽湖生物資源開發(fā)前景廣闊

中國(guó)鹽湖生物資源研究起步較晚，僅有少數(shù)學(xué)者研究鹽水水域的生物區(qū)系。自上世紀(jì)70年代以后，鹽湖生物學(xué)的研究開始受到重視，王家楫、沈嘉瑞、蔣燮治、武云飛等專家都涉及了一些咸水生物，如枝角類、橈足類、原生動(dòng)物和高原魚類等區(qū)系分布的研究。何志輝等對(duì)中國(guó)三北地區(qū)鹽湖生物生態(tài)學(xué)作了一系列綜合調(diào)研工作，取得了一系列成果。

與此同時(shí)，鄭綿平等先后對(duì)西藏北部一些鹽湖如扎布耶鹽湖、拉果錯(cuò)等的嗜鹽菌、浮游生物及鹵蟲生物學(xué)進(jìn)行了研究。此外，一些專家對(duì)西藏部分鹽湖藻類、青海湖裸鯉資源、達(dá)里湖鯽和雅羅魚資源的合理利用、山西運(yùn)城鹽湖、新疆艾比湖生物等也進(jìn)行了研究。特別是上世紀(jì)90年代，黑龍江水產(chǎn)研究所等單位對(duì)新疆、青海、內(nèi)蒙三省區(qū)鹽湖的水化學(xué)、浮游生物和鹵蟲資源作了較全面的綜合調(diào)研。最近幾年，趙文等對(duì)西藏、內(nèi)蒙的一些鹽湖的生物多樣性進(jìn)行研究，取得了一些新進(jìn)展。

中國(guó)鹽湖生境特點(diǎn)是受蒸發(fā)、降水等氣候因素的影響，鹽湖的水位、面積和水化學(xué)性狀都有明顯的年間變化和季節(jié)變化，具體體現(xiàn)在：鹽度高而富于變化；鹽湖的透明度差別很大；水溫、pH變化大；COD一般較高，與鹽度呈正相關(guān)。

中國(guó)鹽湖浮游植物組成上以藍(lán)藻占優(yōu)勢(shì)，如螺旋藻、節(jié)球藻和魚腥藻等屬于最常見的優(yōu)勢(shì)種。有時(shí)硅藻中的角刺藻占優(yōu)勢(shì)。當(dāng)鹽度超過100時(shí)，綠藻中的鹽藻可能成為唯一的種類。

鹽水浮游動(dòng)物則是由原生動(dòng)物、輪蟲、鰓足類和橈足類組成。原生動(dòng)物特別是纖毛蟲類，是中國(guó)三北地區(qū)內(nèi)陸鹽水浮游動(dòng)物重要組成部分。輪蟲在三北地區(qū)鹽水中數(shù)量有時(shí)可達(dá)2000個(gè)/L以上，生物量達(dá)10～18 mg/L。內(nèi)陸鹽水底棲動(dòng)物主要由介形類、劃蝽、水蠅及其幼蟲、搖蚊幼蟲、伊蚊幼蟲等組成，但在這方面國(guó)內(nèi)還很少研究。

迄今中國(guó)已開發(fā)利用或有利用潛力的鹽水生物主要有：耐鹽魚類、對(duì)蝦、鹵蟲、褶皺臂尾輪蟲、蒙古裸腹溞、西藏?cái)M溞、鹵蠅、鹽藻、螺旋藻等。

鹽湖生物資源研究和開發(fā)利用前景十分廣闊，作為新興學(xué)科鹽湖學(xué)的重要組成部分，必將有所進(jìn)展。中國(guó)未來鹽湖研究應(yīng)主要關(guān)注鹽湖生物多樣性、鹽湖生態(tài)學(xué)、鹽湖漁業(yè)利用、鹽湖生物引種馴化和餌料生物培養(yǎng)、鹽湖生物生物活性物質(zhì)開發(fā)（功能蛋白、蝦青素、抗逆基因應(yīng)用等）、鹽湖成礦與鹽湖生物的關(guān)系、鹽湖碳循環(huán)與全球變化等?？梢灶A(yù)見，一個(gè)鹽湖生物開發(fā)的熱潮即將來臨。