青海鹽湖鋰資源開發的環境影響分析及對策

鄭昌盛(五礦鹽湖有限公司，青海 海西 817099)

0 引言

目前，世界上的鋰礦石分為鹽渣和硬巖。其中66%為鹵水，34%為礦石。由于從礦石中提取鋰的成本較高，從鹽中提取鋰已成為世界鋰生產的主要方式。其在資源類型、困難和采礦成本上來說是世界上最有價值的。中國鹽湖鋰儲量集中在青藏湖區，鹽湖鋰儲量約占中國鋰總儲量的80%，其中青海鹽湖鋰儲量約占50%。青海鹽湖主要由硫酸鹽組成，其中大部分由硫酸鎂和碳酸鎂組成，屬于鎂鹽湖，其中有的除沉積大量巖鹽和海市蜃樓外，還含有相當數量的硼酸鹽，有的還含有一定量的鉀鹽。在一些鹽湖中，含有硫酸、氯化鋰、硼和其他元素，其特征是硫酸鋰含量高。今天，工業生產鋰最重要的原材料是鹽水，全世界生產的鋰鹽(以鹽為基礎)占鋰總產量的85%以上。從長遠來看，從鹽水中提取鋰是占主導地位的，中國在世界上僅次于南美的“鋰三角”，主要分布在青海鹽湖的下游“四湖”地區。青海鹽湖鋰礦開采仍處于改進生產技術的早期階段。工業化、大工業、低成本、高生產水平仍然是重中之重；另外，從鹵水中提取鋰對環境的影響還沒有得到充分的證明[1]。

1 青海鹽湖鋰資源的開發利用

1.1 鋰資源儲量及特點

青海鹽湖鹵化鋰儲量居中國第一，占世界上鹽湖鋰資源的60%。青海鹽湖鋰鹽約為1 799萬噸，排名世界第一。湖里鎂鋰離子濃度高，氯化鋰離子濃度低于鎂。青海鹽湖鋰資源的多樣化，催生了各種生產和環保技術。青海硫酸鹽湖的鹵化鎂、鹵化鋰含量約為35%。青海察爾汗氯化鹽湖的鋰離子濃度為0.01%或更低，鎂鋰比大于500，接近鹽湖。

1.2 資源開發

目前，青海鹽湖鋰資源的開發主要集中在盆地南部基地，碳酸鋰產量不足7 000噸，遠低于設計能力。除此之外，還可以產生產品工業碳酸鋰，從而克服瓶頸，實現穩定的工業生產。降低生產成本，達到穩定生產是一個重要的挑戰。高鎂含量的建設是在德國專利技術“多層鋰離子回收”和鋰、鹵素萃取的基礎上進行的，目前主要生產硼酸和鉀肥，不生產鋰資源。

2 環境影響分析

不同的地理位置，不同的降雨蒸發條件和不同的資源設施決定鹽湖資源開發的方法和技術手段。鹽酸鈣資源開發方法和技術手段有不同的要求，其對環境的影響也是不同的。

2.1 西臺吉乃爾湖

目前生產純度為99.5%的工業碳酸鋰，在2013年，年產量達到3 110噸。目前，石灰過程是使用燃料氣體，屬于純燃料，但石灰可以產生碳酸鋰。隨著天然氣價格大幅上漲，生產成本在能源消費中的比重將大幅上升。該計算方法可產生大量富含氯化氫的管式氣體，工藝路線設計為先用鹽吸收硼，再用鹽酸。鹽酸對設備腐蝕嚴重，并且泄漏對人體健康是有害的，而目前生產過程中仍然存在泄漏的風險、腐蝕和發電廠廢氣污染的問題。酸預處理的自然蒸發鹽硼酸對環境有影響副產品的生產難度加大，環境風險增加。當從萃取物中去除鎂和鈣，主要是碳酸鎂和硫酸鈣時尾部會形成少量熔渣[2]。

2.2 東臺吉乃爾湖

離子交換膜電滲析用于臺灣東部欽奈湖鋰資源的開發。目前生產純度為99.6%的碳酸鋰。離子交換膜電滲析可以分離鎂和其他雜質。碳酸鋰可由常規狄利克雷堿生產。離子交換膜電滲析是純粹的生產技術，沒有添加劑，包括碳酸鹽生產15天在內，生產周期大約是16天。離子膜每 15天清洗一次，生產過程中關閉，為減少生產連續性，能源消耗增加，青海東臺印海碳酸鹽膜生產廢料經沉淀池后回收。長期效果需要進一步監測。但離子交換膜昂貴且依賴進口，未來離子交換膜碳酸鋰的回收和定位將會降低生產成本，提高重要的環境特征。

2.3 西達布遜湖

西達布遜湖濱儲鋰場是由藍色鋰業公司青海鹽湖集團開發的儲鋰設施。特殊吸附被用于開發鋰資源和加工途徑。2013年生產的工業用碳酸鋰純度為99.5%，約為486噸。因此，假設該裝置尚未完全實施特定的填料吸附劑，并且碳酸鋰的產量在計劃規模內發生了顯著變化。特殊吸附具有較高的取水量，碳酸鋰的耗水量約為每噸600立方米。未來與水相關的問題將代表巨大的資源負擔。特殊樹脂吸附具有溫度調節性差、流動性和滲透性低、破壞小、溶解度高、消耗約5%的優點，用于從鋰濃度低的鹽水中提取二氧化鋰，但需要大量的鹽才能進入樹脂層。如果特殊吸附具有穩定的吸附和洗滌性能、良好的溫度調節和有效的抗溶解性，則特殊吸附具有吸附過程簡單、回收率高、選擇性高和環境影響小的優點。

2.4 那陵郭勒河下游

西臺吉乃爾湖、東太吉乃爾湖和黎平河的水主要來自納林河下游的臺吉乃爾河，以及西達貝森湖。納林河通常擁有充足的資源，但洪水對鋰資源的增加和利用構成一定威脅，并可能在干旱年份造成水源問題，防洪問題需要全面解決。鹽湖包括鋰資源的可持續開發利用，都要保護納林河下游的海洋環境。2010年的納林格勒河洪水導致東部四個湖泊的鋰資源減少，鋰資源遭到破壞，可見洪水對鹽湖鋰資源的發展產生了重大影響。目前，防洪大壩已建成各種水域，但由于不同的水域由不同的公司經營，分屬不同的行政區劃，納林河流域的整體防洪理念需要進一步加強[3]。目前，中國洪澇災害的觀測預警能力較弱，應盡快建立監測網絡，滿足各行政區域防洪需要，協調各海域、各公司盡快啟動南嶺河流域綜合防洪規劃。納林河下游綠洲是柴達木盆地的重要牧區。生態地位非常重要，但生態系統對水資源非常敏感和脆弱。在干旱年份，仍將對區域生態產生嚴重的負面影響，特別是在引航項目的疊加區域，預計引水量為1.87億立方米。在干旱年份，高原或西臺吉乃爾湖的水資源保護遠遠低于東臺吉乃爾湖和西大別森湖。如何確保水資源的合理有效配置，以減少水資源過度開發和競爭對弱勢群體的影響是非常重要的問題。在干旱期間，生態系統仍然存在：四個湖泊和四家公司使用不同的鋰生產工藝，對環境產生不同的影響。氯化氫氣體腐蝕設備由石灰產生并除去大量的鹽酸。離子交換膜電滲析的主要問題是高成本、損耗大。特殊吸附法存在的主要問題是耗水量大、樹脂填充不足、能耗高，尚未能夠從高含鋰鹵水中提鋰，目前情況需要進一步分析。創新體制機制，擴大技術交流與開發，提高鹽湖資源的綜合利用水平和生產，加強資源綜合利用，尤其是鋰資源協調，是必然選擇。

3 開發利用的對策

3.1 開發利用的策略

青海鹽湖鋰電資源土地面積較大，但數量較少，發展成本高。目前，隨著碳酸鋰的價格急劇下降，鋰可以充分利用國際資源，加強青海湖鋰資源的保護，使用資金征服青海省基礎材料循環經濟的核心技術和可持續發展，重點關注高收入，低成本，實現創新發展[4]。在青海鹽湖鋰資源開發利用領域，要根據南郭河下游自然和草原資源的特點，統一思考和規劃，為扎伊達姆盆地和鹽湖資源的綜合開發以及供水和其他基礎設施提供資金，保護敏感環境.

3.2 開發鋰資源的環保措施

青海鹽湖鋰資源和海洋資源的開發利用是青海全面發展的目標。綜合利用和流程優化，減少浪費和排放，減少環境污染，提高鋰產品的市場競爭力。青海鹽湖鋰資源保護和發展同樣重要，應大幅增加鋰供應，改善納林格勒河下游鋰資源的安全性和可用性，加強鋰資源保護，為未來的開發利用提供基礎。加強關鍵技術和材料研究，解決青海鉀鹽開發的關鍵環境問題，提高鹽湖鋰的生態發展指標，為碳酸鋰煅燒、離子膜電滲析、離子再生和高氯酸稀釋及能量分解作出貢獻。針對本地生產的高消耗問題，生產碳酸鋰專用吸附劑和低溫吸附劑，并與本地生產合作。確保納林格勒河下游綠洲生態用水。“四湖”區域水資源管理規劃，協調恢復大湖區礦業、鹽湖和綠洲產業之間的生態平衡，協調綠地生產和綠洲環境保護[5]。

4 結語

鹽湖是重要的戰略資源，必須制定合理的資源戰略，強化高層建筑結構，在保護環境的基礎上加以利用。鹽湖作為發展循環經濟的主戰場，承擔著支持全省社會和生態發展的任務和責任，目前，青海鹽湖鋰資源開發的工藝技術和設備不斷完善，碳酸鋰產品質量不斷提高，鹽湖資源發展迅速。但青海鹽湖鋰的發展仍面臨諸多挑戰，資源不足、技術創新、國內優質鋰產品短缺等問題有待克服。為了盡快改變這種狀況，實施國家資源開發和環境保護戰略，應該把環境保護放在首位，促進高質量發展。