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盐湖资源开发利用发展策略思考
——试论合作开发玻利维亚盐湖锂资源

2014-04-27

化工矿产地质 2014年1期
关键词:玻利维亚盐湖卤水

唐 尧

中化地质矿山总局化工地质调查总院,北京,100013

矿产开发利用

盐湖资源开发利用发展策略思考
——试论合作开发玻利维亚盐湖锂资源

唐 尧*

中化地质矿山总局化工地质调查总院,北京,100013

锂资源属世界稀缺性战略资源,盐湖卤水是锂的一个重要来源,玻利维亚拥有丰富的盐湖卤水资源,玻利维亚盐湖属世界罕见的特大型多元素液态锂资源宝藏。通过对玻利维亚盐湖锂资源分布特质,开发利用现状及未来合作开发前景进行分析与展望,提出玻利维亚盐湖锂资源对我国锂资源保障供应及盐湖卤水锂资源的发展策略,建议我国在合作开发玻利维亚盐湖锂资源时,采用产业换资源、投资换资源的投资方向,采取少参股多包销的股权合资合作模式,尽力争取与当地有较大影响力的企业建立战略合作联盟,开展合作。

玻利维亚 盐湖卤水 锂资源 合作开发

随着近年世界对清洁能源需求的高涨,锂战略地位凸显,锂供应安全已被锂资源短缺的工业化国家列为战略资源安全保障范围,寻求多元化的供应渠道已是普遍的策略选择【1】。玻利维亚是全球被看好的锂资源开发投资对象国之一,当前欧美日诸国均计划与玻利维亚等富锂国建立了多重网络的合作关系,以确保低廉、可靠和稳定的多元化锂资源供应。2011年世界锂资源储量约为1296.7万t(金属锂),产量仅为3.41万t,但该年锂产品需求总量达到13.65万t(碳酸锂当量),同比增长9%,2003~2011年间复合增速高达8.7%,而同期锂电池消费量年均增长23%。预计到2018年,全球锂下游需求量可达22~22.5万t,年均复合增速为7.1%【1,2】。因此未来锂资源的需求和供应可能出现紧张的态势,价格也可能稳步上升。虽然世界锂资源较丰富,但未来对锂资源争夺战,特别是储量丰富,利用程度较低的玻利维亚等国的争夺势必将进一步加剧。

锂被称为“推动世界前进的重要元素”,盐湖卤水是锂的一个重要来源,而玻利维亚拥有丰富的卤水锂资源,其境内的乌尤尼(Salar de Uyuni)与科伊巴萨(Salar de Coipasa)盐湖属目前发现的世界罕见的特大型多元素液态锂资源宝藏【3】,国内外对其研究尚都停留在基础阶段,目前这些液态锂矿产资源并没有得到充分利用,其产品产量严重不足【2~5】。因此研究分析玻利维亚锂资源的分布及开发利用情况,对我国企业实施“走出去”战略,为国内寻找锂资源供给来源地,在国外多找优质锂进而获取比较便宜的锂资源具有重要意义。

1 玻利维亚盐湖锂资源分布及开发利用现状分析

随着资源短缺制约社会发展意识的加深,资源综合利用研究以及替代矿产资源新技术的研发、世界矿产资源的新勘探等越来越受到重视,尤对以盐湖卤水资源丰富玻利维亚。玻利维亚盐湖卤水系现代盐湖型,成矿时代为早白垩世及第四纪,且由于火山岩、玄武安山岩沉积等大陆成因的陆源,经风雨侵蚀形成湖区的同时,湖区卤水中也富含了锂、硼、钾等元素,因而其属南美洲安第斯高原形成的世界上罕见的硫酸镁亚型和硫酸钠亚型硼锂盐湖群,海拔均为3000~5000m,极具研究和开发价值【1,3,4,6】。之前由于内国家体制、政治等多种原因,导致有关的自然资源资源信息较少,仅有的资料也存在信息不全面、与现代技术脱节的诸多问题,参考价值不大,因此开展针对该国盐湖锂资源的分布及开发利用研究意义重大。

在地貌上,玻利维亚盐湖卤水锂资源主要展布于的的喀喀(Titicaca)流域,包括乌尤尼、科伊巴萨、博普湖(Lake Poopo)等盐湖,如图1所示。另外,的的喀喀湖(Titicaca)为玻利维亚与秘鲁的界湖,系淡水湖,可通航大船,内部分称维尼亚依玛卡湖(Huinaymarca)。众盐湖卤水锂资源总储量约1亿t,居世界首位,尤以乌尤尼盐湖蕴藏锂资源最为丰富,其盐湖卤水具有锂浓度高、共生元素多、具有较高综合利用价值等特点。

图1 玻利维亚盐湖锂资源分布图Fig.1 Bolivia's lithium resources in Salt Lake maps

1.1 乌尤尼盐湖

乌尤尼盐湖位于西部波托西省乌尤尼小镇附近,海拔3653m,面积约9065km2,与北面的科伊巴萨盐湖隔有一连串的小山相望(图2),与安第斯科迪勒拉其它盐湖群一样同属于后弧挤压盆地大陆型盐湖。湖内日光蒸发强烈,年均蒸发在1700mm左右,降雨则仅为100mm左右,卤水锂平均浓度约0.053%,杂质含量较低【2~4】。乌尤尼盐湖拥蒸发岩盐储量为世界之最,其石盐储量估计可达到640亿t。

图2 乌尤尼盐湖遥感影像图Fig.2 Uyuni salt lake remote sensing image

由乌尤尼盐湖遥感影像(图2)可以看出,盐湖色调呈浅蓝绿色、瓷灰白色、白色,明度较高,仅在西南隅小部分区域现淡蓝色,表明盐湖除该区域外,其它区域均为半干涸及干涸状态。盐湖外形近圆形、椭圆形,形态较为规则,影纹较粗糙,斑状、絮状或呈海绵状,与周围界线较模糊,边界呈过渡关系。地貌上“负地形”不甚明显,地形较为开阔平坦,位于较大盆地内。发育有稀疏的向心状水系,盐湖几近完全封闭,盐湖周围第四系发育,湖内化学堆积物多发育。

据玻利维亚政府盐湖开发项目研究资料表明:盐湖盐层中存在较大潜在经济效益的元素主要有锂、钾、镁及硼等,盐湖元素平均质量浓度如表1所示。基于此,对乌尤尼盐湖的锂钾等经济元素资源做了新的预测,盐湖中最主要资源是盐,约710亿t,锂储量1400万t,钾2.26亿t,镁2.29亿t,硼590万t,其中盐湖卤水表层矿产储量为钾1.1亿t;锂550万t;镁729万t;硼320万t,该盐湖是目前地球上最大的锂、钾、硼、镁卤水溶液库【2~5】。玻利维亚矿业公司已于2010年完成了乌尤尼盐湖的加工试验厂房建设,目前已完成开发矿井和设施,盐湖东南方的试验厂也已于2013年1月正式开始生产运作,该公司2013年生产目标为500t锂。但目前乌尤尼盐湖每年都会发生洪水,同时其卤水含锂偏低而镁偏高,这提高了提取锂的生产成本。

表1 乌尤尼盐湖蕴藏元素平均浓度表Table 1 Uyuni Salt Lake in the average concentration of elements hidden table

1.2 科伊巴萨盐湖

科伊巴萨盐湖位玻利维亚于奥鲁罗(Oruro)省高原地带,海拔3656m,湖面东西长70km,南北宽50km,面积逾2500 km2,盐湖中锂、钾、硼、镁等矿物资源储量甚大,硼、钾的含量高,且与己有的卤水体系研究有很大不同,卤水的综合品位比较高,其成分比较特殊,缺乏对这种特高硼、钾含量下钠盐、钾盐、硼酸盐、锂盐及其复盐结晶性质和结晶规律的认识【2,3,5】,文献资料偏少,研究尚未构成体系,也没有相关钾、硼、镁、锂等组分分离的成熟技术可借鉴。

科伊巴萨盐湖虽位于玻利维亚西部干旱地带,但并非全年都干燥,在其东北端尚存一浅水湖——科伊巴萨湖(Lake Coipasa),湖水由拉乌卡(Lauca River)河常年供水,但在旱季,湖水也可能急剧下降(图3)。在遥感影像上盐湖呈近圆形、椭圆形,色调显示为蓝-浅蓝色、灰白色、白色等,多构成环带状色带,为半干涸盐湖,影像上盐湖中间灰黑色环形状色调区域为湖中岛屿。盐湖影纹较为粗糙,都构成环带状,斑状图案。外围现耳朵状图形,地貌上的“负地形”特征不甚明显,周围地形相对平缓,高差较小。盐湖发育有较为明显的向心状水系,有河流注入(拉乌卡),系尾闾湖。盐湖周围第四系发育,湖区地壳由岩盐构成(同时富含锂、钾、硼等),故而呈现明亮的白色(图3),盐湖东北沿岸的黑色区域系河流沉积物。

图3 科伊巴萨盐湖遥感影像图Fig.3 Coipasa Salt Lake remote sensing image

我国青海中信国安公司已于2011年与玻利维亚签署了战略合作协议,依据协议中信国安将对该国奥鲁罗省的科伊巴萨盐湖储量进行风险勘探和评估,根据勘探结果,中信国安将以其锂矿、钾盐工业化为基础,投资盐湖资源产品的开发和生产。据中信国安相关技术人员实地采样资料表明,科伊巴萨盐湖卤水锂、钾、硼、硫等储量巨大,属世界罕见的多元素特大型液体矿产资源宝库,对盐湖卤水相关元素资源统计储量为:锂20万t,钾700万t,硼70万t,镁1300万t,钠0.7亿t,硫0.3亿t【2,3,6】,盐湖产品潜在数亿经济价值,且开发成本要低于其它盐湖生产成本,经济效益显著。

1.3 博普盐湖

博普盐湖位于玻利维亚中西部高原奥鲁罗省东部,湖面海拔约3685m,南北长约90km,东西宽32km,面积2530km2,最深处约3m,湖面随季节性变化较大,是玻利维亚第二大湖(图4)。由源出之的的喀喀湖东南角的德萨瓜德罗河(Desaguadero)以及马克斯河(Marquez)注入,系内流区咸水湖。博普盐湖与乌尤尼盐湖一样,属大陆型盐湖,在新生代火山活动十分发育,为盐湖提供丰富物质来源,形成富含钾硼锂卤水的特种盐湖。

博普盐湖在遥感影像上呈不规则多边形,外形似一烟斗状(图4),为一咸水—半干旱盐湖,色调上南部区域显暗青色、墨绿色,北部地区为灰白色、白色。影纹结构在北部表现较为细腻、均匀,边界也较为清晰,絮状、斑状及海绵状图形,与周围界线不甚清楚;而南部地区影纹粗糙,呈环带状,斑状图案,局部为条带状或斑块图案。地貌上“负地形”特征较为明显,地势略显平缓,相对高差中等,发育有明显的向心状水系,有一定规模河流注入(德萨瓜德罗河与马克斯河)。盐湖周围第四系发育,且以冲洪积为主,少量湖积物,湖中蕴藏丰富的锂、钾、镁等元素资源,目前研究文献资料较少,没有类似体系的研究报道。

图4 博普盐湖遥感影像图Fig.4 Poopo Salt Lake remote sensing image

2 合作开发玻利维亚盐湖锂资源分析

锂资源与技术成为锂行业发展的焦点,未来锂资源的需求和供应可能出现紧张的态势,价格也可能稳步上升,因此利用新技术,实现低成本的锂资源开发和利用,将迎来良好的市场机遇【2,6】。当然世界经济增速对锂的需求有一定的影响。虽然世界锂资源较丰富,但未来锂资源争夺战,特别是对储量丰富,利用程度较低的玻利维亚等国,锂资源争夺势必将进一步加剧。可以预见未来的一段时间,锂矿产品的需求与产量仍将保持上升态势【6~8】。本文基于盐湖卤水锂资源的开发利用情况,对合作开发该国盐湖锂资源做如下分析。

(1)玻利维亚目前虽拥有全球最大的锂盐湖,但由于其镁锂比较高,开采难度太大,故一直未能实现大面积的开采。因此我国企业在开展锂资源投资时,应重视开采应用技术革新,力争在高镁锂比条件下盐湖提锂技术上争取进步。

(2)盐湖卤水锂矿大都分布于气候恶劣、交通不便、能源缺乏的荒漠半荒漠化干旱地区,加之水、电、气、公路及铁路等基础设施不配套。在开发时 应本着“因地制宜”的原则,充分利用当地的太阳能、风能及冷能等的气候条件,发展盐田工艺技术。提倡在盐湖卤水锂资源开发中应尽量“就地取材”,利用本地及周边矿产资源,减少外来化学品,避免化学残留物,保证开发过程绿色环保。

(3)近些年玻利维亚政坛左倾明显,政府推行矿产资源国有化,资源民族主义等因素对该国锂资源开发影响较大;在矿业税收(采矿许可证费、矿业权特许费)、土地使用费等优惠政策的优惠期限、到期后能否长期延续及延续期限等问题,需关注政治局势及政权更替对优惠政策的影响等;随着近几年环保意识的增强,对环保要求日益提高,因而国内企业考察在投资锂矿项目经济效益时,应充分考虑基础设施、优惠政策及环境保护等因素对项目建设和运营成本的影响。

(4)通常锂资源开发过程中的真正的财富不在开采上,而在其产品附加值上。眼下玻利维亚锂资源开发主要表现为单纯地依靠资源开发和出口,对国际锂市场的真正话语权和产业增值收益影响不足。加之与铁、铜等矿相比,锂的经济规模价值偏小,对经济增长或发展的拉动效应相对有限。此外锂的回收与循环利用也会对玻利维亚锂资源开发产生一定抑制作用,资源民族主义等因素也可能影响锂资源开发。

3 合作开发前景展望

随着科学技术的发展,人们越来越认识到锂资源的特殊性和不可替代性,世界锂产品需求旺盛,价格也持续走高。在未来锂资源供应可能紧缺的情况下,加快盐湖卤水锂的开发利用显得极为重要。为充分利用玻利维亚盐湖卤水锂资源,推动该国经济发展,同时抢占锂国际市场份额,在2009年以宪法形式通过了针对盐湖蒸发锂、钾、硼等资源的开发条文,为锂资源开采利用铺平了道路,现届莫拉莱斯政府也通过了有关锂资源工业化政策,谋求依靠丰富的锂资源优势,在短时间内,富有竞争力的进入世界锂、钾等其他衍生品市场。综上,对合作开发锂资源前景展望如下。

(1)境内的乌尤尼盐湖与科伊巴萨盐湖等均属硫酸盐型,盐湖中卤水化学类型与智利的阿塔卡玛盐湖类似【2,3,5】,后者的卤水锂钾资源生产加工工艺对玻利维亚的盐湖开发具有借鉴意义。随着近期政府政策导向的转变,玻利维亚开始在全球范围内,积极就硫酸盐型盐湖资源综合开发寻求合作伙伴,开始加强对该型盐湖卤水锂、钾、硼体系的研究,并提出自己的思路。这些新情况的出现,为我国合作开发盐湖锂资源无论在广度和深度上都带来了巨大的合作开发前景。

(2)相比矿石提锂,盐湖提锂技术避免了重污染、锂矿石等能源及化学原料的大量消耗等缺点,且资源丰富、成本低廉,但盐湖提锂业也存在一点的缺陷,如工艺复杂等。玻利维亚绝大多数锂资源赋存在盐湖卤水中,盐湖包含多组分的复杂体系,而决定盐湖提锂成本与技术的两个关键因素是锂含量及镁锂比。锂含量越高,镁锂比越低,则提锂越容易,成本也越低。且针对的高镁低锂型盐湖的卤水提锂工艺技术难度较大,工艺技术上的突破创新对其开发利用其锂资源具有重要意义,但前景巨大。

(3)盐湖卤水锂资源丰富,卤水中同时富含B、K、Mg、Br等元素,且都具有开发价值。因此,在在进行合作开发该国盐湖卤水锂资源开发利用的同时,必须要“综合利用”盐湖卤水中的其它矿产资源。单一的开发方式不仅会使产品成本高,而且会造成资源浪费。资源综合开发利用将大为降低锂盐产品的生产成本,提高其在市场中的竞争能力,并使其它有用成分得以利用。

(4)对卤水锂资源的研究和开发起步较晚,卤水锂资源的开发目前还仍停留在初级锂产品阶段【6,8】。因此,盐湖锂资源在碳酸锂等初级锂盐生产规模的基础上进行“深度开发”具有广泛的合作开发前景。所以我国应把握好此时机,加速研究和开发高附加值的盐湖锂的下游产品,重视锂产品的深加工和高附加值产品的投入与研发,依靠技术进步创新,实现企业利益的最大化。

4 盐湖卤水锂资源发展策略思考

预计未来几年我国经济增长率将保持在7%~8%,期间我国锂资源年消耗量还将继续增长,也将进口更多的锂矿及产品【4,6,8】。因而建议我国应借鉴国际先进经验,尽早将锂矿纳入国家的规划统筹管理,列入国家战略性资源范畴,尽快制定一个正式的行业标准,设立行业门槛,同时加大对盐湖提锂技术研究投入。

在盐湖锂资源开发方面,应立足国内国外两个市场,综合利用两种资源,对内根据我国矿产资源的国情和世界锂产业的发展趋势,建立我国锂资源开发的长远战略规划,同时加大寻找、开发利用新的锂矿产地,重点勘查开发现代盐湖型锂资源,逐步实现锂矿加工大型化,精细产品多样化,建立新型先进锂资源生产和科研基地;对外积极开拓国际资源,奉行“走出去”的战略,加大境外特别是现阶段易进入的玻利维亚现代盐湖型卤水锂资源,积极寻求与当地建立多重网络的合作关系,以产业换资源、投资换资源的投资方向,采取少参股多包销的股权合资合作模式,尽力争取获得当地政府及财团的支持,最好能与当地有较大影响力的企业建立战略合作联盟,开展合作,互惠互利;同时加强锂、硼、钾、溴等综合开发利用技术创新研究,密切关注该国关于矿业投资政策方面的变化信息,为我国储备优质锂资源开发目的地,以适应未来高速发展的国民经济对日益增长的锂产品的需求。

1 高峰,郑绵平,乜贞,等.盐湖卤水锂资源及其开发进展[J].地球学报,2011,32(4):483~492

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3 刘海明.玻利维亚科伊巴萨盐湖综合利用途径研究[D].指导教师: 杨建元,钟辉.成都:成都理工大学,2012.2~8

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5 李昱昀,狄晓亮,高洁.国内外盐湖卤水锂资源及开发现状[J].海湖盐与化工,2005,34(5):31~35

6 王海华.锂资源开发利用现状及前景[J].国土资源情报,2012,(4):30~32

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8 张江峰,朱小云.全球锂工业现状及发展趋势[J].中国金属通报,2008,(12):6~8

DEVELOPMENT AND UTILIZATION OF SALT LAKE RESOURCES DEVELOPMENT STRATEGY TO DEVELOP THINKING—— ON THE LITHIUM SALT LAKE RESOURCES

Tang Yao
General Institute of Chemical Geology Survey,China Chemical Geology and Mine Bureau,Beijing,100013,China

Lithium resources scarce strategic resources of the world,Salt Lake brine is an important source of lithium,Bolivia has rich salt lake resources,glassy lake country of the world rare large multi-element liquid lithium resource treasure. This paper describes the Bolivian lithium salt lake resources development and utilization of distribution and thus the country in the future to develop Bolivian lithium salt lake resources,prospect analysis and outlook,followed by lithium resources for our security of supply and the salt lake brine lithium resources development strategies for discussion and thinking,the proposed joint development of the glassy state lithium salt lake resources,the use of industry for resources,investment resources for investment direction,take less equity underwriting equity joint venture multi-mode,strive for greater influence with local enterprises to establish strategic partnership alliance and cooperation.

Bolivia,Salt Lake Brine,lithium resources,cooperative developmet

P618.71∶TD865

A

1006-5296(2014)01-0048-06

* 第一作者简介:唐尧(1985~),男,主要从事遥感地质方面研究,工程师

2013-10-31;改回日期:2013-11-11

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