青海盐湖锂资源开发的环境影响分析及对策

郑昌盛(五矿盐湖有限公司，青海 海西 817099)

0 引言

目前，世界上的锂矿石分为盐渣和硬岩。其中66%为卤水，34%为矿石。由于从矿石中提取锂的成本较高，从盐中提取锂已成为世界锂生产的主要方式。其在资源类型、困难和采矿成本上来说是世界上最有价值的。中国盐湖锂储量集中在青藏湖区，盐湖锂储量约占中国锂总储量的80%，其中青海盐湖锂储量约占50%。青海盐湖主要由硫酸盐组成，其中大部分由硫酸镁和碳酸镁组成，属于镁盐湖，其中有的除沉积大量岩盐和海市蜃楼外，还含有相当数量的硼酸盐，有的还含有一定量的钾盐。在一些盐湖中，含有硫酸、氯化锂、硼和其他元素，其特征是硫酸锂含量高。今天，工业生产锂最重要的原材料是盐水，全世界生产的锂盐(以盐为基础)占锂总产量的85%以上。从长远来看，从盐水中提取锂是占主导地位的，中国在世界上仅次于南美的“锂三角”，主要分布在青海盐湖的下游“四湖”地区。青海盐湖锂矿开采仍处于改进生产技术的早期阶段。工业化、大工业、低成本、高生产水平仍然是重中之重；另外，从卤水中提取锂对环境的影响还没有得到充分的证明[1]。

1 青海盐湖锂资源的开发利用

1.1 锂资源储量及特点

青海盐湖卤化锂储量居中国第一，占世界上盐湖锂资源的60%。青海盐湖锂盐约为1 799万吨，排名世界第一。湖里镁锂离子浓度高，氯化锂离子浓度低于镁。青海盐湖锂资源的多样化，催生了各种生产和环保技术。青海硫酸盐湖的卤化镁、卤化锂含量约为35%。青海察尔汗氯化盐湖的锂离子浓度为0.01%或更低，镁锂比大于500，接近盐湖。

1.2 资源开发

目前，青海盐湖锂资源的开发主要集中在盆地南部基地，碳酸锂产量不足7 000吨，远低于设计能力。除此之外，还可以产生产品工业碳酸锂，从而克服瓶颈，实现稳定的工业生产。降低生产成本，达到稳定生产是一个重要的挑战。高镁含量的建设是在德国专利技术“多层锂离子回收”和锂、卤素萃取的基础上进行的，目前主要生产硼酸和钾肥，不生产锂资源。

2 环境影响分析

不同的地理位置，不同的降雨蒸发条件和不同的资源设施决定盐湖资源开发的方法和技术手段。盐酸钙资源开发方法和技术手段有不同的要求，其对环境的影响也是不同的。

2.1 西台吉乃尔湖

目前生产纯度为99.5%的工业碳酸锂，在2013年，年产量达到3 110吨。目前，石灰过程是使用燃料气体，属于纯燃料，但石灰可以产生碳酸锂。随着天然气价格大幅上涨，生产成本在能源消费中的比重将大幅上升。该计算方法可产生大量富含氯化氢的管式气体，工艺路线设计为先用盐吸收硼，再用盐酸。盐酸对设备腐蚀严重，并且泄漏对人体健康是有害的，而目前生产过程中仍然存在泄漏的风险、腐蚀和发电厂废气污染的问题。酸预处理的自然蒸发盐硼酸对环境有影响副产品的生产难度加大，环境风险增加。当从萃取物中去除镁和钙，主要是碳酸镁和硫酸钙时尾部会形成少量熔渣[2]。

2.2 东台吉乃尔湖

离子交换膜电渗析用于台湾东部钦奈湖锂资源的开发。目前生产纯度为99.6%的碳酸锂。离子交换膜电渗析可以分离镁和其他杂质。碳酸锂可由常规狄利克雷碱生产。离子交换膜电渗析是纯粹的生产技术，没有添加剂，包括碳酸盐生产15天在内，生产周期大约是16天。离子膜每 15天清洗一次，生产过程中关闭，为减少生产连续性，能源消耗增加，青海东台印海碳酸盐膜生产废料经沉淀池后回收。长期效果需要进一步监测。但离子交换膜昂贵且依赖进口，未来离子交换膜碳酸锂的回收和定位将会降低生产成本，提高重要的环境特征。

2.3 西达布逊湖

西达布逊湖滨储锂场是由蓝色锂业公司青海盐湖集团开发的储锂设施。特殊吸附被用于开发锂资源和加工途径。2013年生产的工业用碳酸锂纯度为99.5%，约为486吨。因此，假设该装置尚未完全实施特定的填料吸附剂，并且碳酸锂的产量在计划规模内发生了显著变化。特殊吸附具有较高的取水量，碳酸锂的耗水量约为每吨600立方米。未来与水相关的问题将代表巨大的资源负担。特殊树脂吸附具有温度调节性差、流动性和渗透性低、破坏小、溶解度高、消耗约5%的优点，用于从锂浓度低的盐水中提取二氧化锂，但需要大量的盐才能进入树脂层。如果特殊吸附具有稳定的吸附和洗涤性能、良好的温度调节和有效的抗溶解性，则特殊吸附具有吸附过程简单、回收率高、选择性高和环境影响小的优点。

2.4 那陵郭勒河下游

西台吉乃尔湖、东太吉乃尔湖和黎平河的水主要来自纳林河下游的台吉乃尔河，以及西达贝森湖。纳林河通常拥有充足的资源，但洪水对锂资源的增加和利用构成一定威胁，并可能在干旱年份造成水源问题，防洪问题需要全面解决。盐湖包括锂资源的可持续开发利用，都要保护纳林河下游的海洋环境。2010年的纳林格勒河洪水导致东部四个湖泊的锂资源减少，锂资源遭到破坏，可见洪水对盐湖锂资源的发展产生了重大影响。目前，防洪大坝已建成各种水域，但由于不同的水域由不同的公司经营，分属不同的行政区划，纳林河流域的整体防洪理念需要进一步加强[3]。目前，中国洪涝灾害的观测预警能力较弱，应尽快建立监测网络，满足各行政区域防洪需要，协调各海域、各公司尽快启动南岭河流域综合防洪规划。纳林河下游绿洲是柴达木盆地的重要牧区。生态地位非常重要，但生态系统对水资源非常敏感和脆弱。在干旱年份，仍将对区域生态产生严重的负面影响，特别是在引航项目的叠加区域，预计引水量为1.87亿立方米。在干旱年份，高原或西台吉乃尔湖的水资源保护远远低于东台吉乃尔湖和西大别森湖。如何确保水资源的合理有效配置，以减少水资源过度开发和竞争对弱势群体的影响是非常重要的问题。在干旱期间，生态系统仍然存在：四个湖泊和四家公司使用不同的锂生产工艺，对环境产生不同的影响。氯化氢气体腐蚀设备由石灰产生并除去大量的盐酸。离子交换膜电渗析的主要问题是高成本、损耗大。特殊吸附法存在的主要问题是耗水量大、树脂填充不足、能耗高，尚未能够从高含锂卤水中提锂，目前情况需要进一步分析。创新体制机制，扩大技术交流与开发，提高盐湖资源的综合利用水平和生产，加强资源综合利用，尤其是锂资源协调，是必然选择。

3 开发利用的对策

3.1 开发利用的策略

青海盐湖锂电资源土地面积较大，但数量较少，发展成本高。目前，随着碳酸锂的价格急剧下降，锂可以充分利用国际资源，加强青海湖锂资源的保护，使用资金征服青海省基础材料循环经济的核心技术和可持续发展，重点关注高收入，低成本，实现创新发展[4]。在青海盐湖锂资源开发利用领域，要根据南郭河下游自然和草原资源的特点，统一思考和规划，为扎伊达姆盆地和盐湖资源的综合开发以及供水和其他基础设施提供资金，保护敏感环境.

3.2 开发锂资源的环保措施

青海盐湖锂资源和海洋资源的开发利用是青海全面发展的目标。综合利用和流程优化，减少浪费和排放，减少环境污染，提高锂产品的市场竞争力。青海盐湖锂资源保护和发展同样重要，应大幅增加锂供应，改善纳林格勒河下游锂资源的安全性和可用性，加强锂资源保护，为未来的开发利用提供基础。加强关键技术和材料研究，解决青海钾盐开发的关键环境问题，提高盐湖锂的生态发展指标，为碳酸锂煅烧、离子膜电渗析、离子再生和高氯酸稀释及能量分解作出贡献。针对本地生产的高消耗问题，生产碳酸锂专用吸附剂和低温吸附剂，并与本地生产合作。确保纳林格勒河下游绿洲生态用水。“四湖”区域水资源管理规划，协调恢复大湖区矿业、盐湖和绿洲产业之间的生态平衡，协调绿地生产和绿洲环境保护[5]。

4 结语

盐湖是重要的战略资源，必须制定合理的资源战略，强化高层建筑结构，在保护环境的基础上加以利用。盐湖作为发展循环经济的主战场，承担着支持全省社会和生态发展的任务和责任，目前，青海盐湖锂资源开发的工艺技术和设备不断完善，碳酸锂产品质量不断提高，盐湖资源发展迅速。但青海盐湖锂的发展仍面临诸多挑战，资源不足、技术创新、国内优质锂产品短缺等问题有待克服。为了尽快改变这种状况，实施国家资源开发和环境保护战略，应该把环境保护放在首位，促进高质量发展。