青海盐湖资源发展路径探讨
2019-01-09杜广巍袁卫民张永强
文/杜广巍 袁卫民 张永强
青海盐湖资源发展越来越被大家关注,本文分别从青海盐湖资源综合开发利用情况和加快盐湖资源发展的意义着手,对青海盐湖资源发展的路径进行探讨。提出加快构建特色循环盐化工产业体系,提高循环绿色发展水平,强化创新驱动和科技支撑以及加快开放合作步伐,走“循环、创新、开放”的发展路径。
一、盐湖资源综合开发利用现状
(一)产量品质逐步提高
青海柴达木盆地盐湖资源十分丰富,是青海第一大资源,是我国最大的无机盐资源宝库,具有储量大、品位高、类型全的特点。近年来,随着西部大开发标志性工程青海百万吨钾肥项目的建成投产,以及东西台、马海等重点盐湖的开发,青海钾肥产量屡创新高。2016年全省钾肥产量达到850万吨,占国内总用量的65%,是我国重要的钾肥供应地。同时,随着青海钾肥产业技术装备水平的不断提高,氯化钾品质逐步提升,“盐桥”等品牌的氯化钾由90%的品位提高到98%。
(二)综合利用不断增强
在钾肥开发利用过程中,对副产的钠、镁、锂、硼、锶等有价资源的综合利用不断增强。钠盐资源的开发利用步伐加快,利用盐湖钾肥生产中副产的大量尾盐以及配套地区石灰石资源,积极构建规模化的纯碱生产基地,形成了410万吨纯碱生产能力,在建年产210万吨生产装置,建成达产后,青海纯碱产量将占全国总消费量的近30%。镁、硼资源综合利用迈出坚实步伐,镁资源形成了以水氯镁石为原料发展镁盐化工产品和金属镁产品两条路线,建成了年产10万吨高纯氢氧化镁等装置,10万吨级电解金属镁生产装置。推进了锂资源开发利用向产业化、规模化发展,盐湖集团实施了万吨级碳酸锂项目,青海锂业、中信国安等企业,积极推进锂、硼等资源综合利用,碳酸锂产能达到2.3万吨,在国内市场份额不断增加。目前柴达木地区已初步形成了以钾盐开发为主线,钠、镁、锂、硼、锶等有价资源综合利用逐步提高的态势。(数据来源:《青海省循环经济宏观效果研究》、《柴达木循环经济试验区“十三五”循环经济发展规划》)
(三)科技成果不断涌现
盐湖资源综合开发利用始终高度重视科技研发和创新,科技支撑作用明显。盐湖提钾、提锂、提硼、提镁等方面攻克了反浮选冷结晶、高镁锂比盐湖提锂、水氯镁石制金属镁、水氯镁石石灰法和氨法制氢氧化镁、硫酸镁亚型盐湖资源提硫酸钾等136项重大技术难题,引进消化巴斯夫天然气乙炔裂解、海德鲁金属镁及合金等工艺技术。采用钾肥生产废水补给盐湖卤水,纯碱生产副产蒸氨废液生产氯化钙,碱渣、石灰渣综合利用等加强“三废”利用,突破了一批技术难题,成熟了一批工艺流程,建成了一批配套企业和装置,促进了盐湖资源的“吃干榨净”。
二、青海盐湖资源发展意义重大
2016年8月,习近平总书记视察青海期间指出,“盐湖资源是青海的第一大资源,也是全国的战略性资源”。合理开发利用这一宝贵资源,加快盐湖资源循环、创新发展对青海经济发展、对全国盐化工业发展具有重要意义。
(一)加快盐湖资源综合利用,维护国家粮食安全
我国钾资源短缺,仅占世界总储量的2.41%,资源保障能力脆弱,钾肥自给率为50%左右,供应对外依赖度高,缺口大,是世界第二大进口国。我国是农业大国,约有三分之一耕地缺钾,作为农业三大肥料之一的钾肥,是我国农业生产平稳、可持续发展的重要保障。柴达木是国内钾肥主产区,对稳定国内钾肥市场供应和打破国外产品垄断、平抑市场价格发挥着基础性作用,其稳产和适度发展,对稳定农业生产、保障国家粮食安全意义重大。
(二)加快盐湖资源循环发展,推动全国盐化工业发展
柴达木巨大的资源储量,丰富多样的矿产种类,重要稀缺矿种的独特性,构成了盐化工业发展的基础。依托现有基础,积极构建盐湖资源循环产业发展体系,布局发展以钾、镁、锂、钠系元素为主线的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、氯酸盐、氢氧化物等多品种无机化工产品,可形成完整的产业链和产业集群。目前我国有序推进化学工业供给侧结构性改革,化解部分传统产业产能过剩,而作为基本化工原料产业仍需保持合理规模。利用柴达木丰富的尾盐发展烧碱、纯碱和聚氯乙烯等产品,具有明显的资源优势和成本竞争力。通过补短板、优布局,促进全国盐化工业向资源优势地区转移,建成国内乃至国际重要的盐化产业新基地,将有力促进全行业产业转型升级和提质发展。
(三)加快盐湖资源创新发展,推动区域经济转型升级
近年来,按照中央和习总书记的要求,青海省加强生态保护力度,将90%的国土面积划定为禁止和限制开发区,经济发展的空间十分窄小。柴达木作为青海省重点开发区之一,盐湖产业是全省为数不多、有所作为的一个产业。在深入推进供给侧结构性改革中,坚持创新驱动,高效开发、集约利用战略,着力改造、提升现有产业研发、技术、装备水平,大力发展以钾、镁、锂等市场需求较大、具有规模优势和竞争优势的特色产品,构建全国最大盐湖化工基地。科学规划电解金属镁冶炼产能,发展高性能镁基合金,形成具有国际竞争力、规模化的金属镁、镁基合金和镁盐产业。建成以锂盐、锂合金为基础的千亿元锂电产业、新能源装备制造产业等,确立青海在国际国内产能分工中的地位,将有力推动青海经济转型升级发展。
(四)加快盐湖资源开放发展,实施“一带一路”盐湖化工走廊
丝绸之路经济带包括我国的青海、新疆等盐湖分布集中区,沿线涵盖中亚的土库曼斯坦、乌兹别克斯坦卡尔留克钾矿和秋别加坦钾矿,西亚的哈萨克斯坦阿克托别州日良钾矿及西哈萨克斯坦州切尔卡钾矿,跨亚欧的俄罗斯伊尔库茨克州涅帕钾矿,白俄罗斯彼里皮亚特钾矿等,北半球盐湖分布和丝绸之路经济带沿线地区高度重合。东南亚地区的泰国、老挝有呵叻成钾盆地和沙空那空成钾盆地,非洲的刚果有彭迪霍利钾矿、蒙哥钾矿等,海上丝绸之路与东南亚、非洲和南美固体古钾矿和盐湖钾矿资源分布区重合。随着格尔木至敦煌、格尔木至库尔勒铁路建成及机场扩建等对外基础设施的不断完善,柴达木已成为我国“一带一路”的重要交通枢纽和战略后方,合理开发沿线盐湖资源,加快形成盐湖资源综合利用开放发展格局,建成国内乃至国际重要的盐化工产业新基地,形成一个国际性盐湖资源综合开发利用集散区,构建起“一带一路”钾盐产业发展合作的支点具有重要意义。
三、盐湖资源发展路径探讨
(一)构建特色循环盐化工产业体系
围绕盐湖资源综合开发,以创建创新盐湖化工循环经济特色产业集群为重点,构建以钾、钠、镁、锂、硼、溴等资源梯级开发和以配套平衡氯气、氯化氢气体为辅的循环特色盐湖化工产业体系。
一是拓展镁产业体系。综合考虑资源禀赋、产业基础、环境容量、技术水平及产业发展趋势等因素的基础上,以电解镁、镁合金和镁盐为方向,延伸产业链,拓展镁产业体系。镁基精细化学品重点发展氢氧化镁、碳酸镁、氧化镁、硫酸镁、硼酸镁、氟化镁、硝酸镁、硅酸镁等产品。镁基合金以金属镁为基点制取各种品牌的镁合金,重点发展高强高韧镁合金、耐热镁合金、阻燃镁合金、耐蚀镁合金和变形镁合金等产品。镁质耐火材料是提高镁资源利用的有效途径之一,重点发展镁碳质耐火材料、镁钙质耐火材料和铝镁质耐火材料,逐步取代镁铬耐火材料,实现镁基耐火材料的无铬化、绿色化。镁质建筑材料重点发展镁硅酸盐材料、磷酸镁胶凝材料、氢氧化镁阻燃材料、新型混凝土膨胀剂和氯氧镁水泥等产品。镁质能源材料研发水合镁盐相变储热材料、镁质混合熔盐传热储热材料、镁化合物可逆化学反应储能材料、镁质合金可逆储放氢反应储热材料、镁质电池材料等。镁基层状功能材料重点发展无铅热稳定剂、无卤高抑烟阻燃剂、选择性红外吸收材料、紫外阻隔材料等产品。
二是提升锂资源利用水平。顺应全球新能源、新材料等领域对锂资源需求的迅猛增长,适度扩大锂资源开发规模。以完善高镁锂比盐湖卤水提取碳酸锂生产工艺为重点,提高碳酸锂生产工艺水平,释放碳酸锂生产能力。以碳酸锂生产为基础,突破电池级碳酸锂生产技术,积极发展电子级碳酸锂,为下游锂电池、锂合金材料发展奠定基础。开发金属锂及锂合金。建设规模化金属锂产能,发展金属锂下游合金产业。发展锂储能材料。着力突破开发锂离子电池正极材料产品,推进石墨、石墨烯、纤维碳化及硅材料等锂电池负极材料产业化,开发新一代锂离子动力电池非碳负极材料,加快耐高温、延展性强、低电阻的PP(聚丙乙烯)、PE(聚乙烯)及陶瓷涂覆等锂电隔膜材料研发,加快六氟磷酸锂等锂电解液生产。打造具有全球竞争力的动力电池产业链。
三是优化钠利用产业链。继续推进盐湖提钾尾盐综合利用,积极开发石盐、芒硝资源,发展纯碱、烧碱、硫化碱下游产品。优化全国“两碱”行业布局。凭借青海原料和能源优势,推进“东碱西移”,提升我国“两碱”行业规模化、集约化程度和市场竞争力。优化钠利用产业链。以盐湖提钾副产氯化钠为原料,整合烧碱、纯碱生产能力,以烧碱为基点发展速溶层状偏硅酸钠、双乙酸钠、氯化聚氯乙烯等耗碱、耗氯量大的产品链。以纯碱为基点发展特种玻璃、玻璃纤维等产品,开发薄膜液晶玻璃等光电子信息玻璃,太阳能电池基板、太阳能集热管等能源玻璃产品,形成较为完善的“两碱”及下游产业链。
四是做好氯平衡综合利用产业。切实利用好柴达木盐湖富氯特性,加快实施盐湖化工产业资源化和再利用项目,以综合平衡利用盐化工主导产业所副产的氯气、氯化氢气体为重点,结合试验区内煤炭、油气产业发展和资源循环利用,重点发展聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、甲烷氯化物、氯磺酸、磺酰化系列产品、聚氯乙烯制品产业,建成全国新兴聚氯乙烯生产加工基地及氯盐产品生产基地。
五是重视硼及稀有元素利用。青海盐湖硼资源已经成为国内主要的硼矿产资源接续地,在国内具有重要地位。适度扩大硼酸产能,拓展下游精细化学品,以硼砂、硼酸为主要原料,稳步发展硼精细化工、硼酸下游产品。加强卤水提溴、提碘、提铷技术攻关,培育溴、碘、铷深加工企业,实现溴、碘、铷资源综合高效利用。加快研究开发油田水、水溶气共伴生资源开采技术和工艺,在科学合理开采和综合开发利用稀有元素方面取得实质性进展,形成产业化规模。
(二)提高循环绿色发展水平
加快推进多产业纵向延伸、横向融合,加大其它优势矿产资源以及共伴生矿、尾矿、余热和废弃物的综合利用,推进盐湖资源综合开发、合理配置、循环利用、绿色发展。
一是促进产业间循环链接。积极发展煤化、氯碱、烯烃、氯代甲烷、硫酸、复合肥等产品,将电力、油气化工、盐湖化工、煤化工、有色金属、建筑材料等多种产业横向耦合链接,构建循环型产业链。“油气—盐化工”产业链。在适当扩大原油生产和原油加工规模的基础上,发展一定规模的烯烃产品,推动石油化工向精细化工产品发展。在研发引进天然气制乙炔或乙烯工艺的基础上发展一定规模的烯烃产品,推动天然气化工向下游产业发展。“煤—焦—盐化工”产业链。有序推进煤炭深加工,依托焦炭产业发展一定规模的电石产品。通过电石与含氯盐湖化工产品的结合,发展盐湖化工下游产品及有色金属产品。“煤化工—盐化工—建材”产业链。综合利用地区丰富的原盐、石灰石、煤炭等资源,以煤气化为基础,发展合成氨、碳一化工产业,联合制纯碱产业,烧碱、聚氯乙烯产业,辅以氯加工系列产品和废弃物综合利用发展建材产业。利用天然气、钾肥和冶金副产硫酸,引进磷资源发展NPK复合肥等产品。
二是推动关联产业融合。油气与盐湖产业融合。石油天然气化工产业发展,与盐湖化工产业密切相关。通过石油催化裂解工艺,生产乙烯、丙烯,实现盐湖化工副产氯的综合平衡,通过天然气甲醇改造升级,实现油气资源开发与盐湖产业的有效结合。煤炭综合利用与盐湖产业融合。在综合考虑资源禀赋、产业基础、环境容量、技术水平及产业发展趋势等因素的基础上,以煤炭清洁利用和平衡盐湖资源综合利用副产氯气、氯化氢气体为重点,促进产业融合,大力发展烯烃、粗苯、焦炉煤气甲醇等下游系列产品。新能源与盐湖产业融合。依托资源优势,加快水能、太阳能、风能资源开发,大力发展水电、光伏、光热和风力发电。加快氯碱、金属镁等盐化冶金产业基地与大规模光伏、风电耦合布局,支持光伏发电直供氯碱、金属镁等产业。大力推进工业园区光伏发电应用,支持工业厂房等建筑屋顶建设兆瓦级的规模化分布式光伏发电系统。
(三)强化创新驱动和科技支撑
一是健全完善创新体系。搭建多领域协同创新平台,盐湖资源综合开发利用领域,建立以龙头企业为核心的新型盐湖创新研究院,建立盐湖镁资源开发、精细化工等工程技术研究中心,建立产学研用协同创新的锂产业创新发展研究院。发挥国家盐湖资源综合利用产业技术创新战略联盟作用,建设若干国家重点实验室、工程技术研究中心、资源勘探开发工程技术研究中心、新材料开发重点实验室等科研平台。以中国工程院、中国科学院等单位为基础,组建“国家盐湖资源综合开发利用创新中心”。资源勘探勘查领域,建设资源勘探开发科技创新基地,建立高原地区高效快速地质勘查理论技术体系。建立盐湖资源开发数据库及自动监测数据库,开展盐湖卤水动态变化、环境变化观察和自动监测。加大科技投入力度。在国家层面加大对盐湖资源综合开发利用的科技投入力度,在省级层面设立盐湖重大科技专项,集中开展共性技术研究、重大产品研发等。
二是加快关键共性技术研发。围绕钾盐开采方式与技术、选矿与加工技术、盐湖伴生资源综合利用工艺与技术、节能减排与清洁生产技术、高镁锂比盐湖提锂及综合利用产业化工艺技术、固体贫硼矿和液体硼资源开发利用工艺技术等,开展创新攻关,尽快攻克盐湖资源综合利用工程化难题。进一步完善电解金属镁生产技术应用,开展镁基能源材料研究。着力开发高镁锂比盐湖提取电池级碳酸锂、高能量密度和高安全性单体电池、高功率密度电池系统技术,攻克镁基、锂基等新型轻金属材料和化工材料关键技术等产品生产技术,实现优先领域率先发展。依托盐湖资源综合开发利用技术成果,发展科技服务业,加快科技成果转移转化。
(四)加快开放合作步伐
以盐湖资源开发作为优先合作领域,发挥青海在盐湖选矿方法与技术、综合利用工艺技术与人才等方面优势,利用海外资源,开展国际合作。
一是开展资源开发国际合作。发挥青海在国内盐湖区和北半球盐湖分布带资源综合利用的示范和引领作用,“引进来”和“走出去”相结合,利用好“两个市场”、“两种资源”。选择资源本底、产品市场、开发技术和资金等方面互补性强、合作潜力大的土库曼斯坦、乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦、白俄罗斯、俄罗斯丝绸之路经济带和老挝、缅甸、泰国等21世纪海上丝绸之路沿线国家和地区,以弥补国内钾资源短缺为切入点,发挥企业主体作用,实行市场化运作,开展资源能源开发、生产、运输、加工等全产业链项目合作,建设境外盐化生产基地,提升资源就地加工转化率和生产加工能力,输入我国急需的钾盐资源和钾肥产品,带动技术、装备和服务输出,打造一批示范效应大、带动强、效益好的产能合作样板。推进建立以青海为起点的“一带一路”盐化走廊。
二是培育壮大跨国企业。政府加强宏观谋划和统筹指导,为各类企业提供政策支持和便利化服务,推动青海盐湖工业股份有限公司等有实力的企业,发挥其在地下溶采技术、地下富钾卤水和现代盐湖资源开采技术、不同类型富钾卤水资源(氯化物型、硫酸盐型和碳酸盐型)的综合利用工艺与技术优势,开发利用国外资源,有序推进国际产能合作,培育壮大跨国企业,支持企业扩大对外投资,开展跨国经营。
四、结束语
近年来,在国家的大力支持下,青海盐湖资源综合开发利用取得了显著成绩。钾盐产量品质逐步提高,镁、钠、锂、硼等元素综合利用不断强化,科技支撑作用明显增强,园区建设稳步推进,循环发展持续提升,政策体系逐步建立,呈现出良好的发展潜力和前景。坚持绿色发展理念,实施资源节约和生态保护优先战略,按照“走出钾、抓住镁、发展锂、整合碱、优化氯”的总要求,深入推进供给侧结构性改革,加大镁、钠、氯等资源综合利用力度,重点开发高价值的锂资源,整合纯碱、烧碱等产能,优化氯产业布局,加快中高端盐湖资源产品研发和生产,积极延伸和完善盐湖化工产业链条,提升盐湖资源综合开发利用的质量和效益,全力推动产业转型升级,把青海盐湖打造成我国乃至世界资源综合利用的典范,为生态文明建设做出贡献。