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青海察爾汗鹽湖。新華社記者 吳光于
攝 |
2009年12月26日上午，在被譽為中國西部“聚寶盆”的柴達木盆地西臺吉乃爾鹽湖湖畔，青海中信國安科技發展有限公司2009年第5000噸碳酸鋰產品正式下線，而就在兩周前，青海鋰業有限責任公司碳酸鋰項目通過了由中國科學院主持的專家評審驗收。作為我國目前鹽湖鋰業開發的兩強，中信國安產能的突破與青海鋰業工藝的成熟不僅意味著中國沖破了國際鋰業巨頭的市場壟斷和打壓，也標志著中國在鹽湖新能源材料開發中躋身世界先進水平。
二十一世紀最重要戰略物資
平均海拔4000米以上，高寒、缺氧、自然條件極其嚴酷，在被稱為“世界屋脊”的青藏高原，生存是對人的嚴峻考驗。然而，大自然在賦予青藏高原嚴酷自然環境的同時，也給予了這片地球高地豐富的自然資源，這其中，鹽湖資源更是其得天獨厚的優勢。
作為中國鹽湖資源的主要富集地，青藏高原已查出的350多個鹽湖和咸水湖中含有鉀、鈉、鋰、鎂、硼等豐富資源，其潛在價值在10萬億元人民幣以上。其中，鋰資源儲量占世界鹽湖鋰資源儲量的1/3，主要集中分布在青海的臺吉乃爾、一里坪和西藏的扎布耶鹽湖區。
國內鹽化工專家、成都理工大學教授楊鐘輝介紹，鋰是自然界最輕、最活潑的金屬元素，碳酸鋰作為鋰產品中最重要的一種，廣泛應用于能源、軍工、航空航天、核工業等領域，被許多國家視為重要的戰略資源。生產碳酸鋰有礦石提鋰和鹽湖提鋰兩種方式。礦石提鋰技術較為成熟，但我國礦石提鋰長期依賴從澳大利亞進口鋰礦石，生產成本較高，每噸超過3萬元。此外，隨著鋰礦石資源的逐步枯竭，利用鹽湖鹵水生產碳酸鋰將成為必然。
進入20世紀以來，全球經濟持續快速增長，與此同時，經濟增長導致生態環境不斷惡化，已經引起國際社會廣泛關注，國際社會一直在尋找可替代清潔能源來取代石油、煤炭等傳統能源。經過多年研究和試驗，使用碳酸鋰制成的錳酸鋰由于具有零污染、重量輕、電化學性能好，被認為是目前最適合做汽車動力電池的原料，全球主要汽車生產商如日本的豐田、本田；法國的雪鐵龍；美國的通用、福特和克萊斯勒等一直在進行電動汽車的技術研究，并已經在技術上取得較大突破。據不完全統計，2009年，全球陸續上市銷售的電動汽車已達到幾十種。隨著電動汽車市場的不斷成熟，碳酸鋰的市場需求有望出現爆炸性的增長，市場前景十分廣闊。
此外，鋰的核聚變關鍵技術是當前核能研究領域的關鍵，一旦取得突破，相同量的鋰產生的能量將數倍于鈾。奧巴馬上臺伊始，就將鋰定位于與石油同等重要的美國國家戰略物資。
國際能源巨頭壟斷市場的籌碼
中信國安集團公司副總經理楊建元介紹，多年來，全球碳酸鋰市場呈現寡頭壟斷格局，全球三大鋰鹽生產商智利SQM公司、德國CHEMETALL公司、美國FMC公司依靠自身強大的資源、技術及資金優勢，牢牢控制了全球碳酸鋰產品及下游高端鋰產品市場和價格。據統計，目前全球碳酸鋰產量每年約為10萬噸，其中70%以上是由這三家公司生產的。
目前，我國碳酸鋰年產銷量約為2萬噸(包括采用礦石法生產的碳酸鋰)。但由于我國鋰電池產業的高速發展以及鋰產品應用領域的不斷擴大，對碳酸鋰的需求量每年以超過10%的速度遞增。然而，國際碳酸鋰市場的高度壟斷，導致近年來我國碳酸鋰市場價格大起大落，完全受控于人。
1998年，以智利SQM公司為首的廠商以折合人民幣9900元每噸的價格進入中國市場，當時國內的價格為每噸35000元人民幣，國內十幾家生產企業很快倒閉，最后只有兩家勉強生存。2003到2007年，國際三大廠商對價格進行操控，碳酸鋰價格從每噸1900美元一路上漲到6000美元。近日，國際主要鋰鹽生產商再次宣布降價20%，以此進一步打壓中國企業，加劇這一市場的壟斷地位。碳酸鋰價格大起大落，給中國碳酸鋰產業造成了極大沖擊和損失。
“我國鹽湖鋰資源主要分布在青海和西藏。西部大開發以來，在科技部、中科院鹽湖研究所等科研部門和機構的支持下，以中信國安、西部礦業為代表的企業已在青海省柴達木地區西臺吉乃爾鹽湖成功解決了高鎂鋰比鹽湖提鋰這一世界性難題。青海中信國安科技發展有限公司碳酸鋰年產能達到5000噸，成為了中國第一、世界第四大鹽湖碳酸鋰生產企業，這不僅意味著中國沖破了少數國際鋰業巨頭的市場打壓，實現了鹽湖提鋰的工業化生產，也標志著中國在鹽湖新能源開發中躋身世界先進水平”。青海省科技廳廳長解源說。
中國科學家20年的夢想
青海省科技廳廳長解源說：“碳酸鋰作為一個非常重要的能源材料，各國都很關注。但是很多尖端的技術，尤其是從鹽湖中提取碳酸鋰，這些技術各國對我們是封鎖的。20年前，我國科學家們就探討過，怎么把我們這么豐富的鋰資源從鹽湖中提取出來，為我們的能源發展做出貢獻。20年前科學家就有這個夢想，經過20年的發展，今天，終于有5000噸(碳酸鋰年產能)這樣一個規模，已經達到世界第四，這非常不容易的。”
1965年，中國科學院在青海省會西寧市成立了青海鹽湖研究所，這是國內惟一一家專門從事鹽湖科研的高層次專業研究機構。中科院青海鹽湖研究所成立以來，一直將高鎂鋰比鹽湖鹵水提鋰這一世界性技術難題作為主要攻關課題，40多年來，以馬培華為技術帶頭人的科研團隊嘔心瀝血、傾注于此。
20世紀70年代，中科院青海鹽湖研究所就開始進行吸附法和萃取法提鋰的小試研發工作。在進行到中試規模后發現，由于樹脂的吸附容量、強度有限，工藝雖然可行，但受到工業規模和經濟效益的雙重限制，無法運用于實際生產。
“七五”至“十一五”期間，在科技部、中國科學院支持下，中科院青海鹽湖研究所的科研人員針對柴達木盆地察爾汗和大柴旦鹽湖鹵水采用小試獲得成功的萃取技術，開展中試攻關工作，先后在察爾汗和大柴旦建設了中試基地。這一方法構思新穎，回收率比較高，獲得國家發明專利權。但其缺點是工藝流程長、萃取劑無法回收利用、生產成本高，因而無法進一步實現產業化。
20世紀90年代，中科院青海鹽湖研究所在東臺吉乃爾鹽湖首次成功修建了12萬平方米生產性鹽田，并在東臺吉乃爾進行了大量的鹽湖工程地質、水文地質和資源分布調查及鹽田結構和鹽田蒸發模型等試驗，取得了鹽田建設和鹽田運轉方面的關鍵技術成果。與此同時，他們采用焙燒法在西寧的中試車間開展年產50噸碳酸鋰工業性試驗研究，但最終，因為整個工藝能耗高，大量副產品市場需求狹窄、環境污染嚴重等因素，仍然無法形成產業化。
對此，中科院青海鹽湖研究所科研人員調整思路，總結上述研發工作經驗，利用東臺吉乃爾鹵水重新立項開展高鎂鋰比鹽湖鋰資源選擇性分離的關鍵技術研究，取得了很好效果，研究發現此方法鎂鋰分離效果好、能耗低、成本優勢明顯、產品質量高，并且整個工藝清潔環保，可以獲取很好的經濟效益。
在此基礎上，他們又利用近三年的時間，開展了這一方法的進一步工程化問題研究。并于2000年取得了預期成果，通過了青海省科技廳組織的專家評審，得到了專家的高度評價。專家認為此技術已經達到國際先進水平，并建議盡快應用到產業化項目中。
經過青海鋰業公司和青海中信國安科技發展有限公司的努力，高鎂鋰比鹽湖鋰資源選擇性分離的關鍵技術終于形成產業化生產，青海鋰業公司副總經理馬軍介紹說，利用自主研發的鹽湖提鋰技術，青海鋰業公司2009年的碳酸鋰產品產量將超過1000噸，產品品質大于99·5%，并實現了低成本、無高溫和高腐蝕、無廢氣、無廢渣排放的規模化清潔生產。青海中信國安科技發展有限公司有關負責人介紹說，2009年公司的碳酸鋰產品產量已達到5000噸。
在自主研發鹽湖提鋰技術及生產工藝的基礎上，我國一些大型工業企業近幾年來在柴達木盆地深處開始建設碳酸鋰等鹽湖化工產品生產基地，到目前這一區域已建、在建的碳酸鋰項目達到4萬噸。
加快產業延伸 提高產品附加值
作為中國鹽湖資源的主要富集地，青藏高原鹽湖資源的潛在價值在10萬億元人民幣以上。然而，數十年來，我國鹽湖資源開發技術水平相對滯后，產業鏈短、附加值低。解源認為，鹽湖鋰業開發的突破對于整體推進中國的鹽湖資源綜合開發也將產生推動效應。當前，在完善工藝、進一步增加碳酸鋰產能的同時，加強科技研發、盡快推出鋰鹽的下游終端產品、加快產業延伸已經成為中國鹽湖鋰業開發的重中之重。
就在5000碳酸鋰下線的當天，經國家發改委批準，設在青海中信國安科技發展有限公司的鹽湖資源綜合利用國家地方聯合工程研究中心也正式成立。這個中心的成立就是要解決青藏高原鹽湖開發的技術難題，進而實現延長鹽湖產業鏈、實現開發產品高值化和為資源可持續利用提供產業化技術成果。
解源、李宏燦、李增榮等認為，鑒于青藏高原具有的鹽湖資源優勢及已經具備的開發基礎，國家有關部門應當考慮在柴達木循環經濟實驗區進行新能源重點產業布局，在繼續加大科技研發的同時，對有實力的開發企業給予產業政策和信貸資金支持，扶持它們以鹽湖鋰開發為突破，加快推進我國的鹽湖新能源、新材料產業綜合開發利用水平。
此外，專家們還認為，中央和地方有關政府應加緊制定青藏高原鹽湖地質科技和產業整體規劃，重點加強西藏無人區鹽湖資源綜合勘查和青海省柴達木盆地西部地下鹵水勘查工作。同時，在鹽湖資源的配置和開發中，要提高市場準入門檻，提高依法辦事能力，多渠道引進資金和智力資源，鼓勵有實力、有誠信、有技術的企業參與青藏高原鹽湖科研與開發。這不僅可滿足國家對急需鹽湖資源的需求、也能夠促進建立良好的市場秩序和企業發展環境，而且對于青藏高原乃至全國的經濟發展、社會穩定和國防安全都具有重要的戰略意義。
兩大企業撐起鹽湖提鋰“半邊天”
中國的鹽湖提鋰開發之所以能躋身世界先進水平，離不開科學家們堅持不懈的努力，更離不開在鹽湖提鋰及資源綜合開發中起到示范和引領作用的兩大企業。
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