國際鋰礦開發的技術現狀、革新及展望

吳西順，孫艷，王登紅，黃文斌，黃凡，高曦，張煒，姚翔

（1.中國地質調查局地學文獻中心，中國地質圖書館，北京 100083；2.中國地質調查局國際礦業研究中心，北京 100037；3. 自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；4. 中國地質調查局廣州海洋地質調查局，廣東 廣州 510075）

鋰是世界上最輕的金屬，不但在新能源和儲能領域如電動汽車、船舶和筆記本電腦的鋰離子電池(LIB)中是重要材料，還是未來可控核聚變“人造太陽”的重要原料，1 g 鋰放出的有效能量最高比鈾裂變能量大8 倍，相當于3.7 t 標準煤。在制造業中被制成輕質合金用于各種航天器、硬盤驅動器（HDD）玻璃、耐熱玻璃添加劑、空調制冷除濕系統、潤滑劑等，還在醫藥領域用于治療抑郁癥、阿茲海默癥等精神疾病[1-4]。

鋰資源的賦存狀態直接決定了提取技術的難易和復雜程度，反之鋰提取技術的發展也影響鋰儲量和資源量評估。2020 年，美國地質調查局采用多重標準發布了世界范圍內的探明鋰資源量修改為約8000萬t。其中，美國的鋰資源量（包括鹽湖鹵水、地熱鹵水、鋰蒙脫石、油田鹵水和偉晶巖）為680萬t[5]，其他國家的鋰資源修訂為7300 萬t，按降序排列分別為：玻利維亞2100萬t；阿根廷1700萬t；智利900 萬t；澳大利亞630 萬t；中國450 萬t；剛果（金）300 萬t；德國250 萬t；加拿大和墨西哥，各170 萬t；捷克130 萬t；俄羅斯、馬里和塞爾維亞各100 萬t；津巴布韋54 萬t；巴西40 萬t；西班牙30 萬t；葡萄牙，25 萬t；秘魯13 萬t；奧地利、芬蘭和哈薩克斯坦，各5 萬t；納米比亞0.9 萬t。中國不但早有沉積巖型鋰，且最近云南玉溪又開鉆新的粘土型約500 萬t 氧化鋰資源[6]。

生產方面，全球礦石鋰產量在2015～2019 年從6.1 萬t LCE 增長至25.8 萬t（精礦），鹽湖鋰產量從9.7 萬t LCE 增長至17.8 萬t。2019 年主要生產企業，在澳大利亞有6 家，阿根廷和智利各有2 家鹵水廠，中國有1 家鹵水和1 家礦石鋰企業。由于產能過剩和價格下跌，一些已建成的鋰業務推遲了產能擴張計劃。澳大利亞、加拿大和納米比亞的一些采礦業務完全停止了生產，導致澳大利亞硬巖鋰礦產量從上年的5.88 萬t 下降到4.2 萬t，而鋰三角鹽湖產量仍穩步上升達到2.4 萬t（表1）。

表1 世界各國鋰礦生產形勢Table 1 The production situation of lithium ore all over the world

這些產量變化的背后原因是資源和技術不同導致各國礦山的生產成本差別很大。本文研究了96 個代表性鋰礦國際項目，總結其采選冶技術發展創新現狀并對未來給予一定展望。

市場方面，中國是鋰產品消費大國，受國際供求形勢影響很大。2019 年碳酸鋰現貨價格從年初每噸約11600美元降至12月的每噸約7300美元。美國由于約束性合同[5]，碳酸鋰年均價格為13000美元，比2018 年下降了24%。中國氫氧化鋰現貨價格從年初的每噸15500美元下降到12月的8000美元。中國市場鋰金屬現貨（99.9%Li）價格從年初每噸12 萬美元降至12 月的8.2 萬美元（USGS，2020）。價格的持續走低，一定程度上刺激了資本并購和以降低成本為目的的技術創新。

1 鹵水提鋰技術現狀及創新

由于不同鹽湖的鹵水成分不同，加上場地條件的限制，采用的生產方法也不同。但太陽能蒸發池一般分為三個區域，即上部對流區域（UCZ，含有淡水）、非對流區域（NCZ，鹽度從上到下逐漸增加）和下部對流區（LCZ，由預濃縮鹽水組成）[4]。最近，美國Symbol 公司與韓國巨頭POSCO（浦項鋼鐵公司）合作嘗試建立一種替代太陽能蒸發的提鋰工藝。他們基于反滲析技術對在南加州鹽頓海地熱電站的熱液鹵水進行處理，無需太陽能蒸發，操作成本低廉。太陽能蒸發池的回收率最高50%，而POSCO 技術回收率可高達80%以上，純度也高達99.99%。早在2012 年，浦項鋼鐵公司就與智利北部科皮亞波的Li3能源公司合作運營年產能為20 t Li2CO3的中試工廠。考慮到鹵水供應，還與玻利維亞政府簽署合作協議，對其技術在該地區含鋰鹵水項目中的應用進行評估[4,7-8]。

據日本JOGMEC 調研，國際上鹽湖鹵水的傳統提鋰技術主要有Atacama 法、FMC 法、Olaroz法[9]，新型的方法有POSCO法、LiSX法、Eramet（吸附法）、MRT 法、真空法等。

Atacama 法是SQM 公司和Albemarle 公司在智利Atacama鹽湖生產碳酸鋰的方法[9]，屬于濃縮-轉化法，工藝簡單且成本較低，用泵抽取地表以下1.5 m 至60 m 的鹵水，再將鹵水注入超過1700公頃面積的蒸發池，而后運輸到Antofagasta 港附近的加工廠制造碳酸鋰與氫氧化鋰。主要生產步驟如下：①利用太陽能對鹵水（Li：1500 ×10-6）進行蒸發濃縮，結晶出溶解度比LiCl 更低的NaCl和KCl。此時，Li 的濃度已被濃縮到約0.9%。②在陽光下反復蒸發結晶出MgCl2，最終使Li 的濃度濃縮到6%。此時仍殘留1.8%的Mg 和0.8%的B。③首先用溶劑萃取法除去B，然后加入生石灰（CaO）或熟石灰（Ca(OH)2）中和并除去Mg(OH)2。④向碳酸鹽中加入純堿（Na2CO3），經加熱、壓濾和干燥后得到碳酸鋰產品。⑤在碳酸鋰中加入熟石灰取代羥基得到氫氧化鋰。但碳酸化和純堿的添加帶來如何去除殘留鈣的問題，對此各生產商都有自己的專有技術。

FMC法是阿根廷Hombre Muerto鹽湖中所采用的方法。該方法經過溫度和pH 值調節后，用氧化鋁基吸附劑（可選擇性吸附Li）將Li 含量濃縮到約1%，然后再在陽光下進行蒸發，從而進一步濃縮Li 的含量。其后續的工藝（碳酸化）似乎與Atacama 法幾乎相同。

Olaroz 法 是Orocobre 公 司 在 阿 根 廷Olaroz 鹽湖所采用的方法。通過向鹵水中加入CaO 去除Mg 后，在陽光下蒸發得到濃縮鹵水( 含Li 約1%) 后加入純堿，生成初級碳酸鋰。然后加入CO2進行再次溶解。反應式為Li2CO3+CO2+H2O →2LiHCO3。 此 后 將 殘 余 的Mg、Ca、B 等雜質通過離子交換將其從過濾溶液中去除，然后加熱結晶得到純化的碳酸鋰。上述三種方法從流程上可以予以比較和說明，見圖1。

圖1 傳統鹵水提鋰方法比較[9]Fig .1 Comparison of traditional brine extraction methods

POSCO 法，由POSCO 公司研發，是一種新型磷酸鹽沉淀-膜電解技術，旨在開發阿根廷鹽湖中的鋰。主要步驟為：①通過太陽能蒸發提高鹵水中鋰的濃度，再用堿性溶液（NaOH）進行中和除去雜質（Mg 和Ca）。②向不含雜質的鋰溶液中加入Na3PO4，使低溶性磷酸鋰沉淀析出。③加入過量磷酸將磷酸鋰沉淀溶解，以形成酸性磷酸鋰溶液。③在離子交換膜分離裝置中通過電解法生產氫氧化鋰。利用該技術可以生產出高純氫氧化鋰，但缺點是化學藥劑（NaOH、磷酸和磷酸鹽）的成本較高。

LiSX 法，利用有機溶劑和萃取劑從鹵水中萃取鋰，是Tenova Bateman 公司研發的一種提鋰方法。該法將SX-EW 法中用于提煉銅的技術應用于鋰的提取，并使用了選擇性鋰提取劑。步驟包括：①鹵水LiP 預處理（如膜分離等物理處理），以去除雜質（Mg 和Ca）。②LiSX 柱（溶劑萃取工藝）處理（見圖2）。與以往的溶劑萃取一樣，經過萃取、洗滌、反萃取三個步驟制得高純度的鋰溶液。③商品化過程（碳酸化和羥基化）。

圖2 新型LiSX 法的工藝流程Fig .2 Process f low of the new LiSX method

該溶劑萃取反應是在立式塔中進行的，而不是在傳統的攪拌-沉淀器中進行。該技術的優點是不需要蒸發池（但需預處理去除雜質），從而縮短了生產時間（蒸發池法約需要18 個月，而LiSX法僅需要數小時）。另一方面，其缺點是有機溶劑的成本較高，以及鹽湖所在的高原地區揮發性使有機溶劑難以處理。

Eramet 法，是一種吸附法，法國公司Eramet開發的主要針對阿根廷Centenario鹽湖和Ratones鹽湖的方法。步驟包括：①在太陽能蒸發過程中預處理，利用吸附劑選擇性吸附和濃縮鋰。吸附劑的種類和詳細情況不詳。鋰離子吸附柱是一個裝滿珠狀吸附劑的柱子，注入鹵水時鋰被吸附。②用水洗（或酸洗）對吸附柱進行鋰的解吸附。③蒸發含有濃縮鋰的處理液。之后的處理類似于Atacama法。這項技術預計將使蒸發池的面積減小。然而吸附劑成本較高。

目前在研的技術除沉淀回收、電解、溶劑萃取濃縮、選擇性吸附外，還提出了分子識別技術MRT（Molecular Recognition Technology）以及針對原油和地熱鹵水的真空法（即通過真空蒸發代替蒸發池進行鋰成分的濃縮）技術[9]。其中，后兩項新技術都是為了減少或省去蒸發這一過程。美國的地熱鹵水提鋰技術已積淀了十幾年的成果，正準備商業化。2020 年3 月《自然》雜志報道莫納什大學和CSIRO 等多家機構聯合成功研制出一種超納米級離子篩分膜Asy-MOFSNC，調整pH 值可選擇通過K+/Mg2+在102至104之間。通道由6-μ 尺寸的窗口和8-11-μ 尺寸的空腔在骨架上鑲嵌有機官能團3D 多孔UiO-66-(COOH)2，可作為仿生離子篩過濾器，將來可用于鹽湖提鋰技術[10]。

2 礦石提鋰技術現狀與創新

偉晶巖是目前鋰礦物的主要來源，因晶粒較粗選礦回收相對容易而成為礦石鋰的主力[1]。由于鋰精礦在酸浸之前需要高溫預處理而冶煉難度較大成本較高，多數位于邊際盈利線上下。近年價格下行正推動企業創新以降低成本。

2.1 鋰輝石技術流程優化

礦石主要有鋰輝石（LiAlSi2O6）、鋰云母和粘土礦物，前者結構簡單易于選冶。通過顎式破碎機或圓錐破碎機將原礦破碎，再進行重選、浮選和磁選，再過濾、洗選和烘干等工序生產出精礦。通常情況下，原礦（鋰輝石礦）的Li2O品位約為1%，精礦品位約為6%。精礦再被提煉成碳酸鋰和氫氧化鋰等各種化合物。目前各環節都在優化。

煅燒-硫酸浸出法是最常用的方法。除此之外，還有石灰煅燒法再通過加熱溶液進行浸取可以直接生成LiOH·H2O。目前西澳氫氧化鋰精煉廠計劃建設的是先純化硫酸鋰溶液，然后通過加入NaOH來置換LiOH。另外，加拿大Nemaska Lithium 公司還直接將硫酸鋰溶液直接進行膜電解以獲得LiOH·H2O[12]。

2.2 鋰云母產品即將量產

目前鋰云母的提取技術已經比較成熟，且已經在德國、納米比亞等地實施商業開發項目。鋰云母成分為K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2，新的回收方法主要有L-Max、SiLeach 等技術，分別由澳大利亞的企業Lepidico 公司和Lithium Australia 公司研究發明并擁有專利。主要步驟包括：①在約100℃的高溫和大氣壓下，用硫酸浸提取鋰云母。②進行石膏沉淀、Fe-Al 等雜質去除、Ca 雜質去除等多級凈化。③用碳酸鹽化的方式回收碳酸鋰。

該方法的優點是不需要煅燒，從而達到節能的目的，而且品位與鋰輝石差不多。據研發企業介紹，即使將K2SO4、Na2SiO3、CsCOOH 等副產品也考慮在內，其成本也比較低，但也面臨著液體凈化過程多且復雜等問題。

圖3 鋰云母提鋰技術流程[9]Fig .3 Technical f low of lithium extraction from lepidolite

2.3 粘土型鋰礦技術呼之欲出

圖4 鋰蒙脫石提鋰工藝流程Fig .4 Process f low of lithium extraction from hectorite

上述生產方法最初是由當時Western Lithium公司（如今的Lithium Americas）提出，但現在已經改為只用硫酸浸出而不煅燒。

除此之外還有與煤層相關的提鋰技術也研發中，包括粉煤灰和煤層壓裂水中的鋰[13-16]。俄羅斯、中國、美國、南非和朝鮮均發現了高鋰煤礦床但尚未有工藝成熟的提取鋰技術，而粉煤灰提鋰工藝技術研究正處于實驗室研究階段。

3 世界重要鋰礦項目技術現狀

本文共核查了世界各國96 個重要的在建、在產或在研鋰礦項目。

3.1 美洲：鋰礦技術的搖籃

不管是硬巖鋰礦還是鹽湖鹵水以及粘土型鋰礦，美國幾乎都是技術最早得以試驗和應用的地方，而且南美“鋰三角”是目前世界上最大的產區之一。

美國北卡羅萊納州Kings Mountain 和毗鄰的Hallman-Beam 礦山位于錫石-鋰輝石偉晶巖成礦帶，曾是鋰業巨頭Foote（洛克伍德、雅保鋰業前身）和Lithium Corporation of America（FMC Lithium前身，現獨立分拆上市更名為Livent）崛起的重要基石，是現代硬巖鋰礦技術的搖籃。內華達州Clayton Valley 的銀峰鹽湖（Silver Peak）是世界第一個鹽湖鋰項目，開發歷程最早可追溯至1860 年左右。1938 年，美國鉀肥公司在加州Searles Lake也開采和加工鹵水。美國公司Lilac Solutions 與澳大利亞公司Controlled Thermal Resources(CTR)共同在加州南部帝王谷索爾頓海鹽湖地熱鹵水鋰礦，憑借其創新離子交換珠鋰回收技術甚至吸引了比爾·蓋茨的風投項目Breakthrough Energy Ventures(BEV)。美國能源部在十幾年前就資助地熱鹵水高效提鋰的分子篩研究。2019 年12 月，加州能源委員會發起了“GFO-19-303 克服技術障礙與實現鹽水中礦物鋰回收的地熱能”項目，包含“提高現有地熱設施的產能和靈活性”、“改進回收鋰的處理技術”和“從地熱鹽水中回收鋰的實施和示范工程”三個子課題。

美國銀峰鹽湖周邊的非核心區域也有數個鹽湖和沉積巖型鋰開發項目，距離Tesla 的Gigafactory1 超級工廠僅約半小時的車程。但北美最大的鋰礦項目是內華達Thacker Pass黏土鋰礦，也是北美三大沉積巖型鋰礦項目中平均品位最高的一處，探獲礦產資源總量約5.33 億t。美洲鋰業通過旗下全資子公司Lithium Nevada 全資控制該黏土項目。

智利Atacama 鹽湖是高產鹽湖，是南美鋰三角中資源賦存形式和開發條件較好的，也是開發程度最高的硫酸鎂亞型鹽湖而備受青睞[25]。SQM（智利化工礦業公司，Sociedad Química y Minera de Chile）采礦權81920 公頃，提取和蒸發后的濃縮氯化鋰溶液送到Antofagasta附近的Salar del Carmen加工廠進行處理以獲得碳酸鋰和氫氧化鋰。雅保（Albemarle）公司的采礦權約1.67 萬公頃，抽取鹵水（含鋰0.2%）后利用太陽能將鹵水在鹽田中蒸發富集（多套蒸發曬鹵系統），約18 個月后將6%老鹵（鉀肥已提取）運輸至位于安托法加斯塔港口附近的La Negra 加工廠。目前建成一期、二期產能4.4 萬 t，三期、四期合計4 萬t/y 產能在建，有望于2021 年逐步投產（可能因疫情而延后）。未來雅保計劃擇機實施回收率優化項目，在不新增鹵水抽取的前提下提高產出。另外俄羅斯Rosatom 礦業鈾壹子公司還將與加拿大惠爾斯合作催化劑技術綠色開采智利4.62 萬公頃的區域。

阿根廷卡塔馬爾卡、薩爾塔及胡胡伊三省目前至少有40 多個項目處于不同的發展階段，開發商來自美國、智利、日本、加拿大、澳大利亞和中國等。其中卡塔馬卡省Hombre Muerto（翁布雷·穆爾托）鹽湖大部礦權為美國FMC 公司所有，Albermarle 公司2016 年投資勘探安托法拉鹽湖（Salar de Antofalla）。胡胡伊省奧拉羅斯鹽湖（Salar de Olaroz)開始生產，是全球近20 年來第一個利用鹽沼提取鋰的新建項目，2015 年由日本豐田公司支持奧諾科布雷（Orocobre）公司投資。SQM 也在胡胡伊省合資開發Cauchari-Olaroz 鹽沼項目。雷克資源（Lake Resources NL）的卡察里項目（Cauchari Lithium Brine Project）和AAL鋰業-奧羅科布（Orocobre）的合資項目在贛鋒-美國鋰業卡察里項目的隔壁。韓國浦項制鐵集團（POSCO）2018 年投資薩爾德維達項目（Sal de Vida Project）北部礦權，原系銀河資源資產。薩爾塔省的林孔鋰項目（Rincon Lithium Project）由Argosy Minerals Limited 公司開發，2017 年投產。此外知名的還有Eramet公司在Centenario 鹽湖和Ratones 鹽湖的研發項目。

玻利維亞烏尤尼鹽沼儲量最豐富，SRK 的最新調查發現的鋰資源儲量或高達2100 萬t，但蒸發效率低，基礎設施落后，高鎂比是阿根廷的20倍、智利的3 倍，提取過程復雜化，產量幾乎沒有。政策開放度不夠，由Potosí 機構統管和國有企業YLB 運作。Payne 研究所在研發適用的直接鋰提取（DLE）技術。德國ACISA 公司2019 年曾計劃引用K-UTEC AG Salt Technologies 的新技術直接從鹵水中生產氫氧化鋰（DLE）來降低成本，預計2022 年產出4 萬t 氫氧化鋰，但因政局動蕩而被取消。

墨西哥北部Sonora 黏土鋰項目由10 個連續礦權組成，資源量龐大，礦產資源總量為5.59 億t。其中Bacanora Lithium公司控制了La Ventana礦權的100%股權以及Mexilit和Megalit的各70%股權。目前贛鋒鋰業在完成股權投資后正在針對該項目的提鋰工藝進行全面的技術審視。項目設計采用露天開采，黏土經過篩選后加入硫酸鈉，在900℃高溫下焙燒生產硫酸鋰，經蒸發沉淀后再加入碳酸鈉，最后通過離子交換等提純工序后生產碳酸鋰。項目一期產能1.75 萬t 碳酸鋰，二期產能3.5萬t 碳酸鋰和3 ～ 3.5 萬t 硫酸鉀副產品。

魁北克La Corne鋰輝石礦資源總量4700萬t，Nemaska Lithium 選擇采用新工藝、打造采選冶垂直一體化產能，在魁北克Whabouchi 采用膜電解法打造氫氧化鋰一體化產能再度嘗試，設計產能20.5萬t 6.25%品位鋰精礦；Shawinigan電化學鋰鹽廠采用創新的膜電解法，設計年產3.7 萬t 氫氧化鋰，將酸化焙燒后的硫酸鋰溶液經離子交換除雜后、通過膜電解工藝來生產單水氫氧化鋰，2019年曾發行“北歐債券（Nordic Bonds）”，目前已破產保護。但2020 年8 月Nemaska 鋰業將由主要債權人跨國金融機構Orion Mine Finance、魁北克政府投資署及新合作伙伴英國Pallinghurst Group共同注資6 億加元并在10 月交易完成后到位。曼尼托巴省的伯尼可湖（Bernic Lake）偉晶巖是一種復雜的帶狀偉晶巖，含有鋰輝石、鋰云母、磷鋰鋁石、透鋰長石和鋰霞石。礦山多年來將鋰輝石、鉭、銫和銣作為選廠的主要回收礦物。此外還有Authier 項目和銀河資源的James Bay 項目。

巴西Mibra 礦山位于Minas Gerais 州，2018年啟動鋰精礦的規模化采選，主要利用鉭礦采選后的尾礦作為原料。AMG 采用德國技術面向德國市場。Grota do Cirilo 硬巖項目有28 個大小礦權，分為11 個礦床。Sigma Lithium 公司控制，處于設計階段。

秘魯硬巖型Falchani 鋰礦居世界前列，但含有放射性鈾，預計2020 年出臺鋰鈾聯采政策。

3.2 非洲：希望之地

非洲的大型項目主要核查了7 個鋰礦。納米比亞因低價停產，但新工藝在重啟產能，而且是多礦種綜合開發。鋰云母項目由Rubicon 和Helikon兩座礦床組成，2017 年Desert Lion Energy 利用歷史堆積礦石迅速啟動鋰云母精礦采選并于2018 年發出首船3 萬t 低品位精礦，之后即關停。原計劃三期2 萬tLCE 垂直一體化產能，2019 年被澳洲企業Lepidico（擁有L-Max 專利）收購，2020 年5 月發布的鋰礦和選礦廠設計方案直接采用常規浮選和新型銣銫綜合浸取工藝。

剛果（金）的馬諾諾項目位于坦噶尼喀省全球最大的富鋰LCT（鋰、銫、鉭）低鐵偉晶巖礦床，澳洲AVZ Minerals 接手的礦區分為Manono和Kitotolo 兩部分，至少有6 處大型LCT 偉晶巖，其中馬諾諾區Carriere de L'est 偉晶巖最大，Kitotolo區的Roche Dure偉晶巖緊隨其后。設計選礦回收率80.9%，年產110萬t5.8%品位的鋰精礦，采選成本很低，但運輸成本很高。2019 年11 月引入宜賓天宜鋰業投資占12%股權。

津巴布韋的鋰礦主要分布在Bikita 和Bindura，其低鐵透鋰長石極受市場歡迎。Arcadia硬巖項目位于首都Harare 附近的Bindura，被總統及內閣辦公室列為優先礦業工程，通過鐵路將精礦運輸至450公里外的莫桑比克貝拉（Beira）港口。Prospect Resources 擁有87%股權，中礦資源（旗下控股東鵬鋰業）參股7.06%并包銷。Bikita 偉晶巖是世界上巨型鋰鈹礦，位于Masvingo 省。目前已使用重介質旋流器，透鋰長石精礦富集到上浮物料中，沉砂經比重更大的重介質再處理后得到鋰輝石精礦。

馬里Goulamina 大型硬巖鋰礦選礦等環節采用長沙礦冶院技術并在推進另外一項研究探索延伸生產硫酸鋰等產品。設計重選和浮選LOM 選礦回收率70.4%產能36.2 萬t 6%鋰精礦。

3.3 大洋洲：全球主力，技改進行時

澳大利亞的鋰礦山西澳9 座、北領地1 座。格林布什礦床被視為全球固體鋰礦“皇冠上的明珠”，成礦條件優越，采選工藝和設備成熟，低剝采比，重選、浮選工藝流程嫻熟，回收率高，2019 年泰利森鋰精礦產能已擴大至135 萬t。

Mt Cattlin 鋰輝石探明資源儲量較小但產量穩定。銀河資源（Galaxy Resources）全資控制，2019 年的回收率優化項目（YOP）投產，新增了超細重選產線和光電選礦等裝置，設計在回收率、礦物單體解離、雜質分離三個維度帶來選礦流程的優化。

Mt Marion礦山重選和浮選雙線，同時產出4%和6%兩種品位精礦，2019 年初Ai6 技改項目添置浮選等各項裝置、優化供水品質，預計精礦提升至6%。贛鋒國際和MRL 平攤RIM 股權。

Pilgangoora被視作格林布什后又一鋰鉭礦“新星”。Pilbara Minerals 全資控股，寧德時代和贛鋒、POSCO 參股，也是重選和浮選雙線選礦，分別產出粗、細兩種精礦。目前處于技改優化階段，包括產線調校和磨合，優化浮選前顆粒大小、浮選前后的除鐵、選礦廠管理和自動化，提升回收率和穩定性等。化工方面擬采用POSCO 技術并合建工廠。

Wodgina 位于西澳北部Pilbara 地區，表土剝采比高但儲量大，2016 年MRL 收購除鉭之外的全部金屬礦權，2019年末雅保斥重資形成60/40合資公司共同運營產能，從原礦DSO 時代轉型到采選冶垂直一體化。建有千萬噸三級破碎產線和3 個精礦選礦模塊，以及Kemerton 氫氧化鋰工廠。

Altura-Pilgangoora項目，Altura lithium全資擁有，寧波杉杉參股。與Pilbara Resources的礦山相似，也打造了重選（粗顆粒精礦）、浮選（細顆粒精礦）兩套選礦系統，關鍵設備來自中國，更加偏重重選且狀態理想，浮選前期技改有成效但仍需攻關，主要是球磨機和尾礦濃密機和藥劑問題。

Bald Hill 位于西澳Eastern Goldfields 區，Mt Marion 東南方約75 km。為追求快速投產，采用了簡單的重選系統（未設計浮選），在原鉭礦采選裝置的基礎上翻新改造、增添設備，鋰鉭聯產，計劃再增細粒礦料選礦裝置，將粒徑由1 mm 降至0.5 mm，回收率優化至72% ～ 80%并提高總產能。因重組暫停，中國氫能（CHE）投資復活。

北領地達爾文南側的Finniss 偉晶巖項目，分為幾十個靶區包括Grants、BP33、Sandras、Hang Gong、Carlton、Lees 等，屬歷史錫鉭開采區。其中Grants 露天開采，BP33 和Carlton 地下開采，利用重選裝置年產近18 萬t 5.5%鋰精礦。

Mt Holland-Earl Grey 位于珀斯以西，是全球最大的待開發硬巖鋰礦之一，礦產資源總量1.89 億t。Kidman 和SQM 成立50/50 聯營公司Covalent Lithium。2019年澳洲Wesfarmers溢價收購Kidman計劃在西澳打造“鋰礦采選+氫氧化鋰”垂直一體化產能。設計選礦回收率 75%。工廠位于奎納納工業園。

Kathleen Valley和Buldania兩座鋰礦項目，均由Liontown 全資控股。前者采用重選加浮選流程，設計年處理200 萬t 鋰鉭礦。重選產出5.9%精礦、三級浮選產出5.5%精礦，平均品位5.6%，綜合回收率為79%，鋰鉭共選；后者處于勘探階段。

3.4 歐洲：老樹新花

歐洲主要核查了20 個鋰礦。俄羅斯的Kola Peninsula和Sayanakh Region地區擁有儲量巨大的鋰資源如Goltsovoe和Vishnyakovskoe[11]。唯一的鋰礦項目是位于后貝加爾東部的扎維京斯克礦場，1941 ～ 1997年曾開采鋰輝石，但如今已不再開采。但最近莫斯科鋼鐵與合金學院有色金屬與黃金教研室開發出一種酸處理技術，已完成螢石礦區巖石樣本和廢鋰離子電池提取鋰的測試，并將在濱海邊疆區的螢石礦場和后貝加爾邊疆區的扎維京斯克礦區[17]投入工業化應用。

捷克巨型Cvnovec 鐵鋰云母項目位于捷克和德國的邊境，歷史上是錫鎢礦。2019年11月20日，European Metals 與捷克電力能源CEZ 集團協議，通過項目平臺公司Geomet 進行開發。

德國Zinnwald 鐵鋰云母項目位于德國和捷克邊境，是歷史著名的花崗巖型鎢-錫-鋰成礦帶，有300 多年開采史。坐擁德墨兩地資源的英國公司Bacanora Lithium 擁有項目50%股權[12]。另Lithium Australia 全資擁有德國薩迪斯多夫（Sadisdorf）礦床（薩克森州的一個關停錫礦），錫礦化被云英巖所包裹，蝕變帶廣泛以鋰云母形式出現。目前澳州鋰業公司已開發出無需焙燒即可從硅酸鹽中回收鋰，同時還可能產生一系列有價值的副產品。其專有技術可從鋰云母和鐵鋰云母等含鋰的云母中回收鋰，以及眾多稀有金屬。另有巴西的氫氧化鋰工廠也在建。

奧地利Wolfsberg 鋰輝石礦項目位于南部，基建成熟。European Lithium 公司設計年采選80 萬 t礦石，年產約6.7 萬 t 精礦，計劃配套年產1 萬 t氫氧化鋰工廠。

芬蘭Keliber 鋰輝石項目有六個非連續礦區組成。Nordic Mining 持有項目18.5%股權，芬蘭政府通過Finnish Minerals Group 持股24.3%。

烏克蘭的鋰礦主要富集在濱亞速海地區和基洛沃格勒州地區的偉晶巖型鋰礦。

愛爾蘭Avalonia 鋰輝石項目位于Leinster 鋰成礦帶，目前在總計292 平方公里的8 處探礦權證區域中確認了23 個主要目標，未勘探區域仍很大。加拿大國際鋰業與贛鋒合作制定長期的勘探和開發方案分別持有Blackstairs Lithium公司45%和55%股權。

葡萄牙的傳統硬巖鋰礦產區，年產約4258 噸碳酸鋰當量，主要來自鋰云母，大部分直接進入了玻璃和陶瓷行業。除此之外，葡萄牙北部也有鋰輝石礦，代表性企業有Savannah Resources、鐵礦巨頭FMG 等。Savannah Resources 全資擁有葡萄牙北部的Mino do Barroso 鋰輝石礦項目，是葡萄牙北部四個最大鋰礦項目之一，涵蓋Grandao、Reservatorio、Pinheiro、NOA 和Aldeia 等礦區。年產17.5 萬t 品位6%的鋰輝石精礦產能主要利用傳統重選、浮選工藝。

西班牙San Jose鐵鋰云母礦位于Estremadura地區，礦產資源總量約1.113億t。Infinity Lithium擁有75%股權，正在推進資源的開發。項目計劃有年產1.5萬t氫氧化鋰的“采選至鋰鹽”垂直一體化產能。選礦廠設計年處理125萬t、年產55萬t鋰云母精礦，平均品位1.3%，選礦回收率設計66.5%。

塞爾維亞Jadar 鋰硼礦項目位于西北部，是一座獨特的大型鋰、硼伴生礦，發現于2004 年，礦產資源總量1.357 億t。力拓（Rio Tinto）全資控制Jadar 項目，并在澳大利亞墨爾本設立了小試工廠來驗證Jadarite的鋰硼提取工藝，預計“采選冶”一體化。

3.5 亞洲：群星燦爛

亞洲的鋰礦，主要分布在中國、阿富汗、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、巴基斯坦、蒙古等國，多山高水遠。其中阿富汗加茲尼和赫爾曼德省的鹽湖鋰資源量幾乎和玻利維亞相當，而偉晶巖礦在東巴達赫尚、西巴達赫尚、努里斯坦-南帕米爾和赫爾曼德4 條成礦帶上廣泛分布有Tagawlor、Drumgal、Jamanak和Pasghusta等礦。哈薩克斯坦Belogorsk mining和Metallurgical complex有伴生型鋰礦。烏茲別克斯坦的鋰礦主要在塔什干地區如沙瓦茲賽礦床沉積巖型鋰銣銫礦[11]。但商業性采選項目除中國外很少。韓國、日本的鋰礦項目多是下游冶煉廠。

4 鋰礦提取技術創新趨勢展望

4.1 新類型鋰礦提取技術逐漸涌現

傳統硬巖鋰礦以鋰輝石為主，新類型的鋰礦例如鋰云母型、黏土蒙脫石型以及煤層相關型的提鋰技術近年層出不窮，有的已經實際應用，有的正在密集研發和優化。澳洲鋰業（LA）公司的硅堆浸技術已經在德國的薩迪斯多夫鋰云母礦山得以應用，這是一種已經獲得專利的低能耗專有技術。無需焙燒即可環保型提取鋰，不但能提取鋰，還可以提取很多稀有金屬，如錫、鉭、鎢、銫、鉀、硅、鈹、銣和稀土等，前景非常可觀。無獨有偶，非洲納米比亞的鋰云母礦山也在去年被澳洲企業Lepidico 收購，直接采用新型銣銫L-Max 綜合浸取專利工藝。這都說明鋰云母的原地堆浸技術即將進入實際操作階段。

近年Greenbushes和Bikita礦山擴建同時澳大利亞和加拿大等國許多新鋰項目上馬，如澳大利亞的Mt Cattlin、Mt Marion、Bald Hill 和加拿大的Whabouchi等。鋰蒙脫石粘土礦床過去不被認為是鋰的來源之一，但美國內華達州、墨西哥索諾拉州以及中國的鋰蒙脫石礦引起了人們的興趣，正在研究提鋰技術。塞爾維亞賈達爾石目前由力拓集團（Rio Tinto）開展提取鋰的半工業試驗。巨型錫鎢鋰礦Cínovec正研究利用分段磁選進行富集，且具有成本優勢。

4.2 采選冶一體化是規模企業的首選

在本文重點考察的68 個國際項目中，有30個以上的大型項目已經制定或者正在實施“采選冶垂直一體化”生產方案，對于提高收益大有幫助。當然，這需要有一定的資金和技術實力的經營企業和投資方。由于各種原因，采選冶垂直一體化生產模式也有失敗的例子，比如加拿大Nemaska Lithium 公司在La Corne 鋰輝石礦采用新工藝、打造采選冶垂直一體化產能，采用膜電解法打造氫氧化鋰一體化產能，但是進展并不順利。智能化采選冶技術在鋰企業中尚不普遍。

4.3 中資企業嶄露頭角與外企同臺競技

澳洲礦業公司的技術創新能力較強，其自動化、智能化水平較高，也是許多新技術應用的策源地[18]。然而其設備也不少是來自中國制造。中資礦企已嶄露頭角，一些技術已經在國外礦山得以應用，例如馬里Goulamina 大型硬巖鋰礦選礦等環節就采用了長沙礦冶院的相關技術。天齊鋰業和雅保在澳洲格林布什和智利鹽湖都存在著競爭合作關系。

4.4 鹵水提鋰處于技術革命前期

國際上許多技術機構都在研發鹵水提鋰技術并有很多階段性成果。例如，離子篩型氧化物目前處于技術突破期，一旦溶損問題完全解決將大大提升吸附工藝水平。隨著膜技術和萃取體系的發展，膜法和萃取法鹵水提鋰技術正逐步應用于高Mg/Li 比鹵水提鋰工業化生產。一旦新技術得到量產，將迎來新一波世界性鋰生產布局變動。

5 結 論

(1)歐盟委員會于2008 年擬定了第一份關鍵原材料清單，并分別在2014 和2017 年修訂；2017年更新的名單中新增了7 種原材料，總數達27 種都未包括鋰礦產。但2020 年9 月新修訂名單總數增加到30 種，鋰、鈦、鍶、鋁土礦首次榮登榜單，說明當今世界各國都對鋰資源的開發和利用給予了足夠的重視。

(2)礦石提鋰的技術革新主要是降低成本和提高效率上，但是在自動化和智能化的技術發展趨勢下，成本降低空間并不大。鹵水提鋰的技術創新，一直在不斷發展，一方面是工藝技術層面的持續改進，另一方面是資源類型的不斷拓展，例如美國已經率先將地熱鹵水、油田鹵水等作為提鋰儲量。目前鹵水提鋰技術由于藥品成本等問題無法大規模量產，如果一旦或得突破，將迎來全球格局的大變化，而中國作為鹽湖鋰資源的大國將有可能迎來大發展。但主要障礙是各國鹽湖資源的稟賦差異較大，將大大增加技術應用的復雜性。

(3)受到世界性新冠疫情的影響，全球鋰礦2020 年的開發和利用將大幅度下滑。2021 年將迎來新的強勁增長，許多新建鋰礦山和鹽湖將在2022年前后陸續投產，鋰市場供求關系將經受新的調整和變化。無論市場價格如何變化，鋰資源和產業供應鏈仍將是各國重點打造的國家級保障項目。

(4)中國坐擁礦石和鹵水多種鋰資源，但在開發利用技術尤其是技術創新動力和技術創新能力仍然落后于國外發達國家，特別是許多中資企業是私營企業，在海外運營當中抗御風險的能力比較脆弱，這是值得國家有關部門給予重視和多方保護的。