鹽湖鹵水鋰資源及其開發(fā)進(jìn)展

高敏東　文赟　曹兆江　王雯

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人類對(duì)于許多礦產(chǎn)資源的需求量日益加大，鋰資源擁有“21世紀(jì)的能源金屬”之稱，在國(guó)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(duì)其開發(fā)利用是當(dāng)今社會(huì)一個(gè)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(xué)特征和分布的基礎(chǔ)上，對(duì)鋰離子的提取工藝進(jìn)行比較分析，結(jié)合我國(guó)的地理因素等實(shí)際情況，充分對(duì)我國(guó)的鋰資源進(jìn)行綜合利用，從而制定出對(duì)于我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：鹽湖；鹵水；鋰資源；開發(fā)利用

1 鋰離子的作用及現(xiàn)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?zé)崴陀蜌馓锼?，其中鹽湖鹵水中的鋰離子成分占到全球儲(chǔ)鋰量的一半以上。鋰離子是鋰電池不可缺少的一個(gè)元素，隨著電動(dòng)車等不斷投入使用，人類對(duì)于鋰離子的需求越來越大，同時(shí)鋰離子也是一種重要的戰(zhàn)略資源，美國(guó)國(guó)會(huì)甚至早在2007年的時(shí)候把鋰列為美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的的資源。隨著便攜式電子設(shè)備的迅速發(fā)展，鋰離子電池的的市場(chǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，鋰離子電池甚至在向著大型電動(dòng)設(shè)備發(fā)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(diǎn)，所以從鹽湖鹵水中提取鋰已經(jīng)成了鋰資源開發(fā)利用的主要方向。

2 鹽湖鹵水鋰資源的化學(xué)特征和分布

①化學(xué)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(guó)青藏高原地區(qū)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(tái)吉乃爾、西臺(tái)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(jià)值的特點(diǎn)。

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(qū)及南緯20度到30度熱帶干旱氣候區(qū)，大多數(shù)位于大陸西岸或內(nèi)陸西側(cè)雨棚區(qū)內(nèi)降雨量少、日照及風(fēng)力強(qiáng)度大、蒸發(fā)量大和不利于人類生存的荒漠氣候帶內(nèi)的封閉匯水盆地，鹵水鋰礦主要分布于我國(guó)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(fā)利用

3.1 鹽湖鹵水提鋰產(chǎn)品

世界上鹽湖鹵水鋰資源的開發(fā)已經(jīng)有了70多年的歷史，全球鹵水資源鋰產(chǎn)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(chǎn)品多為碳酸鋰，再以碳酸鋰為原料加工生產(chǎn)其他下游產(chǎn)品。

3.2 鹽湖鹵水鋰資源開發(fā)工藝極其發(fā)展

鹽湖鹵水鋰資源開發(fā)的工藝：

鹽湖鹵水提鋰，首先需要將原始鹵水中的鋰進(jìn)一步增發(fā)濃縮，然后再采用適當(dāng)?shù)姆蛛x技巧對(duì)濃縮鹵水中的鋰進(jìn)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(jī)溶劑的萃取工藝條件較為困難、耗能高和容易造成環(huán)境污染等原因，溶劑萃取法在現(xiàn)實(shí)中沒有得到廣泛運(yùn)用，所以，太陽池升溫沉淀成了主要的運(yùn)用方法。

我國(guó)西藏的扎布耶鹽湖由西藏扎布耶鋰業(yè)高科技有限公司開發(fā)，該公司的提鋰技術(shù)是鄭綿平發(fā)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(dāng)鹵水經(jīng)過鹽田曬鹵蒸發(fā)到含鋰1.5克以上時(shí)，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(yīng)。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(jié)晶析出，而由于鹵水中生產(chǎn)出來的碳酸鋰精礦，再進(jìn)一步的化學(xué)加工，獲得工業(yè)級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品。

3.3 我國(guó)鹽湖鹵水鋰資源的發(fā)展

我國(guó)的鹽湖鹵水鋰資源多位于西部高原地區(qū)，該地區(qū)多為半荒漠化的干旱地區(qū)，氣候條件相對(duì)惡劣，加上交通不便等原因，在開采的過程中會(huì)出現(xiàn)很多的困難，所以我國(guó)鹽湖鹵水鋰資源的開發(fā)，應(yīng)該本著“因地制宜”的原則，充分利用當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，在鋰資源開發(fā)中盡量“就地取材”，利用本地和周邊的礦產(chǎn)資源，避免化學(xué)殘留物，減少外來化學(xué)品。我國(guó)對(duì)于鹽湖鹵水的鋰資源的開發(fā)利用起步較晚，目前還停留在初級(jí)鋰產(chǎn)品的階段，但是目前高新技術(shù)在不斷飛速發(fā)展，對(duì)于鹵水鋰資源的開發(fā)要求越來越高，鋰產(chǎn)品化合物的種類也在越來越多，所以我國(guó)應(yīng)該重視起鋰產(chǎn)品的深加工和高附加值的產(chǎn)品的研究和開發(fā)，依靠技術(shù)開發(fā)出多種高質(zhì)量、高效能的鋰產(chǎn)品，只有這樣才能滿足各種行業(yè)對(duì)于鋰產(chǎn)品的需求，才能使我國(guó)在理產(chǎn)品的研究、生產(chǎn)和開發(fā)上占據(jù)有利的位置。

4 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類越來越意識(shí)到稀堿金屬鋰物理化學(xué)性質(zhì)的特殊性和不可代替性，隨著許多電子產(chǎn)品的投入使用，對(duì)于鋰產(chǎn)品的需求量也在不斷增大，鋰資源的價(jià)格也在不斷走高，而我國(guó)的理產(chǎn)品大多數(shù)來自于硬巖，其原理和產(chǎn)品都受制于國(guó)外供應(yīng)商，所以加快我國(guó)鹽湖鹵水鋰資源的開發(fā)和利用刻不容緩，我國(guó)應(yīng)該根據(jù)我國(guó)礦產(chǎn)資源的實(shí)際情況和全球鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，制定鋰資源開發(fā)利用的合理戰(zhàn)略政策，為我國(guó)鋰資源的可持續(xù)開發(fā)奠定良好的基礎(chǔ)，從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和鋰產(chǎn)品的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉向磊，鐘輝，唐中杰.鹽湖鹵水提鋰工藝技術(shù)現(xiàn)狀及存在問題[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2009.

作者簡(jiǎn)介：

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