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目前我国都开采了哪些锂矿资源

 gxloking 2023-01-13 发布于广西

以下文章来源于矿业天地


目前,我国盐湖型、伟晶岩型和花岗岩型锂矿均有不同程度开采,黏土型锂矿和地下卤水型锂矿尚未进入开发利用阶段。其中盐湖型锂(LiCl)资源量 2596 万吨,折合金属锂资源量 425.01 万吨,约占全国资源量的 46.58%;伟晶岩型锂矿估算氧化锂(Li2O)资源量约 740 万吨,折合金属锂资源量 343.75 万吨,占全国锂资源量的 37.68%;花岗岩型锂矿氧化锂(Li2O)资源量约 308 万吨,折合金属锂资源量 143.63 万吨,占全国可利用锂资源量的 15.74%。

盐湖中卤水的 Mg/Li 值可直接影响盐湖型锂矿提取锂的技术手段、难度和成本。盐湖中提取锂主要包括沉淀法、吸附法、煅烧浸取法、电渗析法和萃取法。低 Mg/Li 值盐湖一般用沉淀法提取锂;Mg/Li 值接近 2000 的察尔汗盐湖则需使用吸附法和膜法来提取锂,极大地增加了成本和难度;Mg/Li 值极低的扎布耶盐湖仅靠自然蒸发即可实现卤水中的镁锂分离,如西藏扎布耶锂业高科技有限公司利用盐梯度太阳池法得到富锂混盐和芒硝等沉淀,年产量达 3000~5000 吨/年。我国缺少中低 Mg/Li 值的盐湖型锂矿,大多数盐湖型锂矿的卤水 Mg/Li>10。

卤水蒸发后期,卤水中的 Li+常在浓缩过程中与其他盐类一起分散析出,而浓缩后的卤水 Mg 含量很高,所以我国卤水提锂较为困难、技术相对复杂。目前青海盐湖已形成了东台吉乃尔盐湖 1.3 万吨碳酸锂、西台吉乃尔盐湖 1 万吨碳酸锂的生产能力,西藏盐湖型锂矿年产量约 0.52 万吨,产能低,没有形成规模,经济效益低。

我国目前开采的地下卤水型锂资源主要集中在四川南部自贡地区的自流井和邓井关,主要的储卤构造为 NE-SE 向背斜,自流井背斜卤水 Li+含量为边界品位的 3~4 倍、最低工业品位的 2 倍左右。邓井关背斜 Li+含量为边界品位的 3 倍、最低工业品位的 2 倍左右。两者都已经超过锂资源开发利用工业边界品位,表明自贡地区主要储卤构造地下卤水锂资源潜力十分可观。

伟晶岩型锂矿的含锂矿物包括锂辉石、锂云母、透锂长石、磷铝锂石、锂霞石等,其中以锂辉石为主,矿石的锂品位较高,开采比较容易。从矿石中提锂先要将锂矿石破碎、细磨,然后利用选矿工艺如浮选得到锂精矿,再将固体锂矿相转化为液体锂矿相进行提取,后续工艺与盐湖提锂方法接近。常用的提锂方法有:石灰烧结法、硫酸盐法、硫酸法、氯化焙烧法、纯碱压煮法。

四川锂矿床众多,目前有采矿权的矿山共有 6 个,分别为康定甲基卡锂矿床、德扯弄巴锂矿床、雅江措拉锂矿床、阿坝李家沟锂矿床、马尔康党坝锂矿床和业隆沟锂矿床。目前处于开采阶段的仅为康定甲基卡和业隆沟锂矿床;措拉锂矿床为大型伟晶岩型锂矿床,作为储备资源目前未被提上开采日程;李家沟超大型锂矿床处于在建状态,2022 年开采;弄巴、党坝大型‒超大型锂矿床由于被拍卖或母公司实际控制人被捕而被迫停产。

西昆仑锂矿成矿潜力巨大,目前已取得采矿权的是大红柳滩中型锂矿床;白龙山锂矿509 道班西锂矿床由新疆昆仑蓝钻公司进行一期勘探,仅在选定的首采区(白龙山锂矿IV号脉群‒509 道班西锂矿床)探获氧化锂资源量 82 万吨,待补齐整个探矿区储量方可取得采矿权,目前正进行选矿场、道路等基础设施建设, 预计 2023 可正式开采。

花岗岩型锂矿的含锂矿物主要为锂云母和铁锂云母,矿石的锂品位相对较低,且在提取过程中杂质过多,尤其是F元素,因此,花岗岩中的锂资源常被用于低端的玻璃陶瓷工业。随着锂云母提锂技术的不断突破,目前从锂云母中提锂已经能够实现规模化生产,因此,锂云母将逐渐成为锂资源供应的重要一极。

我国正在开采的花岗岩型锂矿主要分布在江西省,以宜春钽铌矿床最为典型,该矿床不仅是我国最大的钽矿,也是世界目前探明最大的锂云母矿,可开采氧化锂储量为71.53 万吨,主要赋锂矿物为锂瓷石、锂云母,通常用于制作陶瓷、玻璃等。

黏土型锂矿作为锂矿资源的新类型,越来越受到重视。火山岩黏土型锂矿中的锂主要赋存在蒙皂石族矿物的晶格中,属于结构锂;碳酸盐黏土型锂矿的锂主要赋存在蒙脱石等黏土矿物的层间,属于吸附型锂;贾达尔锂矿床中的锂则是以独立矿物存在于羟硼硅钠锂石。火山岩黏土型锂矿的锂提取工艺主要有直接浸出法、助剂焙烧法和氯化硫化法。 

碳酸盐黏土型锂矿,要先进行中高温焙烧活化处理,然后采用硫酸和铁盐类试剂浸出,可以实现 80%以上的提取率。目前黏土型锂矿提取尚处在小试阶段,为该类锂资源的开发利用提供技术参考,具有重要的应用前景。

值得关注的是,当前锂产品需求正逐渐从碳酸锂向氢氧化锂转变,氢氧化锂替代碳酸锂或成为趋势。在氢氧化锂产品线上,盐湖提锂首先需要生产碳酸锂,再苛化生产氢氧化锂;相比之下,矿石提则可一步直接生产氢氧化锂,制造成本较生产碳酸锂产品更低。

我国的盐湖型锂矿主要分布于青藏高原,受到盐田晒卤周期(智利需要 12~18 个月,青海部分地区需长达 24 个月以上)的制约,生产周期长,难以像硬岩型锂矿般快速响应市场变化,无法充分发挥其资源体量的优势。

展望

当今世界处于百年未有之大变局,大国间的博弈日趋激烈,除了传统的政治、军事、经济等安全,资源保障安全已经成为现今各国发展的新需求,尤其是战略性矿产资源,加上全球气候变暖和我国 “碳达峰与碳中和”的重大战略目标,国家经济发展将朝向绿色清洁的低碳化方向转型。作为 21 世纪新型能源的金属锂,其重要性不言而喻,并已经被美国、欧盟等国家和地区列为未来争夺的战略性矿产资源。

锂在锂电材料中的应用约占 60%~80%,还包括医药、润滑脂、助溶剂、空调、玻璃陶瓷、聚合物等领域。新能源汽车将是未来锂资源消耗最为重要的产业,2015 年以来,全球新能源汽车销量急剧增加, 从 2015 年的 54 万辆攀升至 2018 年的 201 万辆, 年均增速在 50% 以上, 据多家国际权威机构的预测, 全球电动汽车的产量在 2035 年将达到 5800 万辆, 届时, 新能源汽车行业将占锂资源消耗量的 99%。

全球锂供需平衡的转折发生在 2014 年,这之前锂的供给量大于消费量,之后由于消耗量的猛增,供给已经难以满足消费。在 2021 年世界顶尖科学家碳大会的未来能源发展论坛上,2019 年诺贝尔奖得主斯坦利·惠廷厄姆提醒到: “5~10 年后,目前用于生产锂离子电池的原材料就会被消耗殆尽”。

我国是锂资源消费第一大国,约占全球的 52% 。但我国绝大部分锂资源都依 赖进口,2018 年的统计资料显示,我国锂资源的进口量占 80% 以上(Gulley et al., 2018)。在我国锂资源的供应结构中, 从澳大利亚进口的锂辉石占 57% , 南美地区进口的盐湖锂占 23% 。国内盐湖提供的锂资源约为 14% , 花岗岩型锂资源占 5% ,伟晶岩型锂 资源仅占 1% 。从这一供应结构可以清晰地看出,我国锂资源保障存在重大安全隐患,一旦西方国家对我国进行锂封锁,锂资源的过度紧缺将有可能影响到我国的经济发展安全。

值得一提的是,6Li 用于可控核聚变,是未来更有价值的锂资源。一般来说,

6Li 偏向于保留在固体中,而7Li易于进入溶液中,即卤水型锂矿相对富集7Li,而伟晶岩型锂矿相对富集6Li。近年新发现的青藏高原北部从西昆仑白龙山超大型锂矿床延续到四川西部的甲基卡锂矿床,构成了长达 2800 km的古特提斯巨型伟晶岩 Li 矿带。


目前两个典型矿床(新疆的白龙山和四川的甲基卡锂矿床)的 Li 同位素数据显示,这两个矿床中极其富集6Li(甲基卡锂矿床 δ7Li 平均值为−0.7‰; 白龙山锂矿床 δ7Li 平均值为−0.9‰),可能是目前全球最富6Li 的成矿带。因此,加强古特提斯巨型伟晶岩 Li 矿带的成矿理论、找矿勘探以及6Li资源量评估工作,将有助于改善我国锂资源供应受制于人的被动局面,也对我国未来新能源的布局意义重大。

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