圖為中國(guó)工程院院士鄭綿平在CBIS2018“鋰想”峰會(huì)上發(fā)表主題演講
戳此進(jìn)入峰會(huì)官方專(zhuān)題,了解更多會(huì)議信息:“鋰想”2018第三屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)(CBIS2018)
2018年11月8日,以“新時(shí)代·破而立:前行中的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開(kāi)幕。中國(guó)工程院院士鄭綿平在峰會(huì)上發(fā)表主題演講,以下為主題演講內(nèi)容。
中國(guó)工程院院士鄭綿平:
各位來(lái)賓,各位專(zhuān)家,早上好!今天是一個(gè)交流也是學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。
我的介紹分三部分:第一,全球鋰資源情況;第二,鋰資源的可持續(xù)發(fā)展;第三,結(jié)語(yǔ)。
第一,全球鋰資源的問(wèn)題。
我們知道全世界,在去年的資料是這樣的,全球金屬鋰4500多萬(wàn)噸,中國(guó)資源量占第四位,但是儲(chǔ)量我們國(guó)家占第二位,這個(gè)是不同的概念,我就不詳細(xì)說(shuō)了。比較起來(lái),主要還是鋰資源集中在“鋰三角”(智利、阿根廷和玻利維亞),主要是鹽湖型,中國(guó)也是規(guī)模比較大,另外就是硬巖,主要是在澳大利亞和加拿大。青?,F(xiàn)在已經(jīng)探明的氯化鋰是1982萬(wàn)噸,西藏是1740余萬(wàn)噸。
除此以外現(xiàn)在還有一些潛在的資源量,比鋁土礦里面有發(fā)現(xiàn),在中國(guó)幾個(gè)地方都有發(fā)現(xiàn)。
按傳統(tǒng)來(lái)說(shuō)大家都知道鹽湖型的、硬巖型的,現(xiàn)在我跟大家報(bào)告的是,這個(gè)認(rèn)識(shí)已經(jīng)過(guò)時(shí)了,除了這兩個(gè)類(lèi)型以外還有其他類(lèi)型,我下面就進(jìn)一步展開(kāi)。
先說(shuō)一下大家熟悉的鹽湖型,鹽湖型礦是一種動(dòng)態(tài)的礦,是活的礦,季節(jié)不一樣變化比較大,但是它的特點(diǎn)就是成本比較低,而且環(huán)保條件比較友好。這個(gè)類(lèi)型開(kāi)發(fā)比較多,但是50%以上是靠鹽湖型的。國(guó)家有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),我們也參照國(guó)外的,氯化鋰200毫升就達(dá)到了工業(yè)品,現(xiàn)在生產(chǎn)大部分是160—1400毫升,另外還共生了其他的資源,鈉、鉀、硼等等,剛剛主持也介紹了發(fā)現(xiàn)了一些天然的碳酸鋰。
再補(bǔ)充一點(diǎn),鋰鹽湖主要是作為南美“鋰三角”跟中國(guó),這兩塊比較多。鋰鹽湖非常重要的指標(biāo)就是鎂鋰比,鎂鋰比是不一樣的,等于8的鎂鋰比現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)了,紅色的這幾個(gè)是已經(jīng)開(kāi)發(fā)的,大于8以上的現(xiàn)在正在研究,還沒(méi)有開(kāi)發(fā),國(guó)外的情況是這樣的。
國(guó)內(nèi)鎂鋰比比較高,這個(gè)表里的數(shù)字顯示出有的已經(jīng)生產(chǎn),阿塔卡瑪、翁布雷穆?tīng)柾幸呀?jīng)生產(chǎn)了,還有一些國(guó)家正在籌劃。
中國(guó)就是西藏,剛剛說(shuō)鎂鋰比比較低,0.03的水平,但是有一個(gè)缺點(diǎn),每個(gè)階段都會(huì)把碳酸鋰沉淀下來(lái),不能集中。
剛剛說(shuō)鹽湖類(lèi)型的情況,再一個(gè)是硬巖型的,傳統(tǒng)的現(xiàn)在正在生產(chǎn),主要是澳大利亞、加拿大,澳大利亞算規(guī)模比較大的,大體上講,澳大利亞格林布希斯總量是85萬(wàn)噸左右,加拿大大概加在一起有14萬(wàn)噸。還有美國(guó)的Kings,規(guī)模還比較大,加在一起有74萬(wàn)噸的金屬鋰。
剛剛我講的是傳統(tǒng)的硬巖和鹽湖型的。我想跟大家報(bào)告的是,隨著地質(zhì)調(diào)查和開(kāi)發(fā)技術(shù)的增長(zhǎng),還有一些新的類(lèi)型,我現(xiàn)在講的包括了含鋰深層鹵水、地?zé)崴?、粘土、羥硼硅納鋰石等幾種類(lèi)型。
含鋰深層鹵水在中國(guó)、美國(guó)、加拿大都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,如美國(guó)的阿肯色州等5個(gè)州,油田水中均含有鋰資源,中國(guó)柴達(dá)木已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,已經(jīng)做了多年工作,最近在進(jìn)一步的估算,四川盆地也在做。下面是Jadarite(賈達(dá)爾石),成份是羥硼硅納鋰,這個(gè)是在塞爾維亞。
下面的類(lèi)型就是粘土性的,不是所有的粘土都有鋰,但是一些地方有鋰,這個(gè)粘土型最早我在美國(guó)看過(guò),鹽湖鋰不夠,往下灌熱水,灌到粘土出來(lái)的鋰還比較高,當(dāng)時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始了,在內(nèi)華達(dá)州就發(fā)現(xiàn)了粘土鋰,美國(guó)幾個(gè)州都發(fā)現(xiàn)了,開(kāi)始開(kāi)采了,開(kāi)始算出資源量,是達(dá)到了0.25,按照品位算應(yīng)該有200多萬(wàn)噸的金屬鋰。現(xiàn)在已經(jīng)在開(kāi)采做什么用呢?在做化妝品等等。墨西哥、內(nèi)華達(dá),他們都是粘土型的,距離美國(guó)邊界大概170公里左右,品位是2300ppm,資源量碳酸鋰700多萬(wàn)噸。
地?zé)嵝偷?,地?zé)崂镱^很高的,外國(guó)“鋰三角”、北美都有,中國(guó)青藏高原已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,而且到達(dá)品位了。索爾頓地?zé)釁^(qū)熱水含量9—93ppm,洼地里形成的可以到150—209ppm。南美大量的地?zé)崴部梢缘?4—126mg/L。
我講一下中國(guó)的情況,現(xiàn)在我們資源主要集中在青海、西藏、四川,占85%,類(lèi)型比較多,包括硬巖型,可以提一下,除了鋰輝石還有其他的,深層鹵水四川盆地、柴達(dá)木盆地,熱水型的也可以到100mg/L左右,但是水很大,所以這個(gè)要開(kāi)采還是比較有益的,幾乎是淡水,1000mg的鹽度。這一類(lèi)型的主要是綜合的利用價(jià)值比較高,跟國(guó)外是大同小異的,像硬巖型的,大家都知道,鹽湖型的綜合效益比較好。
進(jìn)一步講一下柴達(dá)木鹽湖鋰包括這么幾個(gè)有名的,察爾汗、大柴旦、東臺(tái)、西臺(tái)、一里坪,柴達(dá)木的鹽湖資源是比較大的,最大的特點(diǎn)鎂鋰比高,經(jīng)過(guò)四個(gè)“五年計(jì)劃”以后現(xiàn)在有一個(gè)大進(jìn)步,今年大概能達(dá)到200萬(wàn)噸,還是有很大的進(jìn)步。
通過(guò)這個(gè)表可以告訴我們的是,西藏有部分鹽湖品質(zhì)來(lái)說(shuō)鎂鋰比可以到0.03,毛病就是分散,怎么解決分散的問(wèn)題,是世界性的難題,中國(guó)有一些進(jìn)步,但還沒(méi)有完全解決。
大體上講一下類(lèi)型情況,給大家這么一個(gè)概念。
我講一下全球鋰資源分布規(guī)律,在座的大部分都是材料專(zhuān)家,我簡(jiǎn)單提一下,為什么研究規(guī)律呢?什么都有規(guī)律的,資源也是有規(guī)律的,我這里講的應(yīng)該叫東西帶和南北帶,像牙齒一樣的這些東西,地球有很多板塊,地球有很多傷疤,傷疤的地方是不一樣的,我們研究它知道一個(gè)東西帶,從意大利、土耳其一直到青藏高原這是一個(gè)帶,再一個(gè)是南北帶,美洲,從北美開(kāi)始一直到南美,所以礦帶也是這么分布的。我們就可以推測(cè),比如東西帶,往西去有可能到土耳其、伊朗,都可能有鋰資源。南北帶我們現(xiàn)在知道了“鋰三角”,但是往北去秘魯還有礦,說(shuō)明還有潛力。這個(gè)就是“鋰三角”,“鋰三角”不僅僅是鹽湖,還有一些熱水型,甚至還有其他類(lèi)型。剛才我講的東西帶,包括塞爾維亞也是在東西帶。中國(guó)我們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的工作,分了一、二、三、四個(gè)帶,是不同的,這種規(guī)律是存在的,我們要考慮規(guī)模的問(wèn)題。
第二,鋰資源的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。
首先要講可持續(xù)發(fā)展,從我們的資源來(lái)說(shuō)還有析鋰技術(shù)問(wèn)題。剛剛說(shuō)我們硬巖的問(wèn)題,硬巖現(xiàn)在大量在應(yīng)用,硬巖有它的優(yōu)點(diǎn),最大的問(wèn)題是要經(jīng)過(guò)爆炸、磨碎等等,必然成本要高一點(diǎn),再一個(gè)還有環(huán)保的問(wèn)題。但是它有它的優(yōu)點(diǎn)。
鹵水型,我這里講的鹵水包括地下鹵水,甚至再擴(kuò)大一點(diǎn)包括地?zé)猁u水,我提出沉降法,還有幾個(gè)方法。第一個(gè),沉淀法,我們提了一個(gè)就是鹽梯度太陽(yáng)池提鋰技術(shù),我們做了很多實(shí)驗(yàn),最后想要這個(gè)方法來(lái)做。這個(gè)圖想說(shuō)明的是,上頭加淡水,這樣是三層效應(yīng),最后底下溫度可以到100度,這樣使碳酸鋰沉淀,但是別的都是因?yàn)闇囟群芨吡瞬蝗艹鰜?lái),磷酸鐵鋰溶出來(lái),這是我的專(zhuān)利。沉淀法還有碳酸鹽沉淀法。
除此以外,還有離子交換吸附法,這個(gè)是比較成功的,鎂鋰比達(dá)到1000多,一些問(wèn)題最近基本上解決了。還有膜滲透法,還有萃取法、煅燒法,這些問(wèn)題都存在一些弊端,像煅燒法最后有一個(gè)很大的問(wèn)題,環(huán)境的問(wèn)題比較嚴(yán)重、能源消耗比較大。所以現(xiàn)在柴達(dá)木最主要用的方法一個(gè)是吸附法、一個(gè)是膜的方法。要說(shuō)明一下,我們的膜一個(gè)是日本進(jìn)口、一個(gè)是美國(guó)代理制造進(jìn)口,我們實(shí)際上還要再攻克。吸附法主要是俄羅斯技術(shù)。
我們還是采取不同的辦法,比如低于8的可以沉淀法,這比較好解決,高鎂鋰的,這幾個(gè)方法,吸附法和膜,但是我們要把膜的技術(shù)攻克,不然還得靠進(jìn)口。
可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略問(wèn)題。
我們現(xiàn)在使用的到2017年全球產(chǎn)量23萬(wàn)噸,其中中間用了12.5萬(wàn)噸,占全球52%,但是我們鋰原料不是我們中國(guó)的,靠進(jìn)口的。
我國(guó)鋰加工原料對(duì)外依賴(lài)程度高,我們現(xiàn)在主要是靠進(jìn)口鋰輝石,鹽湖鹵水還進(jìn)口一部分。這樣我們鋰生產(chǎn)的成本就比南美高,2017年來(lái)說(shuō),我們國(guó)內(nèi)市面買(mǎi)的鋰輝石我們成本少說(shuō)9萬(wàn)塊。在前幾年還可以賺錢(qián),現(xiàn)在就不行。
青海鹽湖現(xiàn)在有進(jìn)步,成本3萬(wàn)—4萬(wàn),我們還是要想辦法,因?yàn)槟厦利}湖的成本只要2萬(wàn)塊,這是我們的難題,因此我們要考慮我們現(xiàn)在“端著金飯碗討飯”和有時(shí)“等米下鍋”,鋰資源可以說(shuō)我們是全球最大的,但是我們大而不強(qiáng),這是現(xiàn)實(shí)環(huán)境。還有一個(gè)問(wèn)題,關(guān)于鈷和鎳的問(wèn)題。
有幾個(gè)需要我們考慮,一個(gè)是類(lèi)型的選擇,還是硬巖和鹵水型為主。鹵水型還是要采取因地制宜、就地取材的辦法,在沙漠、荒漠地區(qū),像西北,在內(nèi)地如果是江漢這一帶,要采取利用地?zé)岬姆椒ǎ褵崮芾闷饋?lái),這樣才能有可能把成本降下來(lái)。
有幾個(gè)建議,要考慮進(jìn)一步提升吸附和隔膜技術(shù),再一個(gè)考慮多個(gè)方法聯(lián)合使用,另外就是提高回收率,鹵水型要重視區(qū)域性的水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),包括綜合利用問(wèn)題。
當(dāng)前我們面臨的鋰產(chǎn)業(yè)前所未的機(jī)遇與挑戰(zhàn),所以我們要抓住機(jī)遇,希望能夠加強(qiáng)創(chuàng)新,包括鋰產(chǎn)業(yè)補(bǔ)足我們的短板,應(yīng)對(duì)全球氣候變化,保護(hù)人類(lèi)共同的家園,實(shí)現(xiàn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
謝謝大家!
(根據(jù)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)演講整理,未經(jīng)本人審閱)