【矿业澳洲点评】锂是一种对国民经济及国防安全具有重要战略意义的能源金属。随着锂在新能源、新材料等领域应用的快速发展，锂作为战略性矿产的重要地位日益凸显。本文概述了全球锂矿的矿床类型和资源分布，对比了主要国家锂矿的地质特征，分析了主要锂矿生产国锂资源开发利用形势，指出盐湖型锂矿是未来全球锂矿开发的主要类型，也是中国未来锂资源开发的首选，提出加大盐湖提锂技术科技攻关，综合开发盐湖资源等4条对策建议。
《全球锂资源开发利用形势分析及启示》
锂被称为“推动世界前进的重要元素”，近年来，在电动汽车、储能、受控热核反应等领域应用愈加广泛。随着全球对清洁能源需求的高涨，锂战略地位凸显，锂供应安全，已被锂资源短缺的工业化国家列为战略资源安全保障范围，寻求多元化的供应渠道已是普遍的策略选择(高峰等，2011)。由新能源产业带动，中国锂资源的消费逐年递增，但目前国内盐湖锂矿和矿石锂矿的开发均难以满足消费需求，在当前形势下，对全球锂资源的分布及开发利用形势进行分析研究，对于中国锂资源开发战略具有重要意义。
【1 全球锂资源分布】
【1.1 全球锂矿床类型及分布】
锂在自然界中丰度较大，在卤水中以离子态存在，在岩石中以化合物形式存在。目前已发现的锂矿物及含锂矿物有150多种，主要赋锂矿物有磷锂铝石、锂辉石、透锂长石和锂云母。
前人研究中多将锂矿床划分为盐湖型和硬岩型(hardrock)，或者盐湖型和伟晶岩型。Evans(2008)将其细分为大陆盐湖型、伟晶岩型、地热卤水型，油田卤水和富锂黏土型五种。目前开发的主要类型大陆盐湖型(以下简称盐湖型)约占58%，伟晶岩型约占26%。
盐湖型锂矿是目前锂资源开发利用的最主要的类型。矿床中锂主要来源于周围岩浆热液流体和火山喷发物，故常分布在新生代地质活动较活跃的构造区域，如大陆边缘弧后盆地、断裂带扩张克拉通盆地等。从地理位置上看，全球盐湖锂矿床主要分布于南美洲的安第斯高原、美国西南部和中国青藏高原。并且盐湖中多含钾、镁、溴、硼等多种有用元素，具有重要的综合利用价值。
花岗伟晶岩型锂矿是早期矿石提锂的主要类型，一般产出于交代伟晶岩矿脉中，并且大多具有明显的分带性。该类锂矿床分布广泛，主要产出于构造穹窿区和增生大陆边缘非造山环境，代表性矿床如澳大利亚的Greenbushes锂矿床和中国的甲基卡锂铍矿床。
沉积型锂矿床主要产于渐新世—中新世的沉积盆地中，矿床主要以黏土岩类或沉积盆地中的冲击层、沼泽相、湖泊相以及组合相的形式产出(王秋舒等，2015)，目前勘查程度较低。富锂黏土型锂矿主要分布在美国内华达州的Kings Valley和墨西哥中南部高原山谷。此外，近几年在塞尔维亚的Jadar盆地新发现了另一类超大型沉积型锂硼矿床，其特有的赋锂矿物为羟硼硅纳锂石(赵元艺等，2015)。
油田卤水矿床和地热卤水锂矿分布则比较局限。目前已发现的油田卤水矿床有美国德克萨斯州的Smackover矿床，地热卤水锂矿床分布在美国加利福尼亚南部的希尔斯地区。这两种矿床全球资源潜力目前难以评价，受制于勘探技术与勘查工作的进展，但无疑将成为未来锂矿床的勘查热点。
早期一些学者认为海水可作为锂的潜在资源。Vikstrom等(2013)综合前人研究，从技术和成本两方面论证，认为海水提锂在实际应用中至少未来几十年内不可行。由于迄今未有任何公开发表的关于海水提锂的进展内容，在此本文不作深入讨论。
【1.2 全球锂矿资源储量分布】
全球锂资源总量丰富，但分布不均，主要分布在南美洲、北美洲、亚洲、大洋洲以及非洲。据美国地质调查局(USGS)，2014年全球锂矿储量约为1350万吨 (Li，储量及资源量单位同此)，已探明资源量约为3950万吨(图1，图2)，主要分布在智利、中国、阿根廷、澳大利亚、玻利维亚等国。南美地区盐湖锂资源约占全球已探明资源量的58%。
【2 主要国家锂矿地质特征】
【2.1 智利】
智利是世界锂矿储量最大的国家，锂资源主要集中在北部Atacama盐湖。Atacama盐湖是世界第二大干盐湖，位于智利安托法加斯塔省，此盐湖处于海岸山脉和安底斯山脉之间新生代断陷盆地(Atacama)之中，属后弧挤压盆地大陆型盐湖，海拔2300m，年蒸发量高达3600mm。Atacama盐湖属于硫酸镁亚型盐湖，平均锂含量约0.15%(锂质量分数，下同)，拥有锂储量约370万吨，资源量约600万吨，并富含硼和钾。
【2.2 阿根廷】
阿根廷是世界上盐湖锂资源较丰富的国家，锂资源主要分布在西北部普纳高原的盐湖区。代表性盐湖有Hombre Muerto、Rincon和Olaroz盐湖等。普纳高原是沿安第斯聚合边缘造山带的最高部分，包含众多封闭盆地。富锂盐湖属硫酸型，镁锂比值低，同时伴生钾和硼等，开发条件优越。其中Hombre Muerto盐湖平均锂含量0.06%，拥有锂资源量约80万吨。
【2.3 玻利维亚】
玻利维亚富锂盐湖较多，并拥有世界第一大盐湖锂矿床Uyuni盐湖，与安第斯科迪勒拉其它盐湖群同属于后弧挤压盆地大陆型盐湖。Uyuni盐湖位于玻利维亚高原，海拔3653m，年蒸发量是降雨量的15倍。该盐湖为硫酸型盐湖，镁锂比较高，平均锂含量0.05%，锂资源量高达1020万吨。
【2.4 中国】
中国盐湖锂矿主要集中在青海柴达木盆地和青藏高原，花岗伟晶岩型锂矿主要集中在新疆和四川，碱性长石花岗岩型锂矿床主要分布在江西。青藏高原分布有盐湖锂矿床80多个，锂矿床多以碳酸盐型为主，已查明资源储量约占全国总储量的18.8%(宋彭生和项仁杰，2014)，重要矿床有扎布耶盐湖、当雄措盐湖等。西藏扎布耶盐湖拥有锂资源量153万吨(宋彭生等，2014)，其锂含量1413mg/L(南湖晶间卤水)，镁锂比低至0.003(郑绵平和刘喜方，2010)，是世界上唯一的低镁锂比碳酸盐型富锂盐湖。
柴达木盆地的盐湖型锂储量约占全国总储量的48.5%，重要矿床有一里坪盐湖、西台吉乃尔盐湖和东台吉乃尔盐湖，多为硫酸型。西台吉乃尔盐湖原勘探报告提交的LiCl储量达300万吨以上(宋彭生和项仁杰，2014)，其锂含量201.5mg/L，镁锂比高达67.4，属于硫酸镁亚型盐湖(郑绵平和刘喜方，2010)。
花岗伟晶岩型锂矿主要分布在新疆阿尔泰成矿带、川西松潘—甘孜成矿带，典型矿床有新疆可可托海锂铍铌钽矿床、川西甲基卡锂铍矿床。川西甲基卡锂铍矿床已探明锂储量20.4万吨(Li)，矿石中锂平均品位为1.2%(Li2O)，铍平均品位0.043%(BeO)。碱性长石花岗岩型矿床主要位在华南地区，典型矿床有江西宜春钽铌锂矿床。宜春钽铌锂矿床拥有锂资源量32.5万吨，矿石中锂平均品位为0.886%(Li2O)，钽平均品位为0.0141%(Ta2O5)，铌平均品位为0.0091%(Nb2O5)，是一个锂、铌、钽等多稀有元素金属矿床。此外，四川邛崃、湖北江汉等地的油气田卤水中的锂含量都超过单独开采品位，但目前尚未规模化开发。
【2.5 澳大利亚】
澳大利亚拥有全球储量最大、品质最好的伟晶岩型锂矿床(Greenbushes)，矿石类型主要为锂辉石。矿床赋存在一条南北向的伟晶岩带中，该伟晶岩又侵入在一个巨大的花岗岩体中。2012年公布的剩余可采储量31.4百万吨，平均品位1.45%。
【3 主要国家锂资源开发利用形势】
【3.1 智利】
智利是全球锂矿第一生产大国，2014年产量约占全球的39%。其锂矿开采主要来自Atacama盐湖，目前由SQM公司(智利化学品公司)和Rockwood公司控制。SQM公司目前是全球最大的盐湖锂生产商，碳酸锂产能达53100吨/年。该公司主营钾肥(硝酸钾)，以生产氯化钾时的副产品氯化锂来提取碳酸锂和氢氧化锂，分担了成本。2011年以来，加拿大、韩国、澳大利亚等国分别进入地区进行勘查活动，其中以Talision公司的Salares7项目初步勘查结果较为理想。
【3.2 阿根廷】
阿根廷是全球盐湖锂主要生产国之一，2014年产量约占全球的9%。其锂矿开采主要来自Hombre Muerto盐湖，另有Rincon和Olaroz盐湖(唐尧，2014)。Hombre Muerto盐湖目前由FMC公司开采，2013年第三季度碳酸锂产能达到32000吨/年。FMC公司是一家多元化化学品公司，主营农业化学、特殊化学、工业化学三个方面的产品，采用自主研发的选择性净化吸附法提锂，具有生产成本低、效率高等优点，是当前全球三大锂产品供应商之一。Rincon盐湖归Rincon公司所有，2012年投产，碳酸锂产能10000吨/年。Olaroz盐湖于2014年第三季度投产，碳酸锂产能17500吨/年。阿根廷锂矿资源潜力巨大，是目前全球锂矿勘查最热点地区。美国、加拿大、德国、澳大利亚等国纷纷进入该国，锂资源争夺愈加激烈，但总体上大部分项目尚处于勘查阶段。
【3.3 玻利维亚】
目前玻利维亚严格控制Uyuni盐湖锂矿开采，只允许外国公司以科学顾问的形式协助研究，只能参与最后产品的生产阶段，目前其境内的项目均处于前期勘查阶段。中国、日本、法国、韩国等各国竞标参与Uyuni盐湖锂矿项目开发，但玻利维亚政府还未公布最终合作人选。
【3.4 中国】
中国锂资源以盐湖型为主，但限于技术和成本各方面原因，目前依然主要从矿石中提锂，且大量进口锂矿石。花岗伟晶岩型锂矿是目前我国锂矿生产的主要类型。四川甲基卡锂矿床是我国最大的伟晶岩型锂辉石矿床，已探明锂储量居亚洲之首。该矿由路翔股份子公司融达锂业和天齐锂业所有，目前整体处于储量评估阶段，仅天齐锂业雅江措拉矿区采选项目一期项目锂精矿产能达10万吨/年(折合碳酸锂约1.3万吨)，2014年下半年投产，二期工程产能规划仍为锂精矿10万吨/年。
江西宜春锂矿床，锂品位低，提锂成本高，尚未大规模开采，但其副产品铌、钽等受益高，综合开发前景好。目前该矿床正在由江特电机和众和股份等操作，进行提锂技术试验，计划碳酸锂产能18000吨/年。
盐湖锂矿主要开发项目有青海西台吉乃尔盐湖和西藏扎布耶盐湖。西台吉乃尔盐湖锂矿目前由中信国安科技发展有限公司(CITIC)进行开发，近年来在持续增产扩建，目前其碳酸锂产能达到10000吨/年，远期规划目标碳酸锂产能35000吨/年。扎布耶盐湖由西藏扎布耶锂业高科技有限公司开发，2013年锂产品产量约4000吨，二期工程将实现硼、钾、锂综合开发，碳酸锂产能达18000吨/年，预计2017年投产。受技术和管理等因素制约，该项目进展不如预期。
【3.5 澳大利亚】
Greenbushes矿床目前由Talision公司勘查开发，2012年锂辉石产量53000吨(碳酸锂当量)。2013年中国天齐锂业完成对Talision公司的收购，目前与美国Rookwood公司分别控股51%、49%。
【4 盐湖提锂成为全球未来锂矿开发必然趋势】
【4.1 盐湖型锂矿储量、资源量在各类型锂矿中占绝对优势】
就储量而言，据美国地质调查局，2009年以来，盐湖型锂矿储量(以智利和阿根廷两国储量估算)约占全球锂储量的60%以上(图3)。未来随着玻利维亚、中国盐湖进一步勘查开发，资源量向储量的递进转化，全球盐湖型锂矿储量占比还有上升趋势。从资源量上讲，2014年，仅玻利维亚、智利和阿根廷三国的盐湖型锂矿资源量就占全球锂矿资源量的58%。虽然近年来玻利维亚的Jadar盆地沉积型锂矿取得一定的勘查进展，目前推断的锂资源量为2.06百万吨(Li2O)，然而全球范围内盐湖型锂矿资源量仍占主要地位。
【4.2 盐湖型锂矿产量在各类型锂矿中占主要地位】
从产量上讲，自2000年以来，盐湖型锂矿产量(以智利、阿根廷和美国三国产量估算)约占全球锂产量的一半左右(图4)。随着世界主要盐湖锂矿的扩产达产，尤其是中国和玻利维亚盐湖的进一步开发生产，全球盐湖型锂矿产量占比还有上升趋势。
【4.3 盐湖提锂相对矿石提锂成本优势明显】
据统计，全球锂矿生产商中，当前在Atacama盐湖开发的SQM和Rockwood公司锂盐生产成本最低(表1)，碳酸锂生产成本约10000元/吨。国外其他盐湖碳酸锂生产成本10000~15000元/t，而国内盐湖碳酸锂生产成本15000~20000元/吨。锂辉石提锂工艺成熟，但耗能高、污染重、成本高，开采规模最大的矿山企业泰利森的碳酸锂生产成本也在23000元/吨。锂云母开采时，多伴生有钽、铌、铷、铯等多种稀有金属元素，如果无法综合利用，每吨碳酸锂的生产成本至少也要30000元以上。相比而言，盐湖提锂成本优势明显。
【5 中国锂资源开发利用建议】
全球锂矿开发以盐湖型为主已成大势所趋。中国约有80%锂资源赋存于盐湖之中，特别是西藏盐湖拥有富锂低镁碳酸盐型盐湖，具有低成本开采潜力。因此，中国锂资源开发首选国内盐湖型锂矿。
(1)加大技术攻关力度，重视盐湖提锂对周边环境影响。例如青海西台吉乃尔盐湖生产采用煅烧法。该工艺方法能耗高、易腐蚀设备，同时存在大量稀盐酸的处置问题。因此，要从加强节能减排和设备选型方面改进(乜贞等，2010)。
(2)综合开发利用盐湖资源，加强钾、硼等伴生元素的综合利用。综合开发利于开发成本分摊，减少污染物排放和提高资源利用率。如世界著名钾肥生产商SQM对盐湖实现综合开发利用，一条线以卤水为原料，生产碳酸锂、氯化钾、硫酸钾、硼酸等，另一条线以硝石为原料，生产碘、硝酸盐专用肥，两条线结合生产硝酸钾。锂产品只是其副产品，所以锂盐成本很低。
(3)加强多品种、深加工、高值化锂产品开发，延长产业链。目前中国盐湖锂矿开发还停留在碳酸锂等初级锂产品上。随着新能源、新材料领域对锂化合物质量和性能的更高要求，急需加强深度加工、高附加值锂产品研发，延长产业链。同时要加强锂电技术研发，特别是大容量、高性能的高端锂电研发，为满足国内新能源汽车领域日益增长打下技术基础。
(4)建立中国锂资源开发长远战略规划。目前中国已成为全球锂主要消费国之一，随着新能源产业快速发展，未来锂需求量还将大幅增长。近年来中国所需的锂原料大多来自澳大利亚进口的锂辉石，进口量约占国内原料总供应量的60%，对外依存度不断攀高。从战略角度出发，应尽早建立中国锂资源开发的长远规划，建立不同类型和国内国外锂资源多元供应体系。
——蔡艳龙，李建武
——中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京100037
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