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(dòng)力電池應用國際峰會(huì )暨第三屆中國電池行業(yè)智能制造研討會(huì )”在北京啟幕。本屆峰會(huì )由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )和電池中國網(wǎng)共同主辦，天津力神電池股份有限公司聯(lián)合主辦；中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )動(dòng)力電池應用分會(huì )承辦，無(wú)錫先導智能裝備股份有限公司聯(lián)合承辦。參加此次峰會(huì )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(jìn)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(zhuān)家，各位領(lǐng)導，早上好！我這個(gè)題目跟那個(gè)題目不太一樣，我增加了一些東西，關(guān)于電池回收利用的問(wèn)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(gè)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(jīng)成為國民經(jīng)濟安全的重要戰略資源，資源主要包括地下鹵水型的跟頁(yè)巖型的，還有其他類(lèi)型在不斷發(fā)現。我重點(diǎn)講一講關(guān)于鋰鹽湖，我搞了六十幾年，重點(diǎn)是搞這個(gè)。全球碳酸鋰需求量是17萬(wàn)噸以上，中國就有一半多，雖然現在已經(jīng)到九萬(wàn)了。全球的鋰產(chǎn)品價(jià)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(jīng)到9萬(wàn)噸了，所以剛才的數據是擋不住，最近的數據是這么一個(gè)數據。這里頭在全球來(lái)看，70%以上是鹽湖鋰，但是很有意思，我們國家主要靠頁(yè)巖，在國外叫鋰輝石，現在我們真正國家的產(chǎn)量大概一萬(wàn)多噸是鹽湖鹵水，其他大部分是靠進(jìn)口的鋰輝石來(lái)生產(chǎn)的。怎么樣來(lái)大力開(kāi)發(fā)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(jìn)口的礦石不斷的提價(jià)，2014年進(jìn)口的鋰輝石大概380美元一噸，到了現在已經(jīng)達到了鋰輝石在450到500美元一噸，年增長(cháng)跟2014年相比，是增加了2.5倍，這個(gè)價(jià)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(gè)圖，說(shuō)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(gè)規律是很清楚的。這個(gè)鹽湖里頭有很多鋰，比如說(shuō)西藏鹽湖來(lái)說(shuō)，西藏鹽湖包括這幾種類(lèi)型，南邊碳酸鹽為主，中間硫酸鈉、硫酸鎂，關(guān)鍵是什么問(wèn)題？南部的鎂鋰比比較低，北部鎂鋰比比較高，是這么一個(gè)規律。
中國鹽湖資源特點(diǎn)，我想說(shuō)的幾條，一條就是這種富鋰鹵水分三個(gè)大個(gè)類(lèi)型，碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物，但是硫酸鹽可以分成兩類(lèi)，一個(gè)硫酸鈉，一個(gè)硫酸鎂。因為組分的不同，但是總的來(lái)說(shuō)，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(gè)是碳酸鹽型鹽湖，主要分布在藏北為主，這個(gè)鹵水特點(diǎn)，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(lái)，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(lèi)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(gè)類(lèi)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(jīng)過(guò)了四個(gè)五年計劃沒(méi)有解決，有點(diǎn)進(jìn)步，原因就在于鎂鋰比太高。碳酸鹽類(lèi)型有沒(méi)有問(wèn)題？也有問(wèn)題，分散，所以我們經(jīng)過(guò)了一二十年的工作給解決了，碳酸鹽類(lèi)型比較好提取，這是一個(gè)情況。
要說(shuō)一個(gè)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(kāi)發(fā)，技術(shù)上已經(jīng)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(jīng)開(kāi)發(fā)了，鎂鋰比低，是硫酸鈉亞型的，8以下。8以上的國外也沒(méi)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(wàn)噸，西藏已經(jīng)查明的儲量1740余萬(wàn)噸，西藏不止這個(gè)數，因為工作程度比較低，所以是這么一個(gè)概念。給出的數只是代表已經(jīng)查明的數。
與硬巖鋰資源比較，有什么特點(diǎn)呢？硬巖很多品位偏低，儲量比較大，這是優(yōu)點(diǎn)，鹵水型品位比較高，類(lèi)型大小不一。在西藏有大型的，在生產(chǎn)當中硬巖主要是消耗能源、污染環(huán)境，而且成本高?，F在的情況看，中國有沒(méi)有硬巖呢？有，特別在川西，因為各方面的原因，現在開(kāi)不出來(lái)。不是中國沒(méi)有，比較起來(lái)，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(kāi)采，但是由于各方面的因素，現在還沒(méi)有開(kāi)出來(lái)。
我下面講一下鹽湖鹵水的提鋰技術(shù)，鹽湖提鋰技術(shù)包括沉淀法，蒸發(fā)沉淀的辦法，這個(gè)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(jīng)過(guò)二十多年的工作把這個(gè)解決了，我們做過(guò)很多研究，萃取法等等，最后找到這么一個(gè)辦法，就是沉淀，聚集到一定程度以后，集中到池里頭來(lái)，上面鋪一層淡水，產(chǎn)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(lái)，蒸發(fā)的很小，幾乎不蒸發(fā)，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(diǎn)把碳酸鋰沉淀下來(lái)，別的沉淀的很少。我這個(gè)成本有關(guān)方面統計，是9000多塊錢(qián)到一萬(wàn)塊錢(qián)，就可以把這個(gè)提出來(lái)了，沉淀出來(lái)加工，大概是這么一個(gè)技術(shù)。我要說(shuō)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(lái)。
剛才說(shuō)的是一個(gè)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(lái)沉淀，然后再用碳酸鈉還是把它沉淀下來(lái)，它成本也比較低?，F在水平說(shuō)，它是一萬(wàn)多塊錢(qián)就可以。沉淀法還可以分幾種模式，不展開(kāi)了。再一個(gè)辦法就是離子交換吸附法，高溫鋰的辦法，已經(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化了，這個(gè)吸附法還可以分幾種。還有萃取法，TBP的方法，現在做了很長(cháng)時(shí)間，現在接近工業(yè)化了，但這個(gè)很艱難，做了很長(cháng)時(shí)間。主要的問(wèn)題，設備選型，大量的酸溶解，最后設備選型的問(wèn)題。
再一個(gè)是煅燒法，中信國安做的，價(jià)格高的情況下，還是在生產(chǎn)，生產(chǎn)不太多，這里現在有另外一個(gè)辦法，膜的辦法，在西海初步搞成功了，最近我去參加那個(gè)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(chǎn)。但是這個(gè)問(wèn)題在哪？今天我跟大家說(shuō)，我們這個(gè)膜雖然還是美國跟咱們合作做的東西，問(wèn)題就在這個(gè)地方。
兌鹵法，西藏某地區可以用這個(gè)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(diǎn)。我們現在面臨的是這種情況，碳酸鹽型，其他類(lèi)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(chǎn)，都是這個(gè)問(wèn)題，分離有一點(diǎn)困難?，F在我舉出來(lái)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(jìn)展，盡管過(guò)去從上世紀晚期到現在都在說(shuō)，實(shí)際上我們還是在試工業(yè)生產(chǎn)階段。產(chǎn)量在一萬(wàn)多噸，看今年能不能突破一萬(wàn)多噸，去年是11000多噸，如果加上西藏多一點(diǎn)，也不會(huì )超過(guò)2萬(wàn)噸。其他大部分的大概五六萬(wàn)，我們在國內生產(chǎn)總共九萬(wàn)噸，還有六七萬(wàn)是靠國外進(jìn)口的鋰輝石來(lái)生產(chǎn)，我們現在的背景就是這樣。
碳酸鹽類(lèi)型，西藏的鹽湖難點(diǎn)就是剛才說(shuō)的，鎂鋰比有高的，這部分我們還沒(méi)有完成解決。但是碳酸鹽的辦法把它解決了，在2006年我們開(kāi)始生產(chǎn)，這是前面第四個(gè)問(wèn)題。
第五關(guān)于鋰的回收利用問(wèn)題。大家都知道廢舊鋰動(dòng)力電池要大量的出來(lái)，3-5年，特別5年以后，大量的鋰電池要出來(lái)，要利用，如果不利用就有環(huán)境的問(wèn)題，很?chē)乐氐膯?wèn)題?，F在看起來(lái)，新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的問(wèn)題要形成一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。咱們可以算一下，假如說(shuō)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(kāi)了，比如鋰，這個(gè)數字是一個(gè)匡算，應該比這個(gè)還多。像鋰可以達到2萬(wàn)噸，我們國家也開(kāi)始有這方面的，像深圳的格林鎂開(kāi)始在做了。
廢鋰電池有一個(gè)趨利避害的問(wèn)題。如果我們回收利用，還是很有價(jià)值的，但是如果不回收，污染環(huán)境，土壤問(wèn)題就比較多，如果利用起來(lái)，它的效果各方面都比較好?；厥占夹g(shù)有下面這些技術(shù)，從高溫到濕法冶金，比較贊成的還是用濕法比較多，這個(gè)在座的有很多同仁都是內行，我不展開(kāi)了。
關(guān)于濕法冶金比較受推崇，還有物理測試的辦法，現在看起來(lái)，特別是鋰和鈷潛在價(jià)值比較高。但是這個(gè)回收的工作，我想是一個(gè)系統工程，包括回收利用要專(zhuān)門(mén)的立法，合理的管理辦法、標準，從生產(chǎn)動(dòng)力電池到回收利用，包括可測試的設計，外觀(guān)的標志等等，它不是一個(gè)簡(jiǎn)單的，要從生產(chǎn)開(kāi)始就應該有一個(gè)系統的標準要求。
第二個(gè)就是要建立一個(gè)有效的全國性的網(wǎng)絡(luò )跟回收模式，這個(gè)不是小作坊在做，應該有一個(gè)大的企業(yè)給它銜接好，有一個(gè)好的辦法。形成一個(gè)完整的循環(huán)系統，能夠避免資源浪費，對環(huán)境污染。
第三個(gè)，要加強宣傳教育，提高消費者對廢舊動(dòng)力電池的認識，促進(jìn)公眾積極參與到回收利用的工作。
還有就是要加強動(dòng)力電池回收利用的技術(shù)研究，要做科學(xué)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(tài)，能夠進(jìn)行循環(huán)經(jīng)濟，需要構建中國特色的廢舊動(dòng)力電池回收利用的體系。
后面這個(gè)問(wèn)題我也是學(xué)習，班門(mén)弄斧，下面有幾點(diǎn)認識和建議。第一，中國有多種類(lèi)型的鋰資源，已經(jīng)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(kāi)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(jīng)查明的資源，資源量和儲量不是一個(gè)概念，資源量沒(méi)有完全控制的，儲量拿到手可以開(kāi)發(fā)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(jìn)一步摸清家底，可以大幅度的擴大鋰資源的儲量研究。從經(jīng)濟環(huán)境友好角度，我們建議應該重點(diǎn)開(kāi)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(gè)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(fā)表的2017年的，美國USGS、Mineral Commodity Summaries提的數據，個(gè)別也是改動(dòng)，根據別的資料有些改動(dòng)，基本數據是這樣的。
第二，就是從經(jīng)濟和建設效率出發(fā)，我想應該優(yōu)先發(fā)展鹵水型的鎂鋰比低的鋰資源，這個(gè)包括硫酸鈉型，這種類(lèi)型可以采用蒸發(fā)沉淀的辦法，這種辦法成本是最低的，而且環(huán)境是友好的。因為鹽湖它跟環(huán)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(wàn)噸，這是碳酸鋰生產(chǎn)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(lèi)型的主攻方向。與此同時(shí)，應該加強技術(shù)攻關(guān)，解決鎂鋰比高的資源產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題。柴達木搞了四個(gè)“五年計劃”了，有進(jìn)展，但不是那么簡(jiǎn)單的，是全世界的難題。國外為什么不碰它呢？哪個(gè)先賺錢(qián)，哪個(gè)先干，很簡(jiǎn)單的道理。我們應該加強攻關(guān)，但是我們要注意降低成本，比如膜我們大部分靠進(jìn)口，一個(gè)是美國跟他合作，一個(gè)是從日本進(jìn)口，說(shuō)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(gè)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(shí)，切實(shí)落實(shí)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(jīng)濟效益，又是合理利用資源。像阿塔卡瑪生產(chǎn)的碳酸鋰很多，他綜合利用，這個(gè)鋰的生產(chǎn)它的價(jià)值比過(guò)去還高，但是它占7%、8%，90%多是綜合利用。比如他生產(chǎn)復合肥料，就占到70%的利潤，這個(gè)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(chǎn)，不是單一的，鋰的含量比較少，無(wú)非價(jià)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(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)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(lián)手，打造我們鋰的產(chǎn)業(yè)戰略聯(lián)盟。西部有資源，但是人才、財力物力、技術(shù)都要差一些，所以這個(gè)方向還要繼續研究。上海有些企業(yè)家都到柴達木去做，有成效，還要繼續鼓勵。發(fā)揮我們國家西部資源的優(yōu)勢跟東部資金、市場(chǎng)加工技術(shù)力量的優(yōu)勢，強強聯(lián)合，打造中國鋰業(yè)強國。
最后一個(gè)就是廢舊動(dòng)力電池具有顯著(zhù)的資源性，有效的回收利用既有經(jīng)濟意義也有環(huán)境意義。相對原材料的礦山生產(chǎn)、金屬回收利用要好得多，在節能減排上也有很大的優(yōu)勢，所以動(dòng)力電池的回收關(guān)系到構建低碳經(jīng)濟和環(huán)境友好的問(wèn)題，所以大力推動(dòng)動(dòng)力電池回收利用是勢在必行。謝謝大家！
?。ǜ鶕l(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）
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