盐湖卤水锂资源及其开发进展

随着全球资源与环境问题的日益突出,锂资源的开发和利用受到人们的高度关注.由于盐湖卤水中含有丰富的锂资源,所以对其锂资源的开发利用具有重要意义.本文在全球盐湖卤水锂资源的分布及其水化学分类特征论述的基础上,对目前盐湖卤水锂资源的提取工艺进行了比较分类,对卤水锂资源的开发进展情况进行了综述.指出我国盐湖卤水锂资源的开发利用...     

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。     

中瑞合作利用“许氏法”开发盐湖卤水中锂资源

自 70年代以来 ,利用传统方法在青海进行的盐湖卤水提锂未见成效。利用“许氏法”(“蒸发泵原理”及“原地化学反应池法”)对青海察尔汗盐湖的高镁含锂老卤进行室内及野外提锂试验 ,均获得成功。不但富集了锂卤水 (LiCl含量自 0 .72 1 2 g/L富集至 45 .1 8g/L) ,而且还得到了大量的副产品水氯镁石 (MgCl2 ·6H2 O) ,同时查明Br、I、B、Rb、Sr、Cs等微量元素赋存在锂卤水中。“许氏法”不但成本低、效益高、方法可行、工艺合理 ,而且保护了盐湖区的生态环境 ,实为一种值得推广的盐湖卤水提锂的加工工艺     

新疆巴里坤盐湖卤水中硼、锂、溴、碘的赋存特征

巴里坤盐湖卤水主要为湖表卤水，矿化度为２１５～２６３ｇ／Ｌ，最高可达３８１ｇ／Ｌ。水中富含Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｃａ２＋，Ｍｇ２＋及Ｃｌ－，，等多种化学成分。以上阴、阳离子总和占卤水总含盐量的９９．６％。除主要成分外，还赋存有多种微量元素，其中硼、锂、溴、碘合量较高，是盐湖卤水的特征组分。这些微量元素的分布特征生要受湖盆构造、补给水、气候条件及元素本身的地球化学性质所控制。     

青海大柴达木湖卤水、沉积物和水源水中的锂同位素组成

采用Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７，的热电离质谱技术研究了青海大柴达木湖的理同位素组成。与湖底沉积物相比，卤水富集７￣Ｌｉ，其平均δ￣６Ｌｉ值为－２１．７±１．５‰。湖水与沉积物间的同位素分馏因素α＝１．００９±０．００２，来源水的δ￣６Ｌｉ值变化范围为＋６．１‰－－２８．６‰，由它们的来源所决定。大柴达木湖中的锂和硼同位素组成有着相似的变化趋势，这说明大柴达木湖中锂和硼有相同的物质来源和地球化学行为。     

华南陆块液体钾、锂资源的区域成矿背景与成矿作用初探

中国华南陆块江汉盆地的江陵凹陷和潜江凹陷以及江西吉泰盆地等裂谷盆地,在白垩纪—古近纪时期,发育了大量的蒸发岩,并形成了富含钾、锂、铷、铯、溴、碘、硼元素的卤水,这些高价值元素的含量多达到工业利用品位或综合利用品位,资源潜力巨大。这些资源的富集区域分布于华南陆块与新华夏裂谷构造的交汇处,同时也是华南花岗岩省与新华夏裂谷玄武岩的分布区。通过对该区域大地构造、火成岩、古气候、古地理特征与全球海侵事件等综合分析,同时结合盆地卤水化学成分的研究,作者提出华南陆块(地区)的中生代—新生代盆地(群)可能是液体钾、锂、铷、铯、溴、碘、硼资源的成矿区;成矿物质受到白垩纪—古近纪火山活动带来的深部物质及海侵事件带来的海水等多源补给,前者主要带来锂、钾、铷、铯等,后者带来钾及溴、碘等。华南盆地卤水中钾、锂等元素的富集是内生与外生地质动力作用的结果,即构造-火成岩-海侵-干旱气候耦合作用的结果,成矿作用过程可以归结为裂谷沉积成矿,主要形成富钾、锂卤水;埋藏阶段这些卤水通常转移到孔隙发育的碎屑岩、玄武岩及断裂带内保存,形成盆地深层卤水矿床。     

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、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值偏高,δ³⁴S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,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值0.71224～0.71259,δ³⁴S值-10....     

特种钻凿技术在资源、环境和工程建设中的应用与展望

总结了特种钻凿技术的发展研究成果、特种钻凿技术成果的转化和多领域应用实例,对特种钻凿技术在资源、环境和工程建设中发展趋势与展望提出了的看法。     

Lithium extraction from hard rock lithium ores (spodumene,lepidolite, zinnwaldite,petalite): Technology,resources, environment and cost

Lithium production in China mainly depends on hard rock lithium ores, which has a defect in resources,environment, and economy compared with extracting lithium from brine. This paper focuses on the research progress of extracting lithium from spodumene, lepidolite, petalite, and zinnwaldite by acid,alkali, salt roasting, and chlorination methods, and analyzes the resource intensity, environmental impact,and production cost of industrial lithium extraction from spodumene and lepidolite. It is fou...     

四川自贡地区地下卤水锂矿化特征及靶区预测

锂作为一种新能源、新材料,对国民经济建设及国防安全保障具有重要的战略意义.卤水中液体锂为锂资源的主要来源之一.四川盆地自贡地区地下卤水资源丰富,但开发利用方式较为单一.前人对自流井背斜卤水中的锂资源研究较少,但已有数据均表明局部卤水中Li+含量达单独开采工业品位的2~4倍,具有较高的开采价值.近年来,对自贡地区的地下卤水资源分布情况进行了调查,对有利地区采集的样品进行了分析,结果表明:锂资源已达边界品位的3~4倍、最低工业品位的2倍以上;Li+与Na+、K+、NH4+、Cl-含量呈明显的正相关,卤水中Na+、K+、NH4+、Cl-的含量可作为Li+含量的间接指示;降低卤水中Mg/Li值能够有效控制提锂成本;相比于黄卤,黑卤有较低的Mg2+和较高的Li+、Na+、K+、NH4+及Cl-.通过综合分析认为,邓井关背斜的轴部黑卤密集分布地区可作为锂资源的找矿靶区.     

Global lithium resources: Relative importance of pegmatite,brine and other deposits

Previous studies of the availability of lithium for use in batteries to power electric vehicles (EVs) have reached the generally encouraging conclusion that resources are sufficient to meet growing demand for the remainder of the 21st century. However, these surveys have not looked past estimates of lithium resource to the geological constraints on deposit size and composition that will allow the resources to be converted to reserves from which lithium can be produced economically. In this survey, we review the relevant geological features of the best characterized pegmatite, brine and other types of lithium deposits and compare their potential for large-scale, long-term production.The comparison shows that the average brine deposit (1.45 Mt Li) is more than an order of magnitude larger than the average pegmatite deposit (0.11 Mt Li) and that brine deposits, especially the large Atacama (Chile) and Uyuni (Bolivia) deposits, have a much larger total lithium resource (21.6 Mt Li). Brine deposits clearly have a much greater capacity for large-scale, long-term production than do pegmatite deposits. However, individual brine deposits differ considerably and successful production from one deposit does not necessarily assure success at others. Conversion of brine resources to reserves will depend on the degree of compartmentalization of brine reservoirs, the extent to which brine can be recovered without dilution from recharge waters and degradation of salt-bearing reservoir rock, and whether other constituents of the brines, including potassium, magnesium, bromine and boron, restrict processing or the capacity of production to respond to changes in demand for lithium.Despite their smaller size and total estimated resource (3.9 Mt), pegmatites will remain of interest because of their wider geographic distribution and consequently lesser susceptibility to supply disruptions and their more lithium-dominant compositions, which might allow more flexible response to market changes. Some deposits will be amenable to large-scale mining, but significant production might also come from selective, underground mining of small deposits in areas with low labor costs. Even the largest pegmatite deposits, such as those at Greenbushes (Australia) and Manono–Kitolo (Democratic Republic of Congo) have estimated resources that are similar to only an average brine deposit. For this reason, continuous, long-term production from pegmatites will require extensive exploration and discovery of new pegmatite deposits and districts.Two other types of lithium deposits, unusual rocks and unusual fluids, have also received attention. Deposits consisting of rocks and minerals that are enriched in lithium by interaction with brines and hydrothermal solutions, including the large Jadar (Serbia) and King Valley (USA) deposits, have estimated resources of about 3.4 Mt Li. Unusual brines in oilfields and the Salton Sea geothermal field (USA) contain an estimated 2 Mt Li. Both of these deposit types will require new processing methods but are likely to become important because of their lithium-dominant compositions and relatively large size.The total lithium resource in these deposits (31.1 Mt Li) far exceeds estimated lithium demand of up to 20 Mt Li (including consideration for recycling) in all markets through 2100. The difference between these two estimates should be vied largely as a challenge rather than a comfort. Evaluation of the economic extractability of these resources will require large investments and result in only partial success. If prices provide sufficient encouragement and exploration is sustained, however, lithium resources should be available for the next century.     

地震勘探在四川盆地富钾卤水资源评价中的应用效果分析

在四川盆地的石油勘探中发现其深部三叠系海相地层含有富钾卤水,钾品位异常高;这些卤水本身就是潜在的钾盐资源,具有良好前景。文章把卤水储层作为一种特殊的含流体沉积储层,利用石油勘探中的成熟技术——地震勘探,比如地震资料储层预测及流体识别技术等,对四川盆地的三叠纪盐盆典型储卤构造进行地球物理综合解释与储层预测工作,初步掌握了四川盆地的富钾卤水储层的地震波场响应特征,建立了主要利用地震资料进行富钾卤水储层预测的预测模式,并在实际应用中取得了较好的效果。     

柴达木盆地一里坪盐湖富锂卤水特征、储层物性及富水区分析

一里坪盐湖是柴达木盆地中一个典型的富锂卤水矿床,具有重大的经济价值。本文以查明盐湖深部卤水分布为目的,从卤水储层的空间分布特征和储层物性的角度对富水区进行预测,为卤水开发提供依据。研究区位于一里坪成盐盆地沉积中心区域,晚更新世末期以来,以沉积浅湖相的含淤泥和黏土粉砂岩,盐湖相的含粉砂和黏土的石盐岩为特征。在垂向上,由上下两套石盐岩夹中部粉砂岩组成一里坪富锂卤水的储层;平面上,研究区北部主要为浅湖相,往南过渡为盐湖相,石盐岩厚度在东南部最大。对储层厚度、孔隙度和给水度的分析表明,第Ⅱ矿层孔隙型和晶间型卤水优质储层均位于研究区东部,可作为卤水资源勘查开采的重点区域。     

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。     

柴达木盆地一里坪盐湖富锂卤水干冷气候成矿的流体包裹体证据

柴达木盆地中部一里坪盐湖含有大量的富锂卤水, 其锂品位是柴达木盆地各盐湖中最高的。柴达木盆地富锂卤水的成矿机理特别是古气候对盐湖卤水演变的控制作用是一个热点问题。本文选取一里坪盐湖HC2105钻孔的石盐样品为研究对象, 开展石盐铀系定年和石盐流体包裹体均一温度测试, 确定石盐析出时盐湖卤水的温度, 研究富锂卤水形成与古气候变化的耦合关系。通过石盐铀系定年, 推算出了HC2105钻孔上层石盐开始沉积的时间大约为40ka, 下层石盐沉积时间约在120~100ka之间。通过石盐流体包裹体均一温度的测试, 获得一里坪盐湖石盐析出时盐湖卤水温度介于8.8~30.1℃, 平均值温度为20.4℃, 所有样品最大值在21.4~30.1℃之间, 说明石盐析出时盐湖卤水温度是频繁波动的。结合石盐铀系定年的结果, 表明一里坪盐湖发生的两次较为明显的降温过程与石盐的析出相对应, 说明在柴达木盆地整体干旱的气候环境下, 盐湖卤水持续蒸发浓缩, 降温的发生不仅减少了物质来源的补给, 而且还降低了石盐的溶解度, 使石盐大量析出, 进一步加剧卤水蒸发浓缩程度, 有助于富锂卤水成矿。

     

标准加入ICP-OES法测定卤水中的锂、锶、硼含量

文章采用标准加入ICP_OES法测定高盐度卤水中Li、Sr和B,该方法可以避免因大量存在的碱金属离子和其他离子给Li、Sr和B测定带来的影响。各元素加标回收率在90.44%~99.90%之间,相对标准偏差(RSD)2%,分析结果准确度高,精密度好,可以准确测定高盐度卤水中Li、Sr和B的含量。     

同层型气钾复合矿藏的形成机理浅析:以四川盆地磨溪背斜中三叠统雷口坡组富钾卤水矿为例

四川盆地中三叠统雷口坡组中发育多种类型的钾盐矿藏,是我国找钾的重点目标层系。磨溪气田雷口坡组地层卤水富含K、Li、Br、B元素,定性为中低矿化度KCl、LiCl、Br^-、B₂O₃等超标的优质化工原料水,显示出较好的钾盐勘探前景。地震资料解释结果表明,磨溪气田雷口坡组一段的第一亚段(雷一¹)顶面表现为一个完整的长轴背斜形态,断层不发育。富钾卤水发育在背斜的翼部,而天然气则占据了背斜的核部,二者共同贮存在雷一¹亚段溶蚀孔洞发育的滩相白云岩中,构成了典型的同层型气钾复合矿藏。借鉴含油气系统的概念,将富钾卤水的形成、聚集及后期保存等影响卤水型钾矿形成全过程的各种因素总结归纳为6大关键要素,即钾的物质来源,储层物性、封盖条件、圈闭条件、运移方式和保存条件。在乐山—龙女寺古隆起形成和演化的背景下,确定构造圈闭形成时间,分析优质储层发育有利因素以及后期保存条件,并按照各要素在时空上的搭配关系,动态地分析雷口坡组同层型气钾复合矿藏的形成过程。烃类物质和卤化物都是地下水所含的特殊物质,在地下水动力场的作用下,地层水在雷口坡组内部向着川中地区的继承性发育的古构造高点——磨溪背斜持续运移。被运移而来的由蒸发浓缩的古海水和石膏脱水形成的初始富钾地层水不断捕获下伏绿豆岩释放的钾离子,使得钾离子二次富集成藏。在地层水运移和气藏压力的共同作用下,形成气在上、富钾卤水在下的复合矿藏。长期继承性发育的古隆起不仅是油气聚集的有利部位,亦是二次运移、聚集的富钾卤水矿藏发育部位。本次研究成果为四川盆地及其他类似盆地的“气钾兼探”工作提供了一种新的方法和思路。