世界鋰資源開發(fā)利用形勢分析與探討

王珍珍，張福良，胡永達(dá)，雷曉力

（1．國土資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心，北京100120；2．中國地質(zhì)大學(xué) （北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083；3．中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京100037）

1 鋰資源的戰(zhàn)略價值

鋰是最輕、最活潑的金屬，被譽為“工業(yè)味精”，一直以來主要應(yīng)用在冶煉、空調(diào)、醫(yī)藥、玻璃、化工等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域［1］。同時，鋰在航空、軍工和核能源方面也有卓越的表現(xiàn)［2］。例如在航空工業(yè)中，在幾倍音速的戰(zhàn)斗機的結(jié)構(gòu)材料中添加2%～3%鋰的鋁合金，在消耗等量燃料的情況下，可提高飛機的運輸能力20%。在核能源中，鋰在核反應(yīng)中“裂變”產(chǎn)生氚，氚在熱核聚變反應(yīng)中能放出非常巨大的能量，即通常所說的氫彈爆炸。近幾十年，人們持續(xù)不斷地開發(fā)鋰新的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是電池在經(jīng)濟快速發(fā)展中變得普遍，鋰電池需求也大幅增長。由于其突出的環(huán)保特性，鋰被列為“21世紀(jì)的清潔能源”，具有重要的戰(zhàn)略地位，被譽為“21世紀(jì)的能源金屬”。

鋰材料產(chǎn)業(yè)橫跨了我國新材料、新能源汽車、新能源三大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。未來電動汽車需要大儲能和輕質(zhì)量的電池，鋰由于其儲能重量的高比率成為電池的理想電極材料，包括我國比亞迪在內(nèi)的大量汽車制造商已經(jīng)轉(zhuǎn)向電動汽車的生產(chǎn)，電動汽車的核心部分就是鋰離子電池。此外，鋰大電池研究成熟可以成為風(fēng)能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)的電荷存儲器。我國電動汽車產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)進行到“三步走”戰(zhàn)略的第二個階段，開展以能量型鋰離子動力電池為重點的動力電池全方位技術(shù)創(chuàng)新、實現(xiàn)我國車用電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術(shù)突破是當(dāng)前的重要目標(biāo)［4］。新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求加快高性能動力電池、電機等關(guān)鍵零部件和材料核心技術(shù)研發(fā)及推廣應(yīng)用，形成產(chǎn)業(yè)化體系，鋰電池需求量將快速上升，鋰原材料的需求將大幅上升，加大鋰資源開發(fā)利用力度已成為保障鋰資源安全的重要課題。

2 鋰資源概況

自然界中鋰礦物約有30余種，主要存在于鋰輝石、鋰云母以及透鋰長石等花崗偉晶巖礦床中。鋰礦床可分為偉晶巖礦床、鹵水礦床、海水礦床、氣成熱液礦床和堆積礦床五種類型，最具工業(yè)開發(fā)價值的是鹽湖鹵水型鋰資源，占世界鋰儲量的66%和世界鋰儲量基礎(chǔ)的80%以上；其次是偉晶巖型鋰礦床，主要開采鋰輝石、透鋰長石、鋰云母、磷鋁鋰石等；未來地下鹵水會越來越受到重視。此外，也有報告列出了油田、地?zé)猁u水，以及眾所周知的美國西部和其他地方出現(xiàn)的鋰蒙脫石黏土也可作為鋰潛在資源［3］。

2．1 全球鋰資源概況

全球鋰資源主要分布南美和亞洲（約占90%），其次為北美（約占5%～6%），非洲和大洋洲很少（約占4%～5%）。其中南美鋰資源占比最大，約占55%～60%，主要集中在玻利維亞、智利和阿根廷等國。近年來，隨著不斷發(fā)現(xiàn)新的鋰礦床，全球探明的鋰資源總量和鋰儲量情況不斷變化，從2008～2012年鋰儲量成倍增長。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局2012年的報告，全球鋰儲量約1300萬t，鋰資源量3400萬t（以金屬鋰計），折合成碳酸鋰為1．7億t，主要分布在玻利維亞、智利、中國等地，中國位居第三，占比17%（圖1）。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查所2012年的數(shù)據(jù)，智利鋰的儲量占世界一半以上，全部來自鹽湖鹵水。而地質(zhì)學(xué)家都認(rèn)為，玻利維亞烏尤尼鹽湖鋰儲量比智利鋰儲量還大，但由于政治等原因，玻利維亞鹽湖工國內(nèi)外對其研究尚停留在基礎(chǔ)階段［4］，且目前這些液態(tài)礦產(chǎn)資源并沒有得到充分利用，其產(chǎn)品產(chǎn)量嚴(yán)重不足［5］。

圖1 世界鋰儲量變化和世界主要國家鋰儲量變化情況

2．2 國內(nèi)鋰資源概況

我國鋰資源豐富，儲量居世界前列，主要有鋰輝石、鋰云母和鹽湖鋰鹽，主要集中在西部地區(qū)，約占80%（圖2）。據(jù)2013年中國礦業(yè)資料統(tǒng)計，鋰資源儲量約為714萬t（以金屬鋰計），以青海、西藏、四川、江西、湖北、湖南為主，約占全國資源儲量的99．4%，其中以青海、西藏最為突出，兩者儲量分別占全國儲量的43．4%和31．1%，鹽湖型資源集中度較高。中國花崗偉晶巖鋰礦床分布于四川、新疆、河南、江西、福建、湖南和湖北等省（區(qū)）［6］，大型礦床有四川康定甲基卡鋰鈹?shù)V、四川金川－馬爾康可爾因鋰鈹?shù)V、江西宜春鉭鈮鋰礦、湖南臨武香花鋪尖峰山鋰鈮礦、湖南道縣湘源正沖鋰銣多金屬礦、新疆富蘊可可托海鋰鈹鈮鉭礦等。

圖2 全國各省鋰資源分布百分比／%

2．3 國內(nèi)鋰資源分布特征

我國鋰資源量豐富，一般與稀有金屬共生，其綜合利用價值可觀。我國鋰礦除少數(shù)礦床或礦段、礦體品位較高外，大多數(shù)礦床品位、儲量大，適宜大規(guī)模開發(fā)［7］。不管是鋰礦石還是鹵水鋰分布都高度集中，有利于建設(shè)大型采選冶聯(lián)合企業(yè)。占我國鋰資源量70%以上的鹵水鋰資源儲量巨大，主要集中在西部地區(qū)，地區(qū)偏遠(yuǎn)、經(jīng)濟相對不發(fā)達(dá)，鹽湖鹵水具有的極高鎂鋰比，鎂鋰難以分離，存在鹵水加工處理、氣候、環(huán)境保護等有關(guān)的問題而且鹽湖資源環(huán)境脆弱，經(jīng)濟發(fā)展、科學(xué)技術(shù)落后，開發(fā)利用難度很大。

3 鋰資源的開發(fā)利用

鋰是稀缺性資源，鑒于全球減排壓力、新材料革命和鋰電池電動汽車的推廣，全球鋰資源供求關(guān)系將日益趨緊，已經(jīng)成為新國際礦業(yè)市場的熱點，南美鋰三角地區(qū)由于其資源優(yōu)勢成為世界各國關(guān)注的重點。各國由于不同政治考量、環(huán)境因素、經(jīng)濟激勵等多重因素制定了不同的政策和實施不同行動［8］。我國鋰資源雖然豐富，但由于發(fā)展較晚、投入較少，開發(fā)利用的技術(shù)和程度相對落后。

3．1 國際開發(fā)利用情況

世界開采鋰資源的歷史可以追溯到1925年，主要開采的是礦山型鋰礦，應(yīng)用最多的是鋰輝石，其次是透鋰長石及鋰云母，主要分布在美國的北卡羅萊納州、加拿大的魁北克省、津巴布韋的比基塔，以及納米比亞和扎伊爾等地。在過去的80多年里，世界鋰的年產(chǎn)量總體呈上升的趨勢，特別是進入21世紀(jì)，在鋰應(yīng)用于鋰電池的生產(chǎn)以后，全球鋰的年生產(chǎn)量顯著地提升，伴隨著鋰電池更廣泛的應(yīng)用于交通領(lǐng)域（電動汽車和航天飛機），將繼續(xù)持續(xù)這一上升趨勢（圖3）。在80年代以后，伴隨著南美巨大鹽湖的開發(fā)，南美成為世界鋰市場的主要生產(chǎn)者，使世界鋰資源的供求發(fā)生了根本的變化，美國的硬質(zhì)鋰產(chǎn)品市場的優(yōu)勢逐漸被南美鹵水鋰替代。一直到20世紀(jì)90年代，在全球范圍內(nèi)，地表鹵水由于成本更低是碳酸鋰的主要原材料來源。由于過去幾年中國需求的增長，硬質(zhì)鋰重新獲得了市場份額，在2013年占世界鋰供給總和的一半，其中智力的兩個鹵水公司和澳大利亞的鋰輝石公司主導(dǎo)了世界生產(chǎn)。

圖3 1925～2009年世界鋰產(chǎn)量變化

拉美地區(qū)是目前世界最高產(chǎn)鋰的地區(qū)，包括智利、阿根廷、巴西等國，根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2010～2012年，拉美地區(qū)生產(chǎn)金屬鋰的產(chǎn)量均在1．5萬t以上，達(dá)到世界的40%以上；居于第二位的是澳大利亞，支撐了世界金屬鋰產(chǎn)量的32%～36%；雖然中國是世界鋰資源第一大需求國，鋰的生產(chǎn)為世界的第三位，2012年生產(chǎn)了約全球16%的金屬鋰（圖4）。世界上最大的礦物鋰生產(chǎn)國家是澳大利亞，其格林布什礦是2009年開始投入生產(chǎn)的鋰輝石礦山，是全球已實現(xiàn)開采的規(guī)模最大的礦山，產(chǎn)出大量的為鋰礦石資源，主要用于滿足中國化工生產(chǎn)商日益增長的需求。

圖4 世界鋰礦年產(chǎn)量及儲量（金屬鋰）

阿根廷、玻利維亞和智利即“鋰三角”是被全球看好的鋰資源開發(fā)投資對象國。為確保鋰供應(yīng)安全，美國、日本、韓國、法國、德國等國都加大了對南美鋰資源的爭奪力度，與上述南美鋰三角國家和鋰勘探開發(fā)跨國公司建立了多重網(wǎng)絡(luò)的合作關(guān)系，建立戰(zhàn)略合作聯(lián)盟或成立合資公司，以確保低廉、可靠和穩(wěn)定的多元化鋰資源供應(yīng)。受各發(fā)達(dá)國家鋰資源戰(zhàn)略保障的影響，南美鋰三角偏向于純粹的鋰資源開發(fā)，具有更大價值的附加值產(chǎn)業(yè)卻掌握在主要靠進口碳酸鋰作為原料進行深加工、生產(chǎn)鋰的其他化學(xué)產(chǎn)品跨國公司手里。若要擺脫單純地依靠資源開發(fā)和出口的局面，資源國必須延伸鋰產(chǎn)業(yè)鏈條，才能獲得對國際鋰市場的真正話語權(quán)和產(chǎn)業(yè)增值收益。拉美國家逐漸意識到這些問題，加之政治、經(jīng)濟、環(huán)境等因素的影響，進入南美開發(fā)的難度逐漸加大［5，8－9］。

3．2 國內(nèi)鋰資源開發(fā)利用

我國新疆可可托海和四川的甘孜和阿壩等地的鋰輝石礦、江西宜春鉭鈮鋰銣銫多金屬礦等礦床中的鋰礦石儲量很豐富，是我國目前主要開采鋰輝石的三個地區(qū)。曾被譽為中國地質(zhì)“圣坑”的新疆可可托海3＃礦脈，經(jīng)多年的大規(guī)模開采，保有儲量大量減少，目前新疆保有鋰資源儲量僅占全國2．4%。我國的川西分布著大量偉晶巖脈，其中包括甲基卡稀有金屬偉晶巖、可爾因稀有金屬偉晶巖和丹巴白云母礦床，甲基卡偉晶巖型鋰輝石礦床是世界上最好的，鋰資源潛力也大大超過新疆鋰資源潛力，氧化鋰含量1．28%，儲量103萬t。但是，該地區(qū)位置偏僻，交通極為不便，地質(zhì)研究程度很低。江西宜春的鋰資源較另外兩處較為貧瘠，宜春結(jié)合當(dāng)?shù)乩碣Y源優(yōu)勢建立了鋰產(chǎn)業(yè)基地，計劃實現(xiàn)從資源與產(chǎn)業(yè)結(jié)合的一條龍開發(fā)利用模式。

我國以鹽湖鹵水鋰礦為主，我國的生產(chǎn)企業(yè)和科研機構(gòu)研究產(chǎn)生的鹵水提鋰技術(shù)符合我國的鋰資源國情，也符合全球提鋰技術(shù)的發(fā)展趨勢，一旦鹵水提鋰大規(guī)模生產(chǎn)化以后，礦石提鋰技術(shù)在我國必將進行產(chǎn)業(yè)調(diào)整并逐步被淘汰［10］。但我國從事高鎂鋰比鹽湖提鋰技術(shù)的研發(fā)以及工業(yè)化已經(jīng)多年，雖有所進展，但遠(yuǎn)未成熟，我國取得的鎂、鋰分離技術(shù)研究成果，還不具備大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的條件。目前已經(jīng)有多年開發(fā)歷史的鹽湖有西臺吉乃爾鹽湖、東臺吉乃爾鹽湖、扎布耶鹽湖［11］；近幾年開采的有察爾汗鹽湖、龍木錯鹽湖和結(jié)則茶卡鹽湖、一里坪鹽湖等，目前在采鹽湖中產(chǎn)量都在5000t以下，中國對鋰鹽湖的開發(fā)一直在持續(xù)不斷進行中，但截至目前仍沒能實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

3．3 國內(nèi)鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境

受自然條件、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性等影響，中國硬質(zhì)鋰和鹵水鋰資源開發(fā)進程都很緩慢，不能滿足需求增長的需要。中國進行鋰鹽生產(chǎn)的加工原料長期依賴進口，鋰原材料自給率很低，中國約占世界鋰總產(chǎn)量30%左右，其原料來源復(fù)雜，其中絕大部分仍然依賴于進口鋰輝石加工，占比60%；少部分中國企業(yè)從國外進口高濃鹵水進行加工，占比15%［12］。在國際市場上，中國在全球鋰市場沒有話語權(quán)，雖然我國鋰業(yè)產(chǎn)品自2008年以來，產(chǎn)量逐年大幅上升，但開發(fā)程度有限，與國際三大巨頭相差甚遠(yuǎn)，全國一年的鋰產(chǎn)品產(chǎn)量大概與一家公司相當(dāng)。我國鋰資源對外依存度很高，主要從澳大利亞進口原材料，進行加工生產(chǎn)鋰。根據(jù)鋰工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2011年我國鋰輝石精礦產(chǎn)量約7萬t，鋰云母精礦產(chǎn)量約5萬t，而從澳大利亞進口的鋰輝石精礦達(dá)到28．8萬t，同比增加40%。

未來國際鹽湖提鋰已成為大趨勢，我國鹵水鋰資源豐富，但總體利用難度大，利用水平較低，工藝技術(shù)多樣且不成熟，資源優(yōu)勢尚未轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢。雖然持續(xù)有公司陸續(xù)開始投資鹽湖提鋰，但由于基礎(chǔ)條件薄弱，開發(fā)難度較大，同時工藝技術(shù)未達(dá)到成熟階段，致使我國鹵水鋰資源開發(fā)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場需要我國鹽湖鋰短期內(nèi)并不能真正的進入市場，緩解目前的鋰危機。

4 鋰資源供需形勢

盡管中國鋰資源量很大，但是國際競爭力低。2012年，我國鋰產(chǎn)量達(dá)6000t，其中超過3／4來自礦山鋰，產(chǎn)量占全球12%。近10年來，我國礦山鋰產(chǎn)量增長不到50%，而二次回收量不到國內(nèi)供應(yīng)量的5%。國內(nèi)總體處于供不應(yīng)求的態(tài)勢，2012年，我國鋰的消費量達(dá)7036t（折合鋰金屬），較2011年增長近50%，占全球24．5%，是目前全球最大的消費國。2012年對外依存度為12%。未來隨著需求的快速增長，國內(nèi)鋰供需缺口將進一步擴大。2012年，我國首次成為鋰產(chǎn)品凈進口國，進口主要來源于智利等優(yōu)質(zhì)鋰資源國。鋰產(chǎn)品國際市場價格主要受寡頭控制，一般由SOM（智利）和FMC兩大生產(chǎn)商聯(lián)合協(xié)商定價。近幾年來，由于上述供應(yīng)商市場份額的增加，寡頭格周進一步加劇，未來我國進口鋰產(chǎn)品面臨一定市場風(fēng)險。

據(jù)IEA預(yù)計，未來傳統(tǒng)汽車將被完全替代，電動汽車產(chǎn)量急劇增加，預(yù)計到2030年我國電動汽車產(chǎn)量將達(dá)840萬輛。未來鋰的需求將大幅上升，且新增需求主要來源子鋰電池行業(yè)。綜合考慮鋰的不同終端消費領(lǐng)域的發(fā)展趨勢、關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品的市場占有率，參照宏觀經(jīng)濟發(fā)展趨勢，按照鋰資源消費增長情景進行預(yù)測。預(yù)計到2030年，我國鋰的消費量為2．5萬t。

5 鋰資源開發(fā)利用建議

5．1 立足國內(nèi)鋰資源保障，尋求多元化資源供應(yīng)渠道

我國應(yīng)當(dāng)拓展國際鋰資源來源，尋找多元化供應(yīng)渠道，加強對境外優(yōu)質(zhì)資源的勘查與低成本開發(fā)，一方面促進國內(nèi)和國際的合作交流和資源共享，另一方面借鑒國外的先進技術(shù)和科學(xué)管理制度等等，使我國鋰產(chǎn)業(yè)有一個較大的發(fā)展。

跨國鋰資源的開發(fā)的難度持續(xù)增加，我國國內(nèi)也要做出應(yīng)對措施，要不斷加大國內(nèi)鋰資源的勘查開發(fā)，并持續(xù)有計劃的對金屬鋰進行儲備，保障鋰產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)安全。對于國內(nèi)鋰資源開發(fā)，要把握當(dāng)今行業(yè)關(guān)注度的提高，利用國內(nèi)優(yōu)勢資源，突破礦石提鋰和鹵水資源開發(fā)技術(shù)瓶頸，打破世界鋰資源開發(fā)壟斷格局，提高我國鋰行業(yè)整體競爭力。此外，也要積極提高國內(nèi)二次回收的規(guī)模，增加二次資源供應(yīng)。

5．2 引導(dǎo)資金投入，促進東西部合作

近兩年，五礦等國家大型企業(yè)已經(jīng)開始投入資金進行建設(shè)，逐步有社會資金進入，但東部的鋰電企業(yè)的原材料來源來自國外。因此要加強東西部上下游企業(yè)的聯(lián)合，鼓勵東部企業(yè)與西部企業(yè)建立合作關(guān)系共同配合促進鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，逐漸增加我國在鋰資源上的發(fā)言權(quán)。

5．3 加強鹵水鋰的科研，提高市場競爭力

從鋰資源的特點看，鹽湖鹵水提鋰符合國際的鋰資源情況，也符合提鋰技術(shù)的發(fā)展趨勢。為保障長期鋰資源的供應(yīng)，應(yīng)當(dāng)加強調(diào)查評價，重點在鹵水型，兼顧其它的鹽湖資源綜合開發(fā)，發(fā)展鹽湖綠色產(chǎn)業(yè)，借鑒國外資源綜合開發(fā)利用、保護脆弱脆弱的鹽湖鹽堿地環(huán)境、降低鋰鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)成本等方面的經(jīng)驗，不斷提高鋰產(chǎn)業(yè)的科技研發(fā)，加強鹵水鋰的科研，提高其在市場中的競爭力，以促進新興產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

5．4 加大深加工鋰產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)力度，降低對外依存度

我國應(yīng)用于電池的下游鋰產(chǎn)業(yè)較韓國、美國落后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國際標(biāo)準(zhǔn)，鋰的附加值價值還有提升的空間。在開發(fā)鹵水鋰資源的同時，我們應(yīng)該重視鋰產(chǎn)品的深加工和高值化產(chǎn)品的研究和開發(fā)，積極開展鋰電池正負(fù)極材料的技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)，降低鋰電池成本，加強鋰鹽的高值化研究，延長產(chǎn)業(yè)鏈，依靠技術(shù)的進步，開發(fā)出低成本、多品種、高質(zhì)量的鋰鹽產(chǎn)品，研制并掌握動力鋰離子電池等一批自主知識產(chǎn)權(quán)，形成動力電池關(guān)鍵材料等重點領(lǐng)域核心工藝、技術(shù)和裝備達(dá)到國際先進水平，解決鋰離子動力電池制造領(lǐng)域關(guān)鍵和共性技術(shù)并推廣應(yīng)用，為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)化提供前提條件。

6 結(jié)論

鋰電池對我國發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要，動力鋰電池在國防軍工領(lǐng)域的作用亦不容忽視。未來我國對于鋰的需求將繼續(xù)保持快速上升趨勢。國內(nèi)鋰資源雖極為豐富，但是開發(fā)利用難度大，國際競爭力低；且受技術(shù)水平所限，深加工鋰產(chǎn)品仍長年大量進口；受寡頭提價影響，進口價格一直居高不下，這些因素使得我國鋰的供應(yīng)存在一定風(fēng)險。因此加強鋰資源技術(shù)研發(fā)、提高鋰全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展水平乃當(dāng)務(wù)之急。

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