青洽會上的鹽湖開發(fā)“新藥方”:擴(kuò)產(chǎn)鋰、突破鎂、穩(wěn)定鉀

濮振宇2023-07-24 18:38

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng) 記者 濮振宇 近年來,以電動汽車、儲能為代表的新能源產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長。作為新能源產(chǎn)業(yè)上游的重要資源,鹽湖的受關(guān)注度也迅速攀升。7月20日-24日,第24屆中國·青海綠色發(fā)展投資貿(mào)易洽談會在西寧舉辦。如何更好地開發(fā)鹽湖資源,是會議期間的熱門話題之一。

據(jù)了解,鹽湖指含鹽分很高的一類湖泊,含鹽度通常大于50g/L,是重要的礦產(chǎn)資源。青海是中國鹽湖資源最豐富的省份,擁有中國最大的鹽湖——察爾汗鹽湖。在青海的鹽湖資源中,鋰資源占全國的80%以上,占全球的7%以上。

在7月21日的鹽湖資源綜合利用暨鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上,青海鋰、鉀、鎂等鹽湖資源的開發(fā)的現(xiàn)狀以及面臨的挑戰(zhàn),成為專家學(xué)者、企業(yè)負(fù)責(zé)人談?wù)摰慕裹c。

中國工程院院士鄭綿平表示,青海的柴達(dá)木盆地,除鉀資源外,各鹽湖還共伴生鋰、硼、鎂、鈉等鹽類礦產(chǎn),具有儲量大、品位高、類型全的特點。因此,柴達(dá)木盆地鹽湖資源綜合開發(fā)利用,對促進(jìn)青海經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步、民生改善等具有極其重要的戰(zhàn)略地位。

針對面臨的挑戰(zhàn),海西州柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗區(qū)管委會首席科學(xué)家李小松提到了鎂資源獲重視程度不夠的問題,以及國內(nèi)鋰資源需求量劇增,難以滿足我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,青海鹽湖工業(yè)股份有限公司(以下簡稱“鹽湖股份”)副總裁、研究員馬黎春則提到了國內(nèi)鉀鹽找礦“久攻不破”的問題。

在7月22日的2023青海產(chǎn)業(yè)投資高峰論壇上,作為國內(nèi)鹽湖產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)負(fù)責(zé)人,鹽湖股份總裁王祥文表示,隨著新能源、新材料、新制造業(yè)快速發(fā)展,國內(nèi)外市場對鋰鎂等資源的需求持續(xù)加大,鹽湖股份將進(jìn)一步提高對資源開發(fā)利用的效率,提高鋰鎂等產(chǎn)業(yè)的供給能力。

提升鹽湖鋰生產(chǎn)能力

如今,儲能已成為制約新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的主要瓶頸。從電動汽車的推廣到光伏、風(fēng)電等清潔電力的消納,均需要考慮儲能問題。在儲能領(lǐng)域,以鋰電池為代表的電化學(xué)儲能正發(fā)揮越來越重要的作用,因此市場對鋰資源的需求日益旺盛。

數(shù)據(jù)顯示,在我國鋰資源構(gòu)成中,鹽湖鹵水占比高達(dá)71%。同時,鹽湖提鋰成本也優(yōu)于其他鋰資源開采方式。在2023世界動力電池大會,全國政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會副主任苗圩曾呼吁,鹽湖鋰具有較大開發(fā)潛力,特別是高鎂鋰比的鹽湖鹵水提取碳酸鋰工藝潛力巨大,應(yīng)整合資源,加大工藝技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,早日形成生產(chǎn)能力。

針對鹽湖提鋰,中國科學(xué)院青海鹽湖研究所研究員王敏表示,鹽湖鹵水鋰資源可以分為三類,一是低鎂鋰比、高鋰濃度,如智利阿塔卡馬,其濃縮提取容易,已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化;二是碳酸鹽型,如西藏扎不耶,其濃縮提取容易,運輸困難;三是高、中鎂鋰比,低鋰濃度,如青海察爾汗,其濃縮提取困難。

目前,在青海和西藏主要鹽湖產(chǎn)區(qū),鹽湖提鋰技術(shù)已開始形成生產(chǎn)能力,其中藍(lán)科鋰業(yè)和藏格鋰業(yè)在青海察爾汗鹽湖分別擁有4萬噸和1萬噸的碳酸鋰年生產(chǎn)能力,五礦鹽湖在青海一里坪鹽湖擁有1萬噸碳酸鋰年生產(chǎn)能力。

在王敏看來,青海鹽湖提鋰關(guān)鍵技術(shù)難題是高鎂鋰比,即鎂含量高、鋰含量低。目前。吸附、膜分離、萃取是已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主要鹽湖提鋰技術(shù),但這些技術(shù)都存在一些問題。針對這些問題,可通過不同方法的高效耦合及集成技術(shù),增強協(xié)同效果、提升鋰收率、降低能耗。

在今年6月舉辦的2023年鉀鹽鉀肥大會上,李小松曾表示,雖然相比南美“鋰三角”、澳大利亞等國家,中國鋰資源儲量相對缺乏,但隨著技術(shù)不斷突破反而成為全球鹽湖提鋰的技術(shù)高地。

王祥文表示,鹽湖股份未來將擴(kuò)大鋰的生產(chǎn),發(fā)展高純度的碳酸鋰、電池級氫氧化鋰、氯化鋰及鎂鋰和鋰鋁等合金產(chǎn)業(yè)。馬黎春表示,我們計劃到2035年實現(xiàn)碳酸鋰、氫氧化鋰等鋰產(chǎn)品產(chǎn)能20萬噸、產(chǎn)值120億元,從而建成世界級鋰產(chǎn)業(yè)基地。

另一個值得關(guān)注的情況是,近兩年來隨著鋰價飆升,大量資本涌入鹽湖等上游資源端。“個別領(lǐng)域出現(xiàn)了投資過熱的情況,在短時間內(nèi)確實要引起高度的關(guān)注,但是從長期來講,我覺得也不用過于擔(dān)心,因為新能源整個賽道是個長坡厚雪的一個賽道。”在2023青海產(chǎn)業(yè)投資高峰論壇上,毅達(dá)資本高級合伙人厲永興表示。

突破鎂關(guān)鍵技術(shù)瓶頸

鎂資源是鹽湖的重要資源,鎂是鋼鐵和鋁之后的第三大結(jié)構(gòu)金屬材料,鎂合金是生產(chǎn)輕量化汽車零部件的主要原材料。數(shù)據(jù)顯示,青海鹽湖鎂資源保有儲量約52.29億噸,占全國已探明儲量的96.7%。

公開資料顯示,中國鹽湖鹵水中的鎂資源主要以氯化鎂、硫酸鎂為主。自然條件下的氯化鎂以水氯鎂石形式存在。目前,金屬鎂工業(yè)發(fā)展的工藝路線是水氯鎂石脫水后得到無水氯化鎂,然后由無水氯化鎂電解制取金屬鎂,但水氯鎂石的脫水技術(shù)仍存在許多技術(shù)性難題,如脫水率低、產(chǎn)物中氧化鎂含量高、廢氣和廢液排放量大等。

2022年11月,青海省科學(xué)技術(shù)廳公告稱,青海充分發(fā)揮鎂資源優(yōu)勢,建成以年產(chǎn)10萬噸電解金屬鎂裝置為核心的金屬鎂一體化項目。由于高海拔環(huán)境影響及設(shè)計缺陷,裝置自建成以來尚未實現(xiàn)穩(wěn)定運行。為攻克金屬鎂一體化項目生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)難題,將開展“鹽湖無水氯化鎂電解關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項目研發(fā)。今年3月,一家天津公司成為該項目中榜單位。

在馬黎春看來,應(yīng)加快金屬鎂一體化項目水氯鎂石脫水工藝技術(shù)改造,盡快打通并提升金屬鎂穩(wěn)定生產(chǎn)的工藝。

此外,鎂資源開發(fā)還需要建設(shè)好配套設(shè)施。據(jù)了解,鹽湖中的氯化鎂電解制取金屬鎂過程中會產(chǎn)生氯氣等副產(chǎn)物,需要配套建設(shè)平衡氯氣的設(shè)施,而氯平衡設(shè)施的運轉(zhuǎn)需要煤炭。

馬黎春表示,青海鹽湖資源綜合開發(fā)過程中配套氯平衡存在產(chǎn)業(yè)鏈條長、技術(shù)難度高、項目投資大、煤炭等能源需求大等問題。

氯平衡的煤炭需求有多大?據(jù)馬黎春介紹,目前建成的10萬噸金屬鎂副產(chǎn)氯氣達(dá)30萬噸,配套的氯平衡裝置項目投資數(shù)百億計,煤炭需求近800萬噸。若規(guī)劃再建設(shè)50萬噸金屬鎂項目,副產(chǎn)氯氣達(dá)150萬噸;同時發(fā)展一定規(guī)模的金屬鋰、金屬鈉均有大量氯氣產(chǎn)生,若采用烯烴工藝平衡氯氣,預(yù)計需新增2500萬噸煤炭平衡氯氣。

從企業(yè)角度,李小松則認(rèn)為,現(xiàn)階段企業(yè)在鎂產(chǎn)品開發(fā)上的投入嚴(yán)重不足,未來應(yīng)避免企業(yè)間低端同質(zhì)化競爭,同時不斷提升鎂產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和水平,開發(fā)精細(xì)化、功能化產(chǎn)品,提升產(chǎn)品國際競爭力。

挖掘低品位鉀鹽潛力

智研咨詢報告顯示,全球鉀資源大部分位于加拿大、俄羅斯、白俄羅斯、德國、南美、中東以及亞洲。其中,鉀資源前三的地區(qū)分別為加拿大、白俄羅斯和俄羅斯,占比分別為31.43%、21.43%和11.43%,而中國以10%的儲量占比位列第四。

據(jù)了解,鉀在自然界沒有單質(zhì)形態(tài)存在,鉀元素以鹽的形式分布。鉀鹽是農(nóng)業(yè)不可缺少的三大肥料之一,只有少量產(chǎn)品作為化工原料應(yīng)用在工業(yè)方面,我國鉀鹽供需缺口一直很大。為確保糧食安全,我國已將鉀鹽列為重點短缺礦種,2016年11月,國土資源部將鉀鹽列入“戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄”。

在鹽湖資源綜合利用暨鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上,鄭綿平表示,近十年來鉀鹽資源處于高強度的開發(fā),每年都是五六百至七八百萬噸的開采,鉀鹽后備資源儲備不足,要繼續(xù)尋找鉀鹽資源接替基地。

馬黎春也指出,中國成鉀的大地構(gòu)造背景是小陸塊、多期次拼貼,因此我國以陸相鹽湖鹵水鉀礦為主,開采服務(wù)年限僅幾十年,后續(xù)接替資源不足,急需突破瓶頸,挖掘低品位鉀鹽潛力,同時拓展海外鉀肥基地。

在國內(nèi),鉀肥第一大生產(chǎn)企業(yè)是鹽湖股份。數(shù)據(jù)顯示,2022年,鹽湖股份氯化鉀企業(yè)鉀肥產(chǎn)量為580萬噸,銷量為494.11萬噸,在國產(chǎn)鉀肥市場達(dá)到73.2%以上占有率。

對于鉀資源的開發(fā),馬黎春表示,我們將以鹽湖資源平衡開采、綜合利用和可持續(xù)發(fā)展為重點,支持低品位固體礦石再利用,延長礦區(qū)服務(wù)年限。

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