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中国现在,非常缺锂!

文琳资讯 2024-04-11

The following article is from 地球知识局 Author 严寒

(⊙_⊙)

每天一篇全球人文与地理

微信公众号:地球知识局


NO.2438-中国缺锂


作者:严寒

 校稿:朝乾 / 编辑:板栗


最近,江西宜春地区私挖锂矿事件,已经引起了广泛的舆论关注。中央政府也派出了多批工作组前往宜春整顿


江西是矿产大省,锂矿被私挖盗挖,直接原因是这种资源越来越有利可图了,作为新能源电池的关键配料,锂元素被誉为第四次工业革命的“白色石油”,是不可或缺的工业原料。中、日、美、欧、澳相继将锂列为战略性金属,其重要地位可见一二。


横屏-宜春市的宜丰县、奉新县、高安市三县市

交界地带的瓷土瓷石矿伴生着丰富的锂资源


中国目前是世界第一大新能源车生产国,随着产量突飞猛进,碳酸锂的价格也爆发式增长,截止2023年1月,锂价已经强劲上涨了18个月。


最近锂价有所回落,但价格仍然不低


随着锂价大涨,去年12月,江西宜春部分村民就上山私挖滥采锂矿,这种操作对资源显然是破坏性掠夺,国家自然高度重视。当然,江西的锂矿乱象,一方面是屡禁不止的民间行为,一方面也折射出我国的锂不够用


原本装饲料的麻袋

现在却装了满满当当的石头

(图:eco.gov.cn)▼


今天我们就来从地理视角说说中国“缺锂”的问题。


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中国缺锂

 

中国的锂,从储量来看并不算太少,根据相关统计数据,全球锂资源量8600万吨,所谓资源量就是已探明的量,加上地质学家预估的储量,可以说是“最佳猜测值”,其中已探明储量是2100万吨



根据“中国矿产资源报告2022”,中国的锂折合成氧化锂(Li2O)的储量有404万吨,排名第四,占全球储量的8.9%,占全球产量的13%,属于比下有余,比上不足。


但相比于我们的锂元素消费量,这点产能就完全不够看了。跟据预测,到2030年,中国锂元素需求将高达70万吨,其中45~50万吨要进口,对外依存度65~70%,如果不能提前布局,以后很可能像其他矿产一样被各种收割。


中国碳酸锂的消费量和进口量年年攀升


而南美的一些国家,锂矿富得流油,多到用不完。作为一种高度集中的矿产,全球58%的锂资源量都集中在南美“锂三角”。其中,玻利维亚2100万吨、阿根廷1930万吨、智利960万吨,中国这么大疆域也只有510万吨,品质最好的是智利的Atacama(念阿塔卡马)盐湖,单个资源量就高达惊人的630万吨。


跟他们比,我国锂矿最大的问题其实不是储量,而是开发难度太大

 



盐湖锂矿确实多

但真的难


人类能利用的锂元素主要藏在盐湖、岩石和沉积盆地的粘土中,这就决定了三种主要锂矿类型:盐湖卤水型锂矿、伟晶岩型锂矿和沉积型锂矿,我们简称为盐湖锂矿、硬岩锂矿和沉积锂矿


其中,前两者构成了全球锂资源的90%。而盐湖卤水生产锂的成本更低,污染也更小,所以地位格外重要。


横屏-全球主要锂矿分布图▼


在干旱地区的内陆湖,或者内陆湖干涸后留下的盐壳(qiào)中,往往会富集大量的锂元素,这就是盐湖卤水型锂矿,盐湖中锂的浓度越高,开采价值越大。




盐湖锂的主要来源是新生代的火山和地热活动。地热水会淋滤地层和矿物中的锂元素,并将其运移,再通过火山和地热作用带到地表,汇聚在盐湖中。地热还会加速水分蒸发,相当于加速锂元素的浓缩富集



由于这种矿床的形成条件十分独特,在全球主要分布在三大盐湖集中区南美安第斯高原、美国西部高原和中国青藏高原。这三个地方全都是板块碰撞的产物,也都有活跃的地质活动,玻利维亚阿塔卡马盐湖、美国大盐湖、中国的扎布耶盐湖都是其中的代表。


三大盐湖集中区都在群山环绕的高原上▼


由于青藏高原隆升阻挡了印度洋的暖湿气流,使得高原内部变得干旱寒冷,在中部西部和北部形成了一大堆盐湖,其中富锂盐湖就有80多个,它们的氯化锂(LiCl)含量大于每升0.3克,锂离子浓度大于每升0.05克,都超过了锂矿的工业品位。


青藏高原以前是一片汪洋大海

后因印度板块与欧亚板块碰撞才逐渐形成了“世界屋脊”

(图:中国科学院西双版纳热带植物园)▼


此外,由于青藏高原的北部比南部更干旱,所以盐湖发育也是北边更早,柴达木盆地的盐湖形成就早于西藏的盐湖,导致湖里面的东西也不太一样。



在盐湖水分不断蒸发的过程中,会依次析出各种化合物晶体,结晶顺序一般是从碳酸盐型,到硫酸盐型,再到氯化物型


柴达木盆地的盐湖由于发育比较早,已经大量进入了“氯化物型盐湖”的阶段。虽然在卫星图上十分壮观,但这些“锂矿聚宝盆”其实很难开发


靠北的察尔汗盐湖就是氯化物型钾镁盐矿床

横屏-察尔汗盐湖)▼


靠南的扎布耶盐湖就是世界独有的

天然结晶碳酸锂的碳酸盐型盐湖

横屏-扎布耶盐湖图:图虫创意)▼


这就涉及到盐湖提锂的一个关键障碍——“镁锂分离”,镁和锂的离子半径十分接近、化学性质相似,而且经常在盐湖卤水中共生,我国大部分盐湖中都含有较多的镁离子,要提取锂元素,就要“镁锂分离”,分离都需要成本,镁离子的含量越高,分离难度就越大,成本也就越高。


不同的盐湖适合的分离技术也不一样▼


所以盐湖卤水中的镁锂比值的就成了盐湖锂矿价值高低的关键指标。


前面说的三种盐湖,“氯化物型”的镁锂比值最高,“硫酸盐型”次之,“碳酸盐型”最低。


这就很尴尬了,我们最不缺的“硫酸盐型”和“氯化物型”盐湖,其实开采价值很低


比如柴达木地区盐湖的镁锂比值均值就高达80左右,南美三国的盐湖就要低得多,只有5-20左右,成本完全不能比


察尔汗盐湖虽是中国已探明

资源储量最丰富的可溶性钾镁盐矿床

但其超高的锂镁比,导致提锂十分困难▼


我们其实也有镁锂比值比较低的“碳酸盐型盐湖”,但基本都在西藏,在4000米左右的高海拔区,能源匮乏、交通不便、生态脆弱,地形直接把成本拉上去了。


高寒地区的生态环境一旦被破坏就很难再恢复

在这开发资源需十分谨慎

(图:图虫创意)▼


总之,我们的盐湖锂矿虽然资源量十分可观,但开发困难,成本远高于美洲国家。

 



硬岩型锂矿

巨大的潜力股


相比于盐湖锂矿,硬岩锂矿的投资周期短、增产快,讲求的就是短平快,随着全球锂价暴涨,硬岩锂矿的市场地位迅速逆袭。2019年全球锂产量43万吨,硬岩型锂矿26万吨,占比60%,已经超过了传统的南美盐湖锂矿巨头,这些产能主要来自非洲南部、澳洲西部和南美洲中南部,比如著名的津巴布韦Bikita矿山,年产能高达惊人的8万吨。


盐湖卤水型和硬岩型锂矿产量变化图▼


虽然我国的硬岩锂矿成本同样高于国外,但在价格暴涨的行情下,仍然能赚到高利润。视频开头说的江西锂矿私挖乱采,就是硬岩锂矿。


我国最著名的硬岩锂矿,就是可可托海三号坑。新疆可可托海有86种重要和稀有矿产,锂只是其中之一。在上世纪50年代,可可托海矿务局偿还国外的矿产价值占到总外债的40%左右,可以说战略价值非常重要。


可可托海三号坑除了锂还有铍、钽、铌等稀有金属

其中铍资源量居全国首位

(可可托海三号坑 图:壹图网)▼


硬岩锂矿又分为“花岗岩型锂矿”和“花岗伟晶岩型锂矿”。


前者在我国江西、湖南、广西都有大量分布,但这类矿床的锂矿品位比较低,开发成本高。像江西宜春、宜丰的花岗岩型锂矿床主要用作陶瓷材料,而且资源消耗极快。现在由于锂价暴涨,反而成了民间盗挖的对象。


和前者相比,“花岗伟晶岩”中的锂品位更高,也容易开采,在我国主要位于新疆阿尔泰和川西松潘-甘孜地区。其中新疆的可可托海三号坑、川西的甲基卡最为出名。



这种矿基本分布于各个时代的造山带


比如横贯我国东西的昆仑-天山-祁连山-秦岭-大别山造山带和横断山脉造山带。但相比国外,我国勘探到的矿点还太少,而且储量有限,有些矿点海拔很高,交通也是个问题




比如我国最大的伟晶岩型锂矿床——甲基卡矿床,位于四川康定、雅江和道孚三地的交界处,海拔4300~4500米(念四千三到四千五百米),已经属于青藏高原东部的高寒山区,距离国道川藏公路塔公站有25公里,运输十分困难


不知得翻越多少个山头才能从深山中把矿运出去

(通往甲基卡矿的公路 图:guba.eastmoney)▼


目前看来,我国最有成矿潜力的硬岩锂矿还是——新疆阿尔泰-天山-昆仑山成矿区,新一轮的勘探也正在开展,新疆之外,松潘-甘孜和秦岭地区也是未来的潜力股。




总体来说,我国无论是盐湖锂矿还是硬岩锂矿,都有很大的提升空间,但前提是化学提纯技术要提升、矿床勘察工作要开展。


而且我国最大规模的锂矿都储存在青藏高原上,既要降低高原开发的成本,还要平衡采矿和环境保护的关系,这些都还需要时间,而且即使成本降下来,也不能竭泽而渔。


绿水青山就是金山银山

不必操之过急,毕竟矿就在那里

(图:图虫创意)▼


这一问题,对于青藏高原的其他矿藏也适用,以后我们会专门出一期讲解青藏高原的采矿问题


总之,从短期来看,大规模进口锂资源是不可避免的,国内企业也确实在提前布局海外锂矿,比如前面说的津巴布韦Bikita矿山,中矿资源就收购了100%股份,赣锋锂业也收购了加拿大Millennial矿业公司和墨西哥Bacanora矿业公司。可以说现在国际市场对锂矿资源的争夺已进入白热化,好在这一次,我们的布局还不算太晚。即使以后卡脖子也不会太紧。


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参考资料:

[1]高春亮,余俊清,闵秀云等.全球盐湖卤水锂矿床的分布特征及其控制因素[J].盐湖研究,2020,28(04):48-55.

[2]赵元艺.中国盐湖锂资源及其开发进程[J].矿床地质,2003(01):99-106.

[3]董涛,谭红兵,张文杰等.西藏地区盐湖锂的地球化学分布规律[J].河海大学学报(自然科学版),2015,43(03):230-235.

[4]王卓,黄冉笑,吴大天等.盐湖卤水型锂矿基本特征及其开发利用潜力评价[J/OL].中国地质:1-24[2023-03-14].

[5]隰弯弯,赵宇浩,倪培等.锂矿主要类型、特征、时空分布及找矿潜力分析[J/OL].沉积与特提斯地质:1-21[2023-03-14].

[6]陈衍景,薛莅治,王孝磊,赵中宝,韩金生,周可法.世界伟晶岩型锂矿床地质研究进展[J].地质学报,2021,95(10):2971-2995.


*本文内容为作者提供,不代表地球知识局立场 


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