青海盐湖提锂技术获新突破

<正>从青海省工信厅获悉,青海省盐湖高镁锂比卤水提锂技术取得新突破。柴达木盆地盐湖镁锂比值普遍过高,镁锂分离技术难度大,青海省科研人员通过采用吸附法、萃取法、煅烧法等工艺,有效解决了从高镁锂比盐湖中提取高纯锂和硼的世界性难题,使得青海盐湖卤水提锂技术水平处于世界领先地位。目前,青海省实现了产品产量从小规模生产到工业化量产。由于各盐湖卤水提锂工艺技术不完全成     

卤水提锂多元新路径：技术、资源、环境和成本

传统沉淀法提锂生产周期长、不适用于低锂浓度卤水,盐湖提锂产量增长缓慢,难以满足新能源产业发展的需求。因此,开发高镁锂比卤水提锂新技术是锂产业发展的迫切需求。本文概述了吸附法、萃取法、膜法和电化学法等提锂新工艺的研究现状,发现铝基吸附剂已应用于工业生产,但其吸附容量显著地小于锰基和钛基吸附剂,而后两者的溶损和长吸附平衡时间是制约其产业化的关键。中性磷类萃取剂关注最多,但其易腐蚀和出现第三相;酰胺类萃取体系无腐蚀,已用于氯化物型卤水工业化提锂,但其稳定性需长期关注;并且萃取法工艺流程较长,酸碱消耗高。膜法无法深度除镁,需与其他方法相结合提锂,其水资源消耗量大。电渗析和“摇椅式”电化学实现了连续性提锂,加速了吸附速率,避免了洗脱剂的使用,其电耗随着优化提锂体系和工作条件的降低,电化学提锂将迎来广阔的产业前景。以上卤水提锂新工艺资源消耗和环境影响小于传统沉淀法,对高镁锂比盐湖具有显著的竞争优势,但各有弊端。因此,未来盐湖卤水提锂应加强多种新技术的集成与耦合,前移提锂过程,提升全流程锂的回收率和多种资源的综合开发。     

吸附法提锂技术取得重大突破

近日,由青海盐湖科技开发有限公司和核工业北京化工冶金研究院共同承担的青海省2006年度重点科技攻关计划——“年产200吨碳酸锂工业试验”项目,一举解决了察尔汗盐湖高镁低锂卤水吸附法提锂的关键技术。察尔汗盐湖是一个大型的可溶性钾镁盐矿床,已探明的各种盐类总储量达到600多亿吨。目前,察尔汗盐湖的资源开发以氯化钾为主,并已有40多年的开发历程。随着国家西部大开发战略的实施,被列入国家西部开发首批十大重点工程之一的青海盐湖100万吨钾肥项目于2003年建成投产,并于今年实现达产达标,使青海盐湖集团的氯化钾年总产量从1958年的不足…     

盐湖卤水型锂矿基本特征及其开发利用潜力评价

【研究目的】近年来,新能源发展势头强劲,锂电池需求旺盛,锂矿资源争夺激烈。相比于目前主要开发的硬岩型锂矿,盐湖卤水型锂矿有着“量大、绿色、经济”的优势,随着卤水提锂工艺的不断进步,盐湖型锂矿的产能将进一步得到释放;中国是盐湖卤水型锂矿的主要分布国家之一,占世界总资源量的比例排在第五位。在世界锂资源争夺战愈演愈烈的情况下,总结盐湖卤水型锂矿的分布特征、水化学类型分类和矿物组合,估算潜在资源量以及提出评价盐湖卤水型锂矿的方法,对合理安排勘查和开发投入,以及规划国家新能源资源具有重要意义。【研究方法】搜集已公开发表或出版的盐湖卤水型锂矿资料,从分布、成矿地质条件方面分析基本特征,并对潜在资源量估算以及开发利用潜力评价进行评述。【研究结果】全球盐湖卤水型锂矿资源丰富,但分布不均,主要集中在南美安第斯高原、美国西部高原和中国青藏高原3个盐湖聚集区,其形成主要受大地构造背景、断层活动断裂以及气候海拔等条件控制。中国青藏高原盐湖卤水型锂矿资源不同于另两大盐湖聚集区的是,其构造背景属于陆陆碰撞,而非洋壳俯冲。由南到北还可进一步分为西藏和青海两个盐湖地区,青海地区镁锂比较高,不适用于传统的蒸发沉淀法,新...     

硫酸钠亚型盐湖卤水不同温度下Li~+富集、结晶行为研究——以西藏拉果错盐湖为例

西藏拉果错盐湖属于硫酸钠亚型盐湖,卤水含有钾、锂、硼等有价值组分,针对此类盐湖资源,研究锂的富集过程非常必要。通过硫酸钠亚型盐湖卤水的变温蒸发过程,对比了锂在不同温度下富集规律和饱和点,卤水中的锂在蒸发过程中主要以硫酸锂和锂芒硝等形式结晶,在此基础上建立了锂和硫酸根浓度与温度变化关系的相关性,根据组成和温度,计算了浓度熵,模拟了锂饱和点和浓度熵的关系方程;利用浓度熵方程,控制锂盐析出,从而实现获得高锂浓度的卤水,为硫酸钠亚型盐湖卤水天然蒸发富集锂和盐湖资源高效利用提供依据。     

阿根廷奥布莱莫埃尔多盐湖钾锂资源潜力分析

阿根廷奥布莱莫埃尔多盐湖位于南美安第斯高原"锂三角"地区,钾锂资源丰富;为了研究该盐湖卤水特征,分析其钾锂资源远景,利用遥感数据提取钾、锂异常信息,并在湖区施工浅井采集卤水样品进行验证。盐湖钾锂一般赋存于含盐细砂中,靠近盐湖中部赋存于石盐为主的盐类矿物晶体间的孔隙之中;卤水分析结果表明,KCl含量0.60%～2.11%,平均品位1.03%,LiCl含量146～4977mg/L,平均含量2407mg/L;遥感解译显示湖区存在高矿化度卤水,钾锂异常主要集中分布于湖区岛屿北部、东北部及南部靠近岛屿地带。奥布莱莫埃尔多盐湖遥感信息显示钾、锂异常,浅井卤水分析富含锂钾,部分样品达到工业品位,盐湖找矿潜力巨大。     

腾格里地区盐湖的盐类沉积特征

腾格里沙漠122个盐湖分为石盐、石盐-芒硝、石盐-白钠镁矾及芒硝(石膏)4种类型。盐湖含盐系厚度一般4～9m,总体呈现下部为含盐碎屑沉积,上部以盐类沉积为主,构成储卤层,卤水赋存其中,由湖岸至湖心储卤层厚度增长。含卤层理渐小,卤水含KCl渐高。盐湖中矿物主要为碳酸盐矿物,以芒硝、石膏为主的硫酸盐矿物、石盐以及粘土矿物。盐湖卤水以晶间卤水为主。许多卤水含K+大于2g/L。K+含量最高的红盐池,平均含量达19.14g/L。对钾矿而言,在盐湖分布相对集中地区,有一定的综合开发利用前景。     

江汉盆地大型富锂卤水矿床成因与资源勘查进展:综述

古近纪时期,华南江汉盆地的潜江凹陷和江陵凹陷发育盐湖,沉积了巨厚的蒸发岩,并形成和储藏了富锂、钾、铷、铯、溴、碘等元素的卤水资源,这些元素含量达到工业品位或综合利用品位;富锂卤水属于深层地下卤水型锂矿资源,镁锂比值低,是非常优质的锂资源。本文总结了江汉盆地大地构造特征、火成岩及古气候背景,论述了古盐湖沉积岩相特征、富锂卤水水化学、分布及储层特征、卤水中锂的来源与富集机理、卤水型锂矿成矿模式以及富锂卤水勘查与开采技术进展,提出了卤水开发利用中存在的问题和解决途径。江汉盆地富锂卤水成因包括:古盐湖锂可能主要来自高温水岩反应产生的富锂热液流体的补给;在干旱的气候下,古湖水不断蒸发浓缩,导致卤水中锂浓缩富集;在盐湖演化末期,逐渐埋藏的盐类晶间富锂卤水被转移至裂隙、砂岩及玄武岩储层中储集;在较高的地热背景值下,埋藏卤水与储层岩石可能发生水岩反应,进一步促进了卤水中锂的富集。江汉盆地深层卤水初步勘查显示,氯化锂资源量已达到大型工业规模,展示了巨大的资源潜力。此外,卤水锂开采技术已基本形成,建议进一步加强富锂卤水的绿色开发技术研究,制定相关勘查开发规范。     

中国盐湖锂资源的产业化现状-以西台吉乃尔盐湖和扎布耶盐湖为例

锂对国民经济和国家安全具有重要意义, 是21世纪的能源金属。近10年, 中国主要从国外进口碳酸锂产品。中国是一个多盐湖的国家, 盐湖锂占锂资源工业总储量的85%。现代第四纪盐湖主要分布在我国西北的青海、西藏、新疆和内蒙古四省区, 具有很好的开发前景。经过多年科研后, 目前国内已经在西台吉乃尔和扎布耶两个盐湖建立了卤水提锂产业。本文对比研究了这两个盐湖资源状况和地理气候条件, 以及由此而决定的盐湖资源开发工艺流程, 探讨了其工艺优化方向。并指出这两个盐湖具有锂资源储量大, 品位高的优势, 但是受盐湖类型或地理气候条件限制, 工艺上有待改善。建议继续加强对盐湖开发技术优化和对盐湖提锂产业的扶持。     

全球锂资源供需前景与对策建议

随着信息技术和新能源汽车等新兴产业的兴起,金属锂的地位和作用与日俱增。通过分析全球锂资源及其分布、供需现状及锂电发展对未来锂的供需影响,认为全球锂市场在中短期内将由供过于求向供需趋紧转变;长远来看,全球锂资源量大,且随着进入社会领域的锂产品规模扩大,锂的二次资源回收循环利用也将增加,理论上可以满足人类本世纪需求。锂的生产集中度过高、国内盐湖提锂工艺有待改进、锂电安全性问题等是制约中国锂业可持续发展的重要因素。因此,提出要将锂作为中国的新能源关键矿产,适时建立并启动锂的战略储备,加强高Mg/Li值盐湖卤水提锂工艺的科技公关,加强高性能锂电技术研发等对策建议。     

硫酸钠亚型富锂卤水25℃等温蒸发过程的计算机模拟

我国青藏高原上分布有许多盐湖,其中扎布耶等碳酸盐型盐湖、东台吉乃尔等硫酸镁亚型盐湖是著名的富锂盐湖,已成功开发生产出碳酸锂产品。青藏高原上还有许多硫酸钠亚型盐湖,其卤水锂浓度高,钾、镁、硼等有用成分丰富。针对这些盐湖资源,目前尚未进行开发利用研究。这些卤水的等温蒸发实验研究,是必不可少的关键工作之一。本文使用我们由Pitzer电解质溶液理论建立的Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO24--H2O体系的热力学模型,对25℃下几种硫酸钠亚型富锂卤水等温蒸发过程进行了计算机模拟,预测蒸发过程中盐类矿物的析出顺序、卤水组成变化规律、钠、钾、镁、锂盐的饱和点,并在此基础上进行卤水蒸发过程物料平衡关系的理论计算等。本文对西藏3种硫酸钠亚型卤水和国外2种硫酸钠亚型卤水25℃等温蒸发过程进行了模拟。其析盐顺序的特点是:在第一个矿物石盐饱和析出后,接着析出的含钾矿物是钾芒硝,而不是钾镁矾类矿物。其后钾盐则会以钾岩盐形式析出。锂盐饱和后则主要以复盐Li2SO4.K2SO4形式析出。美国银峰卤水的模拟结果与实验蒸发过程完全一致,并给出其继续蒸发时的析盐状况。另4种硫酸钠亚型卤水的模拟结果不仅可以作为未来实验研究的基本参考和注意点,同样也可作为其盐田设计和工艺安排的基本理论依据。本文研究为该类型卤水资源综合开发利用工艺路线的确立提供理论参考。     

察尔汗晶间卤水水化学分布规律及动态变化特征的研究

察尔汗盐湖是内陆大型钾镁盐液体矿富集的现代盐湖。自一九五六年以来先后有青海省地质局第一地质队、中国科学院盐湖调查队、青海省地质局盐湖研究室、中国科学院青海盐湖研究所等单位对盐湖进行了大量的研究工作,积累了宝贵的经验和资料。笔者通过对晶间卤水开采研究的实践认为:盐湖地球化学是研究各种元素的迁移、分散、共生、聚集的条件和规律,它对盐湖的成因、演化具有重要的理论意义。因此,笔者以溶液相图理论为基础,分析晶间卤水比重、     

西藏当雄错盐湖卤水冬季日晒蒸发实验研究

西藏当雄错盐湖位于藏北高原腹地西南侧,其水化学类型属典型的中度碳酸盐型,具有很好的工业开发前景和价值.自然蒸发是盐田日晒工艺的应用基础工作,本文基于室内卤水等温蒸发实验的相关结果,在当雄错湖区现场开展了盐湖卤水冬季日晒蒸发实验,通过考察碳酸盐型盐湖卤水在现场低温条件下自然蒸发过程中液相各元素的富集规律以及矿物的结晶析盐规律,分析了锂、硼、钾等元素的集散行为,并根据卤水蒸发过程中的元素富集、蒸失水量、盐类析出顺序、矿物组合以及物化性质的变化探索了盐类分离的控制条件.以Na+,K+/CO2-3,SO2-4,Cl--H2O五元体系(25℃)介稳相图为参考依据,绘制了当雄错盐湖卤水冬季日晒蒸发的结晶析盐路线.实验结果表明,当雄错盐湖卤水在冬季日晒蒸发过程中依次析出石盐、泡碱、天然碱、硼砂、钾石盐和扎布耶石,另有少量芒硝和泡碱等低温产物会提前析出或被母液夹带析出,利用冬季低温蒸发可制取富锂卤水,蒸发后期的母卤还可用于提取硼砂和钾石盐等矿物资源.实验结果为下一步开展盐田工程设计及制卤工艺操作提供了必要的基础数据,同时也为碳酸盐型盐湖卤水的综合利用和开发提供了理论支持.     

西藏扎布耶盐湖卤水演化的Pitzer模型模拟

扎布耶盐湖是西藏高原代表性的富锂硼碳酸盐型盐湖。本文利用Pitzer模型模拟计算了西藏扎布耶盐湖冬季与夏季卤水、补给河流-泉水的低温(2℃)、常温(25℃)和高温(50℃)蒸发结晶过程,结果表明,扎布耶盐湖卤水可以由现代成分的河流-泉水蒸发浓缩形成,扎布耶盐湖的沉积组合与河泉水蒸发浓缩的矿物结晶规律吻合;而冬、夏卤水蒸发模拟结果与卤水蒸发实验结果基本吻合,但对矿物结晶顺序、矿物组合规律以及温度-季节性成分变化的影响等方面,提供了更多更详细的数据与认识。说明Pitzer模型对研究西藏富锂硼碳酸盐型盐湖的地球化学成因和盐田工艺都具有重要参考价值。     

世界盐湖卤水型锂矿特征、分布规律与成矿动力模型

卤水锂矿在世界探明的锂矿总资源量中占比达65％,由于其易于开采,成本较低,其锂盐产品占总锂盐产品的75％左右.世界卤水锂矿主要产于现代盐湖,这些盐湖分布于世界三大高原:中国青藏高原、南美西部安第斯高原和北美西部高原,形成了三大盐湖卤水锂成矿区.中国青藏高原盐湖主要包括西藏中北部和柴达木盆地盐湖,卤水锂(LiCl)资源量为2330万t;南美西部安第斯高原盐湖,涵盖玻利维亚、智利和阿根廷盐湖,锂(Li2 O)资源量为2300万t;北美西部高原盐湖卤水锂矿(Li2 O)资源量为550万t.同时,中国华南地区在中生代晚期可能也是高原环境,高原地貌孕育了大量盐湖,并形成了一些富锂卤水矿.这些高原的形成与隆升都起因于板块俯冲及陆陆碰撞:南美安第斯高原和北美西部高原是太平洋板块向美洲板块俯冲-增生造山形成的,中国青藏高原是印度板块向欧亚板块俯冲-陆陆碰撞形成的,而中国华南古高原则可能与古太平洋板块向亚洲大陆俯冲作用有关.板块俯冲及陆陆碰撞作用,一方面形成高原地貌,挡住了来自大洋的水汽,从而导致高原内部降水减少,形成干旱气候,引发强烈蒸发作用;洋壳俯冲至上地幔之后,由于脱水和部分熔融导致其中的氯、钾、锂和溴等挥发分进入岩浆并被带到地壳浅部富集;板块俯冲-碰撞作用形成大量构造盆地,同时,岩浆活动又引起大量温热泉水活动,高温水-岩反应将地壳中大量锂等成矿物质释放出来,汇入盆地并通过蒸发浓缩形成富锂盐湖.上述构造、气候和物源等成矿要素的耦合,最终导致高原盐湖卤水富锂成矿.综合世界卤水锂矿特征与成矿作用,提出盐湖卤水锂成矿动力学模式.     

锂成矿模式及开采价值比较

<正>美国地调局估计全球的锂资源为3950万吨(MT),主要有3种矿床类型:卤水、硬岩和海水,可采储量为1300万吨。盐湖卤水和花岗岩(或硬岩)是主要的商业来源。卤水锂金属产量占全世界锂产量的四分之三,而卤水矿床占世界锂资源量的66%,而且主要分布于智利、阿根廷和中国青藏高原(如图1、2)。Sociedad Quimica y Minera(SQM)和Rockwood控股公司在智利Salar de Atacama盐湖开采出了世界一多     

新疆罗布泊盐湖卤水资源综合开发研究

罗布泊盐湖赋存有丰富的含钾硫酸镁亚型卤水,现已探明仅罗北凹地区段孔隙度储量2.67×109t(折合KCl),属特大型钾盐卤水矿藏,是生产硫酸钾的理想原料;此外,卤水中含有丰富的钠、镁、锂、硼等资源,综合回收利用价值较大。本文针对罗布泊盐湖卤水资源,在有效利用盐湖钾资源同时,加快其他共生资源的综合开发进程,将新疆罗布泊盐湖资源开发建设推向持续、合理、有效、高值的循环经济发展的道路,为国家西部经济开发做出贡献。     

柴达木盆地那棱格勒河及其尾闾盐湖锂成矿物源：来自水化学和锶、硫同位素证据

柴达木盆地那棱格勒河尾闾盐湖（一里坪干盐滩、东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖和察尔汗盐湖别勒滩区段）赋存了我国目前最大的卤水锂矿床。那棱格勒河及其尾闾盐湖锂的物源仍存在一定争议,主要有围岩风化、古湖残留、含盐系地层淋滤、油田水、深部水等,目前缺乏有力的地球化学证据。本文系统采集了那棱格勒河流域及其尾闾盐湖不同水体样品16件,分析了其主、微量元素含量及锶、硫同位素组成。结合前人的研究成果,对区域水体中锂的来源进行了探讨,得出结论如下：那棱格勒河水锂含量（0. 45~0. 79 mg/L）比楚拉克阿拉干河支流（0. 00~0. 05 mg/L）高出一个数量级,其高锂含量主要受洪水河支流的补给;洪水河高锂含量与其上游热泉水的补给有关,该热泉水锂、锶含量高、 87 Sr/ 86 Sr比值偏高, δ 34 S值偏低,与青藏高原典型热泉水地球化学特征（锂含量0. 4~34. 8 mg/L,锶含量0. 07~4. 24 mg/L, 87 Sr/ 86 Sr比值0. 71224~0. 71259, δ 34 S值- 10. 6‰~7. 6‰）较一致。那棱格勒河水（0. 71170）和尾闾盐湖卤水（0. 71143~0. 71156）相似的 87 Sr/ 86 Sr比值,以及研究区河、湖水硫同位素组成符合主要蒸发浓缩过程 δ 34 S值逐渐下降的变化趋势,均证明研究区尾闾盐湖卤水锂资源主要受那棱格勒河的补给;而古湖残留水、盆地西部含盐系地层淋滤水或油田水具有明显不同的水化学特征和锶、硫同位素组成,这些水体对研究区尾闾盐湖锂补给的贡献较小,可忽略不计。     

西藏扎布耶盐湖夏季卤水盐田晒制研究

本文以西藏扎布耶盐湖卤水为研究对象，在夏季的大面积盐田中，记录了天然日晒蒸发过程中的卤水组分演化过程，分析了Li、B、K等组分的集散行为，为该湖卤水的综合利用提供了工业化参考数据。通过实验发现，扎布耶盐湖夏季卤水Li^ 富集较低，Li^ 浓度最高达到1.8g/L。Li^ 的析出较分散，在实验末期，固相Li2CO3析出达到高峰期，但Li2CO3的含量不超过4%。在实验后期，卤水中CO3^2-离子的浓度和卤水温度迅速升高，这是导致卤水中Li^ 快速析出的主要因素，蒸发后期，卤水中K^ 和B2O3迅速富集，母卤适于提取硼砂和钾石盐或硼钾盐。     

四川盆地东部高褶带三叠系地层卤水和温泉的地球化学特征及成因

四川盆地是我国著名的大型沉积盆地,地下卤水资源丰富,在川东宣汉地区的川25井曾发现富钾卤水。本文对川东高陡褶皱带三叠系碳酸盐岩地下水的分布和富集进行分析,对川25井和卧57井深层卤水以及仙女山温泉和统景温泉的水化学特征进行总结并探讨其成因。认为当背斜核部的三叠系地层埋藏较深、封闭性较好时,有利于深层卤水的富集;在半开启-开启型背斜中,背斜核部受到强烈的风化侵蚀作用,三叠系地层裸露地表,接受大气降水入渗淋滤,不利于高TDS卤水保存。深层卤水的水化学类型均为Cl-Na型,富集Br-、Li-、Sr2-、I-、B3+等微量元素,是同生沉积卤水。其中川25井是少见的高TDS富钾卤水,其TDS达352.693g/L,已达到泻利盐沉积阶段,K+异常富集,达25.955g/L。仙女山温泉和统景温泉地下热水为SO4-Ca型,富集Sr2+、F-、偏硅酸等。稳定性同位素δ2 H、δ18 O数据显示川东深层卤水均起源于古海水,仙女山温泉和统景温泉地下热水补给来源为大气降水。地下水在背斜核部三叠系裸露区接受大气降水的入渗补给,经历深循环获得加热后在地形较低的河谷处呈温泉出露。地下(热)水为溶滤围岩形成TDS不高(2~3g/L)的地下水,其总体趋势是朝着淡化的方向发展。