鹽湖提鋰行業(yè)研究報(bào)告

鹽湖提鋰行業(yè)研究報(bào)告導(dǎo)語全球鹽湖鋰資源占約60%，鋰輝石資源占約30%。一、鹽湖是國內(nèi)未來鋰供給最大增量來源面對有限的富鋰礦石資源儲量及強(qiáng)勁的市場需求，開發(fā)提取儲量豐富的西部鹽湖鹵水中的鋰資源勢在必行。雖然國內(nèi)鹽湖普遍存在高鎂鋰比、鹵水成分復(fù)雜、品位低等特點(diǎn)，但隨著技術(shù)逐步成熟，鎂鋰比不再是制約因素。技術(shù)進(jìn)步+成本快速下降使得國內(nèi)鹽湖已經(jīng)具備了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。我們認(rèn)為，結(jié)合技術(shù)、成本、資金、政策幾方面因素，國內(nèi)鹽湖提鋰已站在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的拐點(diǎn)之上，未來有望成為國內(nèi)鋰資源供給的最大來源。1.1全球鋰資源分布不均，國內(nèi)鋰礦石資源有限全球優(yōu)質(zhì)鋰資源集中在澳洲鋰礦和南美鹽湖根據(jù)《中國鋰礦資源調(diào)查報(bào)告》，鋰礦類型分為鹵水型和硬巖型兩大類，其中鹵水型鋰礦包括鹽湖鹵水型鋰礦和地下鹵水型鋰礦，硬巖型鋰礦包括花崗偉晶巖型鋰礦和花崗巖型鋰礦。全球鹽湖鋰資源占約60%，鋰輝石資源占約30%。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局USGS數(shù)據(jù)，全球鋰資源主要存在形式為鹽湖鹵水、礦石鋰和黏土鋰等，其中鹽湖鋰資源占據(jù)58%，鋰精礦占據(jù)26%。鹽湖是全球最大的鋰資源。南美“鋰三角”鋰資源量占60%，中國鋰資源儲量占6%。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局USGS數(shù)據(jù)，截至2020年末，全球鋰資源量約8600萬噸，其中南美“鋰三角”地區(qū)（智利、阿根廷和玻利維亞交界處的高海拔湖泊和鹽沼）的鋰資源量之和約占全球鋰資源總量的近60%，其他資源量豐富的國家還有澳大利亞、美國和中國，其中澳大利亞鋰資源量為630萬噸且大部分為硬巖型鋰礦，是世界上最大的硬巖型鋰礦出口國。我國鋰資源儲量約占全球鋰資源儲量的6%。我國鋰資源高度依賴進(jìn)口。2020年我國鋰原料產(chǎn)量占全球比例僅24%，基礎(chǔ)鋰鹽冶煉產(chǎn)能卻高達(dá)全球的69%，我國掌握了全球絕大多數(shù)的鋰加工產(chǎn)能，但鋰資源的自供能力明顯不足，2020年原料自供率僅32%。鋰資源端由于開發(fā)條件各異，產(chǎn)能不具備可復(fù)制性，擴(kuò)張周期長、資本開支大，同時(shí)受制于部分國家政策限制，鋰資源的獲取和控制難度也非常大。因此保障資源供給具有高度的戰(zhàn)略意義，圍繞鋰資源的爭奪戰(zhàn)也會越加激烈。國外鋰礦品位高，儲量豐富，開采成本低。全球優(yōu)質(zhì)鋰礦資源集中在澳大利亞，氧化鋰品位高。如泰利森格林布什礦擁有2.1%的較高氧化鋰平均品位，鋰礦儲量13310萬噸，折碳酸鋰當(dāng)量690萬噸，加之由于成熟運(yùn)營多年，化學(xué)級鋰精礦生產(chǎn)運(yùn)營成本處于全球最低水平。國內(nèi)鋰礦擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度慢，資源儲量低，品位參差不齊，缺乏競爭力。國內(nèi)鋰輝石礦主要分布在四川和新疆，而鋰云母礦主要集中在江西。四川的甲基卡是亞洲最大鋰輝石礦，計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)7.5萬噸鋰精礦，尚未投產(chǎn)。李家溝項(xiàng)目計(jì)劃最早2021年建成投產(chǎn)18萬噸鋰精礦，業(yè)隆溝7.4萬噸鋰精礦項(xiàng)目預(yù)計(jì)2021年達(dá)產(chǎn)。我國鋰鹽生產(chǎn)原料仍以鋰輝石為主，鹽湖或是未來最大增量。國內(nèi)鋰精礦大部分依賴進(jìn)口，四川礦山擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度緩慢，品位參差不齊。鋰云母近年來技術(shù)突破+成本下降，是我國鋰資源的重要補(bǔ)充，但增量仍然有限，未來國內(nèi)鋰資源最大的增量來自于鹽湖。鋰產(chǎn)品根據(jù)原材料的不同可以分為礦石提鋰和鹵水提鋰兩種工藝路線。礦石提鋰和鹵水提鋰適用于不同類型的原料、采用不同的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)出不同品級的鋰鹽產(chǎn)品，兩者各有優(yōu)勢。礦石提鋰工藝相對成熟，可直接生成各種深加工鋰產(chǎn)品，副產(chǎn)品少，對礦源的品質(zhì)要求較低，但對制備低端工業(yè)級鋰產(chǎn)品不具備成本優(yōu)勢。鹽湖鹵水提鋰具有成本相對較低的優(yōu)勢，一般直接產(chǎn)品為工業(yè)級碳酸鋰，需要經(jīng)過一定的提純技術(shù)方可轉(zhuǎn)化為深加工鋰產(chǎn)品，提鋰技術(shù)難度相對較高，技術(shù)通用性差。不同鹽湖資源稟賦需要不同的提鋰技術(shù)，副產(chǎn)品較多，一般為鉀肥、硫酸鉀鎂肥、硼鎂礦等，且鹽湖開發(fā)一次性投入較大。根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會的資料，我國生產(chǎn)碳酸鋰與氫氧化鋰的主要原料仍以鋰輝石為主，礦石提鋰在制備氫氧化鋰方面具備一定的優(yōu)勢。1.2國內(nèi)鹽湖迎來大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化拐點(diǎn)我國鹽湖鋰資源儲量豐富，主要分布在青海和西藏地區(qū)根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局的地球資源利用報(bào)告書，我國鋰資源量約714萬噸，主要分布在青海、西藏、新疆、四川、江西、湖南等省區(qū)。鋰資源分布總體相對集中，青海、西藏和四川鋰資源儲量占國內(nèi)鋰資源儲量的絕大部分，其中西藏和青海為鹽湖鹵水型，硬巖型鋰礦主要分布于四川、江西、新疆等地。我國鹽湖鋰資源量占比超過80%，其中青海地區(qū)資源量310.04萬噸，西藏地區(qū)222.3萬噸，湖北地區(qū)50.61萬噸。鋰輝石占比10.9%，四川地區(qū)資源量76萬噸。鋰云母占比7.5%，江西地區(qū)34.2萬噸。我國鹽湖特點(diǎn)：高鎂鋰比高，對比海外鹽湖品味低、提鋰難度大青海鹽湖鹵水大多屬于硫酸鎂亞型和氯化物型，青海柴達(dá)木盆地的大柴旦鹽湖、東臺吉乃爾鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖和一里坪鹽湖是典型的硫酸鹽型高鎂鋰比鹽湖，察爾汗鹽湖鹵水屬于氯化物型，其鎂鋰比值高達(dá)1400以上。我國鹽湖鹵水具有高鎂鋰比、高鎂含量、低鋰含量的特征。鋰和鎂在周期表中呈對角線關(guān)系，物理、化學(xué)性質(zhì)相近，特別是Mg2+和Li+的半徑相近，分別為72和76pm。高鎂鋰比鹽湖鎂鋰高效分離是世界性難題。國內(nèi)鹽湖提鋰近年來技術(shù)路線逐漸成熟鹽湖提鋰技術(shù)研究起步于上世紀(jì)60年代。1974年以后，隨著大量鹽湖鹵水鋰資源的發(fā)現(xiàn)，助推了世界上一些鹵水鋰資源大國和鋰礦開發(fā)企業(yè)的開發(fā)和投資熱情。1980年以后，美國塞浦路斯富特公司、FMC等公司開始大舉進(jìn)軍鹽湖提鋰領(lǐng)域，拉開了鹽湖提鋰產(chǎn)業(yè)化的序幕。當(dāng)前，吸附法、化學(xué)沉淀、離子交換、萃取法、納濾膜法、電滲析等都是一些常用的鹵水提鋰方法，鹽湖鹵水中鎂鋰質(zhì)量比的大小是鹽湖提鋰技術(shù)路徑的難點(diǎn)，也決定了青海各鹽湖提鋰企業(yè)的成本完全各不相同。近年來，隨著新型鋰吸附劑、萃取劑的研發(fā)，以及膜法的應(yīng)用使得鹽湖提鋰技術(shù)有了迅猛發(fā)展，鎂鋰比也不再是影響鹽湖提鋰的決定性因素，鹽湖提鋰的成本也比礦石法低得多。國內(nèi)鹽湖提鋰的成本不斷下降鹽湖提鋰成本由于技術(shù)路線差異而有所不同，海外多以鹽田濃縮沉淀法為主（SQM），國內(nèi)由于鹽湖的稟賦較海外差，所以分離成本高于海外。我國鹽湖在開發(fā)初期，技術(shù)不成熟，導(dǎo)致提鋰成本高至6-8萬元/噸，超過部分礦山提鋰的成本，2015年只有小部分企業(yè)生產(chǎn)。2015年后，鹽湖提鋰技術(shù)逐漸成熟，行業(yè)平均成本逐步降至3.5萬元/噸。具體看來，針對不同的鹽湖資源品質(zhì)以及地理環(huán)境等，選擇性應(yīng)用相關(guān)提鋰技術(shù)：西藏礦業(yè)在扎布耶鹽湖項(xiàng)目中采用太陽池析鋰工藝（約2萬元/噸成本）；一里坪鹽湖采用納濾膜分離鋰技術(shù)實(shí)現(xiàn)鎂鋰分離（約3萬元/噸成本）；西臺吉乃爾鹽湖通過采用納濾膜與反滲透膜組合分離鎂鋰，提高鋰離子濃度（約6萬元/噸成本）；東臺吉乃爾鹽湖則使用離子選擇性分離膜工藝（約6萬元/噸成本）；察爾汗鹽湖主要采用吸附法工藝（3-4萬元/噸成本）。1.3自上而下政策助力國內(nèi)鹽湖發(fā)展2021年5月20日，《建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地規(guī)劃及行動方案》獲得國內(nèi)專家評審?fù)ㄟ^。該行動方案的總體思路是“1+4+12”，有望加速青海地區(qū)鹽湖提鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展。分別來看，“1+4+12”方案即構(gòu)建1個(gè)世界級現(xiàn)代鹽湖產(chǎn)業(yè)體系，完成“組建中國鹽湖集團(tuán)、設(shè)立鹽湖產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金、成立青海鹽湖大學(xué)、建設(shè)鹽湖國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”4個(gè)重點(diǎn)任務(wù)。實(shí)施鉀鹽穩(wěn)保障促提升工程、鋰產(chǎn)品擴(kuò)規(guī)提質(zhì)工程、鎂系新材料創(chuàng)新突破、鈉資源高效開發(fā)工程、硼資源提取強(qiáng)鏈、鹽湖資源多元提取強(qiáng)鏈工程、循環(huán)經(jīng)濟(jì)升級示范工程、建設(shè)綠色輕金屬合金產(chǎn)業(yè)基地工程、“智慧鹽湖”數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升工程、科技創(chuàng)新能力提升“三個(gè)一”工程、重大關(guān)鍵技術(shù)支撐工程、全方位多層次人才培育12個(gè)重大工程。二、國內(nèi)兩大重要鹽湖基地：青海&西藏鹽湖國內(nèi)三大類型鹽湖。國內(nèi)鹽湖從組成上分為三類：碳酸鹽型鹽湖、硫酸鹽型鹽湖和氯化物型鹽湖。碳酸鹽型鹽湖鎂鋰比最低，提鋰條件最好，氯化物型鹽湖鎂鋰比最高，提鋰難度大。國內(nèi)鹽湖除了扎布耶為碳酸鹽型鹽湖，其他基本上以硫酸鹽型鹽湖和氯化物型鹽湖為主。青海鹽湖中，除了察爾汗鹽湖是氯化物型鹽湖，其他都是硫酸鹽型鹽湖。2.1青海六大鹽湖——起步早、競爭力強(qiáng)察爾汗鹽湖：中國最大氯化物型鹽湖資源稟賦：察爾汗鹽湖位于柴達(dá)木盆地中東部，總面積5856平方公里，是我國面積最大、已探明資源儲量最豐富的可溶性鉀鎂鹽礦床。地下鹵水資源豐富，已探明氯化鋰儲量1204萬噸，折合碳酸鋰儲量717萬噸，占青海鋰資源的50%以上。察爾汗鹽湖鋰資源品位較低，鋰濃度為310mg/L；鎂鋰比高達(dá)1437，高鋰鎂比導(dǎo)致提鋰難度較大。開發(fā)商&產(chǎn)能產(chǎn)量：察爾汗鹽湖開發(fā)企業(yè)為藍(lán)科鋰業(yè)（鹽湖股份持51.42%股權(quán)，科達(dá)制造間接持43.58%股權(quán)）、藏格鋰業(yè)（藏格控股100%）和比亞迪。藍(lán)科鋰業(yè)擁有1萬噸/年工業(yè)級碳酸鋰產(chǎn)能，2020年產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)1.36萬噸，在建的2萬噸/年電池級碳酸鋰產(chǎn)能已于今年4月爬坡釋放產(chǎn)能，目前碳酸鋰日產(chǎn)量達(dá)100噸。藏格鋰業(yè)擁有1萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能，2020年產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)0.44萬噸，規(guī)劃產(chǎn)能1萬噸/年?？傮w來看，察爾汗鹽湖目前碳酸鋰產(chǎn)能在4萬噸/年，遠(yuǎn)期規(guī)劃碳酸鋰產(chǎn)能共7萬噸/年。技術(shù)路線：藍(lán)科鋰業(yè)與藏格鋰業(yè)均使用吸附法+膜法提鋰。藍(lán)科鋰業(yè)吸附劑為公司自主生產(chǎn)，藏格控股使用的吸附劑由藍(lán)曉科技提供。東臺吉乃爾鹽湖：量小而精的鹽湖資源稟賦：東臺吉乃爾鹽湖位于柴達(dá)木盆地中部，屬于硫酸鹽型鹽湖，是在青海鹽湖中鋰資源儲量最小的鹽湖，折合碳酸鋰儲量僅為247萬噸，但鋰資源品位較高，鋰濃度為850mg/L，鎂鋰比為40。開發(fā)商&產(chǎn)能產(chǎn)量：東臺吉乃爾鹽湖唯一開發(fā)企業(yè)是青海東臺吉乃爾鋰資源股份有限公司（青海鋰資源），于2018年11月取得采礦許可證，股東為青海泰豐先行鋰能科技有限公司、西部礦業(yè)集團(tuán)公司、青海聯(lián)宇鉀肥有限公司和青海省國資委，青海鋰資源持有青海鋰業(yè)74.54%股權(quán)。青海鋰資源和青海鋰業(yè)分別擁有1萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能，青海鋰資源規(guī)劃1萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能?？傮w來看，東臺吉乃爾鹽湖目前有2萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能。技術(shù)路線：青海鋰資源和青海鋰業(yè)采用電滲析法提鋰，該法可用于鋰含量較高的鹵水。西臺吉乃爾鹽湖：固液共存的硫酸鹽型鹽湖資源稟賦：西臺吉乃爾位于柴達(dá)木盆地中部，屬硫酸型鹽湖，固液共存，主要以液體礦為主。鋰資源儲量豐富，折合碳酸鋰儲量268萬噸。相比東臺吉乃爾濃度相對較低，鋰濃度為220mg/L，鎂鋰比較高達(dá)59。開發(fā)商&產(chǎn)能產(chǎn)量：西臺吉乃爾鹽湖開發(fā)企業(yè)為青海中信國安鋰業(yè)發(fā)展有限公司和青海恒信融鋰業(yè)，中信國安現(xiàn)擁有1萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能，規(guī)劃產(chǎn)能2萬噸/年，青海恒信融擁有2萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能，但只有西臺吉乃爾鹽湖探礦權(quán)，目前主要購買中信國安的鹵水用于生產(chǎn)。目前西臺吉乃爾鹽湖共有3萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能，遠(yuǎn)期規(guī)劃碳酸鋰產(chǎn)能共5萬噸/年。技術(shù)路線：中信國安主要采用煅燒法提鋰，但由于煅燒法高耗能高污染，導(dǎo)致實(shí)際產(chǎn)量較低；恒信融使用納濾膜法提鋰，相比煅燒法工藝更加簡單且環(huán)保。一里坪鹽湖：富鋰特色干鹽湖資源稟賦：一里坪鹽湖位于西臺吉乃爾湖西北，地處柴達(dá)木盆地中部，湖區(qū)面積360平方千米，屬干鹽湖。鋰資源儲量折合碳酸鋰157萬噸，鋰濃度為210mg/L，鎂鋰比63.7，分離難度較高。開發(fā)商&產(chǎn)能產(chǎn)量：一里坪鹽湖開發(fā)企業(yè)為五礦集團(tuán)控股子公司五礦鹽湖，贛鋒鋰業(yè)通過收購伊犁鴻大獲得五礦鹽湖49%股權(quán)。五礦鹽湖現(xiàn)擁有1萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能，遠(yuǎn)期規(guī)劃碳酸鋰產(chǎn)能共2萬噸/年。技術(shù)路線：五礦鹽湖主要采用納濾膜分離技術(shù)，2018年與上市公司久吾高科合作，訂購10000噸/年鎂鋰分離裝置，后與藍(lán)曉科技合作訂購1000噸碳酸鋰吸附劑及分離成套裝置，提高對鹵水的預(yù)處理能力。大柴旦鹽湖：鹽類沉積和鹽湖鹵水并存的鹽湖資源稟賦：大柴旦鹽湖位于柴達(dá)木盆地東北邊緣的大柴旦盆地中，屬鹽類沉積和鹽湖鹵水并存的鹽湖，是我國著名的硼酸鹽鹽湖沉積區(qū)，鹽湖面積240平方千米，鋰資源折合碳酸鋰儲量161萬噸，鋰濃度160mg/L，鎂鋰比133.8:1，開發(fā)難度大。開發(fā)商&產(chǎn)能產(chǎn)量：大柴旦鹽湖開發(fā)企業(yè)為青海柴達(dá)木興華鋰鹽有限公司，控股股東為大柴旦大華化工有限公司，持股比例51%。目前興華鋰鹽擁有1萬噸/年高純氯化鋰產(chǎn)能，2020年生產(chǎn)氯化鋰374噸、碳酸鋰149噸。技術(shù)路線：興華鋰鹽采用串級萃取法提鋰，將箱式串級萃取槽應(yīng)用于工業(yè)化提鋰行業(yè)，有效破解了從高鎂鋰比鹽湖中提取高純氯化鋰的世界性難題。巴倫馬海鹽湖：資源種類豐富資源稟賦：巴侖馬海鉀鹽礦位于青海省柴達(dá)木盆地北部，富含鋰、鉀、硼、鎂等多種資源，開采權(quán)內(nèi)設(shè)計(jì)可利用氯化鋰給水度資源儲量163.49萬噸，設(shè)計(jì)可采氯化鋰儲量130.79萬噸，折合碳酸鋰當(dāng)量113.84萬噸，氯化鋰品位平均值為168.87mg/L。開發(fā)商&產(chǎn)能產(chǎn)量：巴倫馬海鹽湖開發(fā)企業(yè)為錦泰鋰業(yè)，股東錦泰鉀肥擁有巴倫馬海湖礦區(qū)采礦許可證（礦區(qū)面積197.9579平方公里）和礦產(chǎn)資源勘查許可證（礦區(qū)面積274.89平方公里）。目前錦泰鋰業(yè)擁有0.7萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能，遠(yuǎn)期規(guī)劃2-3萬噸/年碳酸鋰產(chǎn)能。技術(shù)路線：錦泰鋰業(yè)采用“萃取+吸附+膜”法提鋰技術(shù)路線。吸附法主要由藍(lán)曉科技負(fù)責(zé)提供吸附劑和產(chǎn)線運(yùn)營，技術(shù)方案與藏格鋰業(yè)相似。客戶包括贛鋒鋰業(yè)等。2.2西藏鹽湖——資源稟賦好、潛力大扎布耶鹽湖：中國鎂鋰比最低的碳酸鹽型鹽湖資源稟賦：扎布耶鹽湖位于日喀則地區(qū)仲巴縣隆格爾區(qū)仁多鄉(xiāng)境內(nèi)，是富含鋰、硼、鉀固、液并存的特種綜合性大型鹽湖礦床。鋰資源儲量折碳酸鋰儲量183萬噸，鋰濃度970mg/L，僅次于智利阿塔卡瑪鹽湖，鎂鋰比0.01，是國內(nèi)鎂鋰比最低的碳酸鹽型鹽湖，資源稟賦極佳。開發(fā)商&產(chǎn)能產(chǎn)量：扎布耶鹽湖目前開發(fā)企業(yè)為西藏礦業(yè)，其擁有獨(dú)家開采權(quán)。西藏礦業(yè)實(shí)際控制人為國務(wù)院國資委，中國寶武及其一致行動人間接持有公司22.3%股份。目前西藏礦業(yè)擁有5000噸/年鋰精礦產(chǎn)能，但由于西藏高原自然環(huán)境惡劣、基礎(chǔ)設(shè)施差等因素，其實(shí)際產(chǎn)量無法達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。技術(shù)路線：由于扎布耶鹽湖的鹵水接近碳酸鋰飽和點(diǎn)，易于形成碳酸鋰沉積，西藏礦業(yè)采用鹽梯度太陽池結(jié)晶法提鋰，最終得到鋰鹽精礦。龍木錯(cuò)鹽湖和結(jié)則茶卡鹽湖：后續(xù)有待開發(fā)資源稟賦：龍木錯(cuò)鹽湖和結(jié)則茶卡鹽湖均位于西藏阿里地區(qū)日土縣東汝鄉(xiāng)。其中龍木錯(cuò)鹽湖為氯化物型鹽湖，鹵水面積100.9平方千米，鋰資源折合碳酸鋰儲量187萬噸，鋰濃度120mg/L，鎂鋰比74。結(jié)則茶卡鹽湖鹵水面積113.1平方千米，屬碳酸鹽型鹽湖，鋰資源折合碳酸鋰儲量200萬噸，鋰濃度200mg/L，鎂鋰比1.15。開發(fā)商&產(chǎn)能產(chǎn)量：擁有龍木錯(cuò)鹽湖和結(jié)則茶卡鹽湖開采權(quán)企業(yè)為西藏城市發(fā)展投資股份有限公司，結(jié)則茶卡鹽湖采礦許可證已于2021年4月續(xù)期10年，龍木錯(cuò)鹽湖采礦許可證于2021年6月到期，續(xù)期工作尚在辦理中。目前兩湖暫未進(jìn)行開采。技術(shù)路線：根據(jù)西藏城投公告，公司正在推進(jìn)龍木錯(cuò)鹽湖鋁系粉體吸附法和結(jié)則茶卡鹽湖預(yù)濃縮鹵水萃取提鋰法的中試工作。三、國內(nèi)鹽湖提鋰技術(shù)百花齊放由于鹵水中鋰與多種元素共存，現(xiàn)有提鋰工藝均為“先鉀后鋰”，減少雜質(zhì)離子的干擾，在去鈉、去鉀的老鹵中有效進(jìn)行鎂鋰分離，繼而生產(chǎn)出鋰鹽產(chǎn)品。前端的鹽田技術(shù)和后端的碳酸鋰的沉淀技術(shù)相差不大，差異化是中間的鎂鋰分離技術(shù)。3.1低鎂鋰比鹽湖提鋰以沉淀法和太陽池法為主不同鹽湖的稟賦對應(yīng)不同的提鋰技術(shù)路線，海外鹽湖鎂鋰比較低，攤曬條件優(yōu)越并且礦區(qū)周邊電力及運(yùn)輸?shù)扰涮自O(shè)備齊全，因此多以鹽田濃縮沉淀法為主，包括Atacama、Olaroz等鹽湖均采用該技術(shù)。我國西藏扎布耶鹽湖鎂鋰比僅為0.01，根據(jù)自然環(huán)境條件，主要采用鹽梯度太陽池提鋰技術(shù)。沉淀法：海外低鎂鋰比鹽湖原理：沉淀法是指通過化學(xué)反應(yīng)將目標(biāo)離子轉(zhuǎn)化為難溶物以沉淀的形式從溶液中分離出來。常見方法是將鹵水自然蒸發(fā)使鋰含量濃縮至一定濃度，然后經(jīng)酸化或萃取除硼堯除鈣鎂離子，最后加入純堿使鋰以Li2CO3的形式沉淀出來。根據(jù)沉淀離子的不同沉淀方式大概可分為兩類：伴生離子（鎂離子、鈣離子、硼和硫酸根等）沉淀提鋰工藝和鋰目標(biāo)離子鋁鹽沉淀提鋰工藝。前者是利用共沉淀法除去其他金屬離子，后者是僅沉淀Li+，其中以碳酸鹽沉淀法和鋁鹽沉淀法為主。優(yōu)劣勢：沉淀法是鹵水提鋰工業(yè)中使用較早、工藝較為成熟的方法。其中碳酸鹽沉淀法是現(xiàn)階段較為成熟的工藝，已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。但是其弊端也日益突出，如工藝流程長導(dǎo)致工藝步驟繁瑣、溶劑耗損量較多導(dǎo)致成本突增、供不應(yīng)求等問題都急需改進(jìn)。鹽梯度太陽池法：西藏扎布耶鹽湖原理：以扎布耶鹽湖為代表的碳酸型鹽湖由于鹵水已接近或達(dá)到碳酸鋰的飽和點(diǎn)，易于形成不同形式的天然碳酸鋰的沉積，擁有扎布耶鹽湖的獨(dú)家開采權(quán)的西藏礦業(yè)使用鹽梯度太陽池法來進(jìn)行鹽湖提鋰。先以扎布耶鹵水為原料，利用自然界太陽能及冷源在預(yù)曬池、曬池中進(jìn)行冷凝、蒸發(fā)，析出各種副產(chǎn)品，并提高鹵水中Li+濃度，所得富鋰鹵水在結(jié)晶池吸收太陽能使鹵水增溫后，逐漸使Li2CO3結(jié)晶析出，結(jié)晶產(chǎn)物經(jīng)干燥、包裝即得到50%-70%純度的鋰精礦。優(yōu)劣勢：優(yōu)勢是能夠充分利用高原地區(qū)豐富的太陽能資源，能耗比較低，生產(chǎn)周期較一般鹽田濃縮沉淀法較短，且無需大規(guī)模建設(shè)鹽田，生產(chǎn)成本比較低。不足是建設(shè)成本比較高，不能一次生產(chǎn)電池級碳酸鋰。3.2高鎂鋰比鹽湖提鋰六大技術(shù)路線國內(nèi)鹽湖除了西藏扎布耶鹽湖外，鎂鋰普遍比較高，鹵水中鎂和鋰在元素周期表中為對角線，化學(xué)性質(zhì)非常相似，導(dǎo)致鎂鋰分離非常困難。國內(nèi)高鎂鋰比鹽湖提鋰技術(shù)主要有：吸附法、萃取法、膜法（納濾膜、電滲析）、煅燒浸取法、電化學(xué)法和新發(fā)展的反應(yīng)/分離耦合法。吸附法：青海察爾汗鹽湖原理：離子交換吸附法提鋰工藝因?yàn)殇囄絼︿囋赜休^高的吸附性將鋰離子吸附，然后再加入高純水將鋰離子洗脫，將鹽湖鹵水中的鎂鋰比從500:1降到5:1，甚至更低。該方法的關(guān)鍵在于發(fā)展性能優(yōu)異的吸附劑，從最初的有機(jī)吸附劑到無機(jī)離子交換劑，吸附法已實(shí)現(xiàn)從稀溶液中提鋰。現(xiàn)階段吸附劑主要分錳系、鈦系離子篩和鋁系吸附劑，鋁系吸附劑是目前我國青海鹽湖唯一大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的吸附劑。錳系離子篩：通過將鋰離子引入錳化合物中，熱處理形成尖晶石結(jié)構(gòu)，再利用酸處理用質(zhì)子置換Li+，在不改變晶體結(jié)構(gòu)的情況下，形成錳系鋰離子篩。鈦系離子篩：鋰鈦氧化物(LTOs)離子篩對鋰具有較高的選擇性，該吸附劑可在其晶體結(jié)構(gòu)無重大變化的條件下，實(shí)現(xiàn)鋰離子的插層和脫出，而鹽水中存在的其他離子如Na+、K+和Ca2+，由于半徑較大，不被吸附，鈦系離子篩的離子選擇性順序?yàn)長i+?Na+>Mg2+>Ca2+>K+。LTOs如Li2TiO3和Li4Ti5O12可通過鋰鹽處理商業(yè)二氧化鈦來合成，在洗脫鋰時(shí)表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。鋁系吸附劑：一般化學(xué)式為LiCl·2Al(OH)3·nH2O，是將LiCl插入Al(OH)3中形成鋰鋁復(fù)合金屬氫氧化物(LiAl-LDH)而產(chǎn)生的一種有序空位型層狀結(jié)構(gòu)。位于察爾汗鹽湖的藍(lán)科鋰業(yè)公司采用吸附+膜法（納濾+反滲透）+化學(xué)沉鋰技術(shù)路線，開發(fā)新型吸附劑合成方法，引入價(jià)格低廉的其他材料，通過對制備工藝的優(yōu)化，制造成本降低約50%。優(yōu)劣勢：優(yōu)勢是吸附技術(shù)可用于低濃度的鹵水提鋰；不會用到大量的酸性試劑，生產(chǎn)效率高，無環(huán)境污染，工藝成熟可靠。不足是鋁系吸附劑吸附容量非常小，理論可達(dá)7mg/g，實(shí)際2mg/g，需要投入建設(shè)大量的吸附裝置吸附塔；會用到大量的淡水，建設(shè)和折舊成本高。萃取法：大柴旦鹽湖原理：采用相似相溶原理，將鹵水和特定有機(jī)溶劑混合，在物理或化學(xué)反應(yīng)作用下萃取所需組分，再反萃取。常用于鹽湖鹵水提鋰的醇、酮類萃取劑主要有丙醇、丁醇、苯甲酰三氟丙酮（HBTA）、甲基異丁基酮（MIBK）、環(huán)己酮等，其分子結(jié)構(gòu)中都含有羥基或羰基等Li+配位基團(tuán)。優(yōu)劣勢：液-液萃取技術(shù)具有工藝簡單、操作條件易于控制、成本較低、萃取效率和選擇性高的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是青海鹽湖鹵水提鋰技術(shù)中在離子選擇性及鋰收率上最為突出的一種方法，但是有機(jī)萃取劑的環(huán)境問題以及對萃取設(shè)備的較高要求，在一定程度上制約了該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。膜法：一種具有較高分離效率的新興技術(shù)，且膜過程已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；B續(xù)運(yùn)行以及自動化控制，在鹽湖鹵水鋰資源提取領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)驅(qū)動力不同，膜法提鋰技術(shù)主要分為納濾法（壓力驅(qū)動）與離子選擇性電滲析法（電位驅(qū)動）。納濾膜法：西臺吉乃爾鹽湖、一里坪鹽湖原理：使用納濾膜截留二價(jià)及以上的金屬陽離子，一價(jià)的Li+和Na+可以通過，就可以將提鉀老鹵中的Li+和Mg2+分離。納濾膜法適用于鎂鋰比低于30的鹽湖鹵水，在鎂鋰比大于或等于30的鹽湖中需要將納濾膜法與吸附法或電滲析技術(shù)相結(jié)合。優(yōu)劣勢：優(yōu)勢是利用物理原理，所用試劑較少，對整個(gè)環(huán)境友好。不足是膜通量比較低；膜最前端的一些重金屬或者一些容易沉淀的二價(jià)離子的濃度需要降到很低，以免產(chǎn)生沉淀對膜進(jìn)行堵塞，對膜的處理會有很大的影響；膜分離的步驟還需要很多稀釋過程，整個(gè)過程比較復(fù)雜。電滲析法：東臺吉乃爾鹽湖原理：使用交替放置的陽離子和陰離子交換膜，陽離子在電場作用下通過陽離子交換膜，而陰離子通過陰離子交換膜遷移到電極上，單價(jià)陽離子通過單價(jià)選擇性陽離子交換膜遷移到濃縮室，而二價(jià)陽離子被阻擋，留在脫鹽室，從而達(dá)到鎂鋰分離的目的。此外，相比于傳統(tǒng)電滲析，雙極膜電滲析和膜電容去離子系統(tǒng)在工藝和功能上有了較大改進(jìn)，因此受到了關(guān)注。近年來，許多膜材料相繼被開發(fā)并用于鹽湖鹵水鋰的分離與提取，具有高選擇性、低能耗和良好循環(huán)性能的膜材料是膜過程工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵。優(yōu)劣勢：優(yōu)勢是用電來驅(qū)動膜進(jìn)行鎂鋰分離，整個(gè)能耗比較低；化學(xué)試劑的流量相對比較低，所以成本也比較低，環(huán)境相對友好。不足是膜依賴進(jìn)口，國產(chǎn)膜壽命和效果差一些；膜通量比較低，通過的鋰離子溶液濃度比較低，所以整個(gè)過程中還需要稀釋和濃縮重復(fù)進(jìn)行，比較復(fù)雜。煅燒浸取法：西臺吉乃爾鹽湖原理：利用含鋰氧化鎂中的氧化鎂和碳酸鋰鎂不溶于水，用水浸取氧化鎂可以達(dá)到鋰鎂分離的目的。將鹽田老鹵經(jīng)過酸化制取硼酸后濃縮得到四水氯化鎂，經(jīng)過噴霧干燥后得脫水得到二水氯化鎂，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯在700-900℃高溫下煅燒脫水得到無水含鋰氧化鎂等混合物，此時(shí)加入高純水可浸取鋰，再除去鈣、鎂等雜質(zhì)離子。煅燒浸取法鹽湖提鋰工藝整體收率為90%左右，浸取工藝后進(jìn)行固液分離得到粗制氧化鎂，再進(jìn)一步精制后可以得到氧化鎂副產(chǎn)品。優(yōu)劣勢：煅燒浸取法提鋰工藝從化學(xué)原理上是可行的，也是最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)路線之一，但該工藝因技術(shù)路線原因?qū)υO(shè)備要求較高，普通的設(shè)備材質(zhì)不能滿足其要求，導(dǎo)致投資成本過高。且煅燒工藝需消耗較大的熱量，能源消耗大，產(chǎn)生有毒有害尾氣，污染環(huán)境嚴(yán)重。電化學(xué)法：尚未規(guī)模化生產(chǎn)原理：利用鋰離子電池中的Li插層/脫層原理，工作電極作為鋰捕獲材料先從鹽水中捕獲Li+，再將其釋放到溶液中回收。在電化學(xué)作用下可避免脫鋰過程用酸洗脫材料，從而減少了材料溶損，增強(qiáng)了循環(huán)性能，是一種低能耗、高效率的提鋰技術(shù)。在電化學(xué)方法中，要求鋰捕獲材料具有優(yōu)良的選擇性、高的鋰容量和長期穩(wěn)定性。優(yōu)劣勢：使用電化學(xué)方法提取鋰的過程簡單、連續(xù)性好，回收過程不用添加其他化學(xué)試劑，幾乎不引入雜質(zhì)，產(chǎn)品的純度和回收率高。但電極上的化學(xué)反應(yīng)需避免副反應(yīng)，對電解液組成要求較高，系統(tǒng)需要進(jìn)一步優(yōu)化，目前尚未規(guī)?；a(chǎn)。反應(yīng)/分離耦合技術(shù)：新技術(shù)探索方向原理：依據(jù)層狀復(fù)合金屬氫氧化物（LDHs）的晶格選擇性與離子識別科學(xué)原理，在鎂鋰分離、提取鋰的同時(shí)聯(lián)產(chǎn)鎂基功能材料，例如：MgAl-LDHs。MgAl-LDHs層板由MgO6和AlO6八面體交替排列組成，當(dāng)鎂離子和鋰離子在溶液里同時(shí)存在時(shí)，Mg2+會形成穩(wěn)定的金屬-氧八面體結(jié)構(gòu)即MgO6，而Li+不能形成八面體結(jié)構(gòu)，即不能進(jìn)入LDHs的層板，使得MgAl-LDHs對Mg2+具有晶格選擇性。因此，鹵水中的Mg2+與外加Al3+在堿作用下反應(yīng)，形成MgAl-LDHs固體，鎂離子選擇性進(jìn)入固相形成MgAl-LDHs，而鋰離子仍保留在液相，實(shí)現(xiàn)鎂鋰高效分離。優(yōu)劣勢：能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)和物理分離，其主要特點(diǎn)是：在反應(yīng)過程中分離出具有抑制作用的產(chǎn)物，可提高總收率和處理能力；在反應(yīng)過程中消除不良物質(zhì)，從而保持較高的反應(yīng)速率；反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量促進(jìn)分離過程，從而降低能耗；簡化后續(xù)分離過程，從而降低生產(chǎn)成本。反應(yīng)/分離耦合技術(shù)打通了從鹽湖鹵水鋰資源提取到鋰鹽富集的整個(gè)技術(shù)鏈條，通過鋰回收和吸附反應(yīng)中晶相的改變實(shí)現(xiàn)了循環(huán)過程，反應(yīng)條件溫和，是鹽湖鋰資源提取利用新工藝的有益探索。該技術(shù)已在青海察爾汗鹽湖提鋰項(xiàng)目中完成中試，為后續(xù)我國青海其他鹽湖及西藏鹽湖提鋰提供了新的技術(shù)方向。四、國內(nèi)鹽湖現(xiàn)階段面臨的問題4.1前期投資額大、產(chǎn)能爬坡時(shí)間長鹽湖提鋰產(chǎn)線多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，產(chǎn)線的初期土建及公輔設(shè)施投入高，對企業(yè)的投產(chǎn)積極性造成明顯壓制。早期鹽湖提鋰產(chǎn)線由于技術(shù)路線和資源稟賦差異，投資水平差異較大，平均單噸投資額超過8萬元/噸，鹽湖股份產(chǎn)線甚至超過15萬元/噸。具體來看，國內(nèi)鹽湖項(xiàng)目進(jìn)展與產(chǎn)能爬坡時(shí)間長，保守估計(jì)產(chǎn)能釋放最少要2-3年的周期，投資額與取決于技術(shù)路徑和鹽湖的自動化程度，以青海鹽湖為例：根據(jù)公告，2007年起鹽湖股份開始投資建設(shè)“1萬噸工業(yè)級碳酸鋰項(xiàng)目”；2009年藍(lán)科鋰業(yè)合計(jì)投資達(dá)到5.05億元，但吸附劑制造成本和破碎率過高導(dǎo)致項(xiàng)目暫停；2010年，藍(lán)科鋰業(yè)引入俄羅斯的吸附劑技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鹵水提鋰技術(shù)的突破，項(xiàng)目重啟建設(shè)；2016年3月，公司與啟迪清源公司合作建設(shè)膜法鎂鋰分離一期項(xiàng)目并在10月全部投入試運(yùn)行；2018年6月公司開始推進(jìn)建設(shè)“5萬噸電池級碳酸鋰項(xiàng)目”，藍(lán)科鋰業(yè)建設(shè)2萬噸/年電池級碳酸鋰項(xiàng)目，投資額31.3億元，單噸投資額15.7萬元，鹽湖比亞迪建設(shè)3萬噸/年電池級碳酸鋰項(xiàng)目，投資額48.5億元，單噸投資額16.2萬元。2021年4月，藍(lán)科鋰業(yè)新增的2萬噸/年電池級碳酸鋰項(xiàng)目開始試車生產(chǎn)。根據(jù)公告，藏格控股于2017年進(jìn)軍新能源領(lǐng)域，規(guī)劃2萬噸碳酸鋰項(xiàng)目，投資額11億元，單噸投資額5.5萬元，并于2017年9月確定在察爾汗鹽湖先期建設(shè)年產(chǎn)1萬噸碳酸鋰的一期工程；2018年12月1萬噸電池級碳酸鋰項(xiàng)目順利試車投產(chǎn)。2019年和2020年公司分別生產(chǎn)電池級碳酸鋰1828噸和4430噸，2020年銷售2013噸。2021年第一季度公司碳酸鋰銷量約3200噸，2021年的經(jīng)營目標(biāo)是生產(chǎn)、銷售電池級碳酸鋰1萬噸，即項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)滿產(chǎn)滿銷。根據(jù)官網(wǎng)，2015年7月，恒信融鋰業(yè)開始建設(shè)年產(chǎn)2萬噸碳酸鋰項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資為6.6億元。2017年10月，該項(xiàng)目投料試車成功并于2017年11月正式投產(chǎn)。2019年5月，公司宣布年產(chǎn)6000噸