鄭綿平：國內鋰資源對外依存度高達70% 高效提鋰和電池回收迫在眉睫
圖為中國工程院院士鄭綿平作主題演講
11月16日，“2017’第二屆動力電池應用國際峰會暨第三屆中國電池行業智能制造研討會”在北京啟幕。本屆峰會由中國化學與物理電源行業協會和電池中國網共同主辦，天津力神電池股份有限公司聯合主辦；中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會承辦，無錫先導智能裝備股份有限公司聯合承辦。參加此次峰會人數超600人。
中國工程院院士鄭綿平作主題演講，對我國中國鋰鹽湖遠景及鋰的回收利用進行了詳細分析。
以下為鄭綿平院士演講內容：
女士們，先生們，早上好！各位專家，各位領導，早上好！我這個題目跟那個題目不太一樣，我增加了一些東西，關于電池回收利用的問題。剛才楊裕生院士做了很精彩的報告，我很贊成。我下面這個題目叫做中國鋰鹽湖遠景與鋰的回收利用。
我們知道鋰和它的化合物已經成為國民經濟安全的重要戰略資源，資源主要包括地下鹵水型的跟頁巖型的，還有其他類型在不斷發現。我重點講一講關于鋰鹽湖，我搞了六十幾年，重點是搞這個。全球碳酸鋰需求量是17萬噸以上，中國就有一半多，雖然現在已經到九萬了。全球的鋰產品價格居高不下，需求量不斷的增加?，F在我們國家對外依存度達到70%，這是最近我收集的資料。2014年鋰73600噸，到2016年已經到9萬噸了，所以剛才的數據是擋不住，最近的數據是這么一個數據。這里頭在全球來看，70%以上是鹽湖鋰，但是很有意思，我們國家主要靠頁巖，在國外叫鋰輝石，現在我們真正國家的產量大概一萬多噸是鹽湖鹵水，其他大部分是靠進口的鋰輝石來生產的。怎么樣來大力開發高效綠色低成本的鹵水型的鋰資源是迫在眉睫。
我們現在進口的礦石不斷的提價，2014年進口的鋰輝石大概380美元一噸，到了現在已經達到了鋰輝石在450到500美元一噸，年增長跟2014年相比，是增加了2.5倍，這個價格是非常驚人。我下面講一下中國鋰資源的分布，這是我六十幾年做的這個圖，說的就是鋰鹽湖，從南到北，第一是氯化物，第二是硫酸鎂亞型，第三是硫酸南亞型，這個規律是很清楚的。這個鹽湖里頭有很多鋰，比如說西藏鹽湖來說，西藏鹽湖包括這幾種類型，南邊碳酸鹽為主，中間硫酸鈉、硫酸鎂，關鍵是什么問題？南部的鎂鋰比比較低，北部鎂鋰比比較高，是這么一個規律。
中國鹽湖資源特點，我想說的幾條，一條就是這種富鋰鹵水分三個大個類型，碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物，但是硫酸鹽可以分成兩類，一個硫酸鈉，一個硫酸鎂。因為組分的不同，但是總的來說，它伴生的元素比較多，除了硼、鉀還有硫，這種叫特種鹽湖。第二個是碳酸鹽型鹽湖，主要分布在藏北為主，這個鹵水特點，第一是鎂鋰比，中國的鋰資源鹽湖還是很多的。特別要提出來，柴達木盆地主要是硫酸鎂亞型和氯化物，它的鎂鋰比高。但是西藏是每種類型都有，有種鎂鋰比高的，有種鎂鋰比低的，下面從扎布耶往下，這兩個類型就是碳酸鹽型號德國，下面是硫酸鈉亞型，鎂鋰比比較低，3、4左右。硫酸鎂亞型也有，它是8以上的，我們利用它，我們柴達木到現在為什么經過了四個五年計劃沒有解決，有點進步，原因就在于鎂鋰比太高。碳酸鹽類型有沒有問題？也有問題，分散，所以我們經過了一二十年的工作給解決了，碳酸鹽類型比較好提取，這是一個情況。
要說一個概念，鹽湖型的最重要是它的這些項，鎂鋰比在8以下的，可以開發，技術上已經解決了，8以上，我叫它高鎂鋰比的，比較難解決。8以下的，像國外的有些已經開發了，鎂鋰比低，是硫酸鈉亞型的，8以下。8以上的國外也沒有解決，中國正在面臨突破的前夜。
這是青海鹽湖的情況，青海鹽湖有氯化鋰約為1982萬噸，西藏已經查明的儲量1740余萬噸，西藏不止這個數，因為工作程度比較低，所以是這么一個概念。給出的數只是代表已經查明的數。
與硬巖鋰資源比較，有什么特點呢？硬巖很多品位偏低，儲量比較大，這是優點，鹵水型品位比較高，類型大小不一。在西藏有大型的，在生產當中硬巖主要是消耗能源、污染環境，而且成本高?，F在的情況看，中國有沒有硬巖呢？有，特別在川西，因為各方面的原因，現在開不出來。不是中國沒有，比較起來，還是鹽湖從儲量規模都要大的多得多，大概百分之六七十，但是硬巖部分在川西阿壩還是大量可以開采，但是由于各方面的因素，現在還沒有開出來。
我下面講一下鹽湖鹵水的提鋰技術，鹽湖提鋰技術包括沉淀法，蒸發沉淀的辦法，這個我可以告訴大家，這是主流，成本比較低。像扎布耶就是這樣的情況，我們經過二十多年的工作把這個解決了，我們做過很多研究，萃取法等等，最后找到這么一個辦法，就是沉淀，聚集到一定程度以后，集中到池里頭來，上面鋪一層淡水，產生三層效應。上面這一層是淡水，下面是沿梯度濃度不斷增加，到底下就是鹵水，紅外到了底下，底下是熱的，上端是冷的，我們用這種辦法把碳酸鋰提取出來，蒸發的很小，幾乎不蒸發，底下集中的就是碳酸鋰叫做沉淀的正溫度效應，溫度高沉降，溫度低溶解，跟別的鹽不一樣，利用它的特點把碳酸鋰沉淀下來，別的沉淀的很少。我這個成本有關方面統計，是9000多塊錢到一萬塊錢，就可以把這個提出來了，沉淀出來加工，大概是這么一個技術。我要說一下，沉淀法如果在鎂鋰比情況下，只要有熱的條件就可以使它沉淀下來。
剛才說的是一個辦法，另外是阿塔卡瑪采用的也是沉淀法，他早期鎂鋰比比較高，比我們要高，但是比一般的要低，它是5、6左右，用石灰來沉淀，然后再用碳酸鈉還是把它沉淀下來，它成本也比較低?，F在水平說，它是一萬多塊錢就可以。沉淀法還可以分幾種模式，不展開了。再一個辦法就是離子交換吸附法，高溫鋰的辦法，已經接近產業化了，這個吸附法還可以分幾種。還有萃取法，TBP的方法，現在做了很長時間，現在接近工業化了，但這個很艱難，做了很長時間。主要的問題，設備選型，大量的酸溶解，最后設備選型的問題。
再一個是煅燒法，中信國安做的，價格高的情況下，還是在生產，生產不太多，這里現在有另外一個辦法，膜的辦法，在西海初步搞成功了，最近我去參加那個剪彩，上海一家公司用膜的辦法基本把它解決了，現在可以生產。但是這個問題在哪？今天我跟大家說，我們這個膜雖然還是美國跟咱們合作做的東西，問題就在這個地方。
兌鹵法，西藏某地區可以用這個辦法，現在真正在做的，因為這里有碳酸鹽型的，最近還是用的沉降法更好一點。我們現在面臨的是這種情況，碳酸鹽型，其他類型，鎂鋰比高的情況下，這是全世界的難題。為什么國外鎂鋰比高都不生產，都是這個問題，分離有一點困難?，F在我舉出來使用的辦法，列舉了這些辦法。這些辦法現在不同程度都在進展，盡管過去從上世紀晚期到現在都在說，實際上我們還是在試工業生產階段。產量在一萬多噸，看今年能不能突破一萬多噸，去年是11000多噸，如果加上西藏多一點，也不會超過2萬噸。其他大部分的大概五六萬，我們在國內生產總共九萬噸，還有六七萬是靠國外進口的鋰輝石來生產，我們現在的背景就是這樣。
碳酸鹽類型，西藏的鹽湖難點就是剛才說的，鎂鋰比有高的，這部分我們還沒有完成解決。但是碳酸鹽的辦法把它解決了，在2006年我們開始生產，這是前面第四個問題。
第五關于鋰的回收利用問題。大家都知道廢舊鋰動力電池要大量的出來，3-5年，特別5年以后，大量的鋰電池要出來，要利用，如果不利用就有環境的問題，很嚴重的問題。現在看起來，新能源汽車動力電池的問題要形成一個新的產業。咱們可以算一下，假如說按照電池是11.8G，那就可以回收鎳、錳、鈷，除了鋰以外，還有鉛、銅這些資源，有這么多的數量。我就不展開了，比如鋰，這個數字是一個匡算，應該比這個還多。像鋰可以達到2萬噸，我們國家也開始有這方面的，像深圳的格林鎂開始在做了。
廢鋰電池有一個趨利避害的問題。如果我們回收利用，還是很有價值的，但是如果不回收，污染環境，土壤問題就比較多，如果利用起來，它的效果各方面都比較好。回收技術有下面這些技術，從高溫到濕法冶金，比較贊成的還是用濕法比較多，這個在座的有很多同仁都是內行，我不展開了。
關于濕法冶金比較受推崇，還有物理測試的辦法，現在看起來，特別是鋰和鈷潛在價值比較高。但是這個回收的工作，我想是一個系統工程，包括回收利用要專門的立法，合理的管理辦法、標準，從生產動力電池到回收利用，包括可測試的設計，外觀的標志等等，它不是一個簡單的，要從生產開始就應該有一個系統的標準要求。
第二個就是要建立一個有效的全國性的網絡跟回收模式，這個不是小作坊在做，應該有一個大的企業給它銜接好，有一個好的辦法。形成一個完整的循環系統，能夠避免資源浪費，對環境污染。
第三個，要加強宣傳教育，提高消費者對廢舊動力電池的認識，促進公眾積極參與到回收利用的工作。
還有就是要加強動力電池回收利用的技術研究，要做科學研究，怎么樣能夠有利于回收，有效益，而且能夠達到最好的最佳狀態，能夠進行循環經濟，需要構建中國特色的廢舊動力電池回收利用的體系。
后面這個問題我也是學習，班門弄斧，下面有幾點認識和建議。第一，中國有多種類型的鋰資源，已經查明的鋰資源是很豐富的。從全球現有查明的鋰資源，這是USGS、Mineral Commodity Summaries公開的數據，我們中國要是按照鋰資源量算，我們排第四位。如果按照已經查明的資源，資源量和儲量不是一個概念，資源量沒有完全控制的，儲量拿到手可以開發了，我們的儲量在全世界占第二位。中國鋰資源還有很大的前景，進一步摸清家底，可以大幅度的擴大鋰資源的儲量研究。從經濟環境友好角度，我們建議應該重點開展鹵水型的。我講的鹵水型不單是鹽湖，還有地下鹵水，在哪幾個地方呢？除了柴達木西部，四川、西部都有地下鹵水，鋰都比較高，很多地方鋰都比較高。我現在給的數據就是剛剛發表的2017年的，美國USGS、Mineral Commodity Summaries提的數據，個別也是改動，根據別的資料有些改動，基本數據是這樣的。
第二，就是從經濟和建設效率出發，我想應該優先發展鹵水型的鎂鋰比低的鋰資源，這個包括硫酸鈉型，這種類型可以采用蒸發沉淀的辦法，這種辦法成本是最低的，而且環境是友好的。因為鹽湖它跟環境是友好的，在國外它成本也就1.2-1.9元每噸，我們做了一兩萬噸，這是碳酸鋰生產的鹽湖鹵水型的主流的方法。還有在國內，這種成本也是很低的，應該作為我們這種類型的主攻方向。與此同時，應該加強技術攻關，解決鎂鋰比高的資源產業化問題。柴達木搞了四個“五年計劃”了，有進展，但不是那么簡單的，是全世界的難題。國外為什么不碰它呢？哪個先賺錢，哪個先干，很簡單的道理。我們應該加強攻關，但是我們要注意降低成本，比如膜我們大部分靠進口，一個是美國跟他合作，一個是從日本進口，說我們成功，還不完全是這樣。我們自己研究一下，現在我就主張我們搞膜的人要注重研究這個事，我們也在組織人在做。
第三，鹽湖鹵水鋰資源是綜合性的寶貴資源，假如我們在完善提鋰工藝的同時，切實落實綜合利用共生資源的舉措，尤其是鹵水型的鉀、硼、鎂和溴、鍶、銣、銫等資源是大量的，既可以大幅度提高經濟效益，又是合理利用資源。像阿塔卡瑪生產的碳酸鋰很多，他綜合利用，這個鋰的生產它的價值比過去還高，但是它占7%、8%，90%多是綜合利用。比如他生產復合肥料，就占到70%的利潤，這個都有公報的。綜合利用在鹽湖里頭它是必須的，因為鹽湖是綜合性的礦產，不是單一的，鋰的含量比較少，無非價格高，但是你要綜合利用，效益就大不一樣了。我們要加強做創新驅動發展的工作，綜合利用是可以做的，而且我們也做了一些，我們國內很多做了。
第四，東西部聯手，打造我們鋰的產業戰略聯盟。西部有資源，但是人才、財力物力、技術都要差一些，所以這個方向還要繼續研究。上海有些企業家都到柴達木去做，有成效，還要繼續鼓勵。發揮我們國家西部資源的優勢跟東部資金、市場加工技術力量的優勢，強強聯合，打造中國鋰業強國。
最后一個就是廢舊動力電池具有顯著的資源性，有效的回收利用既有經濟意義也有環境意義。相對原材料的礦山生產、金屬回收利用要好得多，在節能減排上也有很大的優勢，所以動力電池的回收關系到構建低碳經濟和環境友好的問題，所以大力推動動力電池回收利用是勢在必行。謝謝大家！
?。ǜ鶕l言整理，未經本人審閱）
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