鄭綿平：國內(nèi)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(yīng)用國際峰會暨第三屆中國電池行業(yè)智能制造研討會”在北京啟幕。本屆峰會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會和電池中國網(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)會動力電池應(yīng)用分會承辦，無錫先導(dǎo)智能裝備股份有限公司聯(lián)合承辦。參加此次峰會人數(shù)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(nèi)容：
女士們，先生們，早上好！各位專家，各位領(lǐng)導(dǎo)，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(guān)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(jīng)成為國民經(jīng)濟安全的重要戰(zhàn)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(fā)現(xiàn)。我重點講一講關(guān)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(xiàn)在已經(jīng)到九萬了。全球的鋰產(chǎn)品價格居高不下，需求量不斷的增加。現(xiàn)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9萬噸了，所以剛才的數(shù)據(jù)是擋不住，最近的數(shù)據(jù)是這么一個數(shù)據(jù)。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(xiàn)在我們真正國家的產(chǎn)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(chǎn)的。怎么樣來大力開發(fā)高效綠色低成本的鹵水型的鋰資源是迫在眉睫。
我們現(xiàn)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(xiàn)在已經(jīng)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(guī)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(guān)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(guī)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(xiàn)在為什么經(jīng)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(jīng)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(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(jīng)查明的儲量1740余萬噸，西藏不止這個數(shù)，因為工作程度比較低，所以是這么一個概念。給出的數(shù)只是代表已經(jīng)查明的數(shù)。
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(yōu)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(chǎn)當(dāng)中硬巖主要是消耗能源、污染環(huán)境，而且成本高。現(xiàn)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(xiàn)在開不出來。不是中國沒有，比較起來，還是鹽湖從儲量規(guī)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(xiàn)在還沒有開出來。
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(chǎn)生三層效應(yīng)。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(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(yīng)，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(guān)方面統(tǒng)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(shù)。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。現(xiàn)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(jīng)接近產(chǎn)業(yè)化了，這個吸附法還可以分幾種。還有萃取法，TBP的方法，現(xiàn)在做了很長時間，現(xiàn)在接近工業(yè)化了，但這個很艱難，做了很長時間。主要的問題，設(shè)備選型，大量的酸溶解，最后設(shè)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(chǎn)，生產(chǎn)不太多，這里現(xiàn)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(xiàn)在可以生產(chǎn)。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(qū)可以用這個辦法，現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)，都是這個問題，分離有一點困難。現(xiàn)在我舉出來使用的辦法，列舉了這些辦法。這些辦法現(xiàn)在不同程度都在進展，盡管過去從上世紀(jì)晚期到現(xiàn)在都在說，實際上我們還是在試工業(yè)生產(chǎn)階段。產(chǎn)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(nèi)生產(chǎn)總共九萬噸，還有六七萬是靠國外進口的鋰輝石來生產(chǎn)，我們現(xiàn)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(chǎn)，這是前面第四個問題。
第五關(guān)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(huán)境的問題，很嚴(yán)重的問題。現(xiàn)在看起來，新能源汽車動力電池的問題要形成一個新的產(chǎn)業(yè)。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(shù)量。我就不展開了，比如鋰，這個數(shù)字是一個匡算，應(yīng)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(huán)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(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，這個在座的有很多同仁都是內(nèi)行，我不展開了。
關(guān)于濕法冶金比較受推崇，還有物理測試的辦法，現(xiàn)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(tǒng)工程，包括回收利用要專門的立法，合理的管理辦法、標(biāo)準(zhǔn)，從生產(chǎn)動力電池到回收利用，包括可測試的設(shè)計，外觀的標(biāo)志等等，它不是一個簡單的，要從生產(chǎn)開始就應(yīng)該有一個系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。
第二個就是要建立一個有效的全國性的網(wǎng)絡(luò)跟回收模式，這個不是小作坊在做，應(yīng)該有一個大的企業(yè)給它銜接好，有一個好的辦法。形成一個完整的循環(huán)系統(tǒng)，能夠避免資源浪費，對環(huán)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(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)，能夠進行循環(huán)經(jīng)濟，需要構(gòu)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(xué)習(xí)，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(jīng)查明的鋰資源是很豐富的。從全球現(xiàn)有查明的鋰資源，這是USGS、Mineral Commodity Summaries公開的數(shù)據(jù)，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概念，資源量沒有完全控制的，儲量拿到手可以開發(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(yīng)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(xiàn)在給的數(shù)據(jù)就是剛剛發(fā)表的2017年的，美國USGS、Mineral Commodity Summaries提的數(shù)據(jù)，個別也是改動，根據(jù)別的資料有些改動，基本數(shù)據(jù)是這樣的。
第二，就是從經(jīng)濟和建設(shè)效率出發(fā)，我想應(yīng)該優(yōu)先發(fā)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(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(nèi)，這種成本也是很低的，應(yīng)該作為我們這種類型的主攻方向。與此同時，應(yīng)該加強技術(shù)攻關(guān)，解決鎂鋰比高的資源產(chǎn)業(yè)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(yīng)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(xiàn)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(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，這個鋰的生產(chǎn)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(chǎn)復(fù)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(chǎn)，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(chuàng)新驅(qū)動發(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(nèi)很多做了。
第四，東西部聯(lián)手，打造我們鋰的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)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，所以這個方向還要繼續(xù)研究。上海有些企業(yè)家都到柴達木去做，有成效，還要繼續(xù)鼓勵。發(fā)揮我們國家西部資源的優(yōu)勢跟東部資金、市場加工技術(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(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(jié)能減排上也有很大的優(yōu)勢，所以動力電池的回收關(guān)系到構(gòu)建低碳經(jīng)濟和環(huán)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！
（根據(jù)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）
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