察尔汗盐湖富锂区域卤水锂资源开采前瞻分析.pdf

2020年08月 | 135 LiCl 含量为150～600mg/L 主要呈条带状分布于工业矿层东 南两侧外围， 工业矿层下方也有零星分布。 3 根据现有深部卤水分层取样钻孔资料分析， 采区西北 部地下卤水LiCl 含量一般垂向变化不明显， LiCl 含量一般在 1200mg/L 以上； 采区中部和东北部地下卤水LiCl 含量一般垂 向变化明显。 4 采区地下卤水锂工业矿层孔隙度14.17～53.2， 平均 为21.55； 给水度2.30～22.21， 平均为9.51。 低品位矿层孔 隙度16.63～28.76， 平均为20.92； 给水度5.13～12.49， 平均为8.91。 图1 西采区LiCl含量等值线图 2 资源储量工业指标 基于1967 年青海省地质局第一地质队编制的察尔汗盐 湖钾镁盐矿床别勒滩储量报告附表 中钻孔晶间卤水分析结果 表和钻孔卤水矿层表中数据以锂矿作为主矿种， 对锂矿层进行 重新圈定和资源储量估算。 根据青海盐湖现有提锂生产工艺水平， 为满足碳酸锂生 产需求， 进入碳酸锂装置提锂的盐田老卤Li含量需不低于 200ppm， 按原卤到老卤Li含量浓缩2 倍粗略估算， 对应矿区采 出原卤Li含量应不小于100ppm， 换算成LiCl 含量约600mg/L。 为便于矿层圈定及资源储量估算， 暂将地下卤水LiCl 工业品位 定为600mg/L， 边界品位参照盐湖和盐类矿产地质勘查规范 DZ/T02122002 推荐参考值取150mg/L。 0 引言 察尔汗盐湖是一个固液并存的大型综合性盐类矿床， 固 体矿主要发育有钾镁盐矿和石盐矿， 锂硼等固相矿物在地层中 富集度差； 液相卤水中含KCl、 MgCl2、 LiCl、 B2O3、 NaCl 等多种 矿物组分。 矿区锂资源主要赋存于西采区、 中采区和东采区三 个采区地下卤水和达布逊湖湖水中； 其中西采区是矿区的富锂 区， 地下卤水LiCl 含量相对较高， 锂资源体量较大。 1 矿体地质特征 1.1 固相锂资源 矿区固相锂资源主要以锂光卤石及其他锂盐的形式产出 于盐类沉积层中， 但锂含量很低， 暂不具备独立开采价值。 1.2 液相锂资源 矿区液相锂资源主要赋存于地表卤水和地下卤水中。 地表 卤水即达布逊湖湖水， 湖水LiCl 含量主要取决于格尔木西河淡 水及老卤排入情况， 以淡水排入为主时湖水LiCl 含量较低， 以 老卤排入为主时LiCl 含量向老卤LiCl 含量靠拢， 根据近几年取 样分析结果， 湖水LiCl 含量为413～1346mg/L， 变化较大。 根据2010 年青海省柴达木综合地质矿产勘查院编制提交 的青海省格尔木市察尔汗盐湖别勒滩矿区钾镁盐矿资源储 量核实报告 和青海省格尔木市察尔汗盐湖察尔汗矿区钾镁 盐矿资源储量核实报告 中对锂矿资源的累积查明统计数据， 西采区地下卤水锂矿平均LiCl 含量1330mg/L， 中采区和东采 区地下卤水锂矿平均LiCl 含量279.35mg/L。 基于1967 年青海省地质局第一地质队编制的察尔汗盐 湖钾镁盐矿床别勒滩储量报告附表 中钻孔晶间卤水分析结果 表和钻孔卤水矿层表中数据的综合分析结果， 对西采区地下卤 水锂资源分布特征进行简要描述。 1采区地下卤水锂工业矿层厚度变化较大， 最小仅有0.18m， 最厚达61.87m， 平均厚度15.57m。 勘探线472～488 间涩聂湖北 侧区块和涩聂湖东岸至6采卤渠区块矿层厚度相对较大， 厚度 一般可达20m 以上。 2 采区地下卤水LiCl 含量平面变化特征如图1 所示， 平 面分异特征明显， 南北向呈北高南低的特征， 东西向呈中间高 两侧低的特征。 工业矿层LiCl 含量600mg/L 以上 绝大部分位于 内部输卤主渠和7采卤渠北侧， 且工业矿层分布区域除南部、 东 南和西南三个方向外围条带区外， LiCl 含量普遍在1200mg/L 以上， 其中勘探线488～552 间的6采卤渠和5采卤渠末端连 线北侧区块LiCl 含量最高， 一般在3000mg/L 以上。 低品位矿层 察尔汗盐湖富锂区域卤水锂资源开采前瞻分析 李庆香青海盐湖工业股份有限公司钾肥分公司， 青海 格尔木 816000 摘要 根据青海盐湖现有提锂生产工艺水平， 原卤中的富锂卤水需满足年产6 万吨碳酸锂需求， 根据工艺物料平衡， 以富锂区域西 采区地下卤水中LiCl 平均含量2285.1mg/L 计， 需采集富锂卤水9700 万m3/ 年。 为满足碳酸锂生产装置富锂卤水供应， 通过垂向上 的钾锂分段开采形成相互独立的钾资源和锂资源开采系统， 并尽量减缓固体钾矿固液转化对锂资源开采的淡化影响。 关键词 盐湖； 富锂卤水； 锂资源； 开采 技术与信息 136 | 2020年08月 均埋深由2.44m 增大至3.26m， 卤水中LiCl 平均含量基本无变 化， 仅由0.39g/l 降至0.35g/l。 分别按以下两种模型对西采区地下卤水LiCl 资源损耗量 进行验证性估算。 1 鉴于长观孔中未分层取样测定地下卤水LiCl 含量且取 样点多位于浅层， 同时目前西采区的固体钾矿溶解转化影响深 度主要限于10m 以浅， 因此简单假定地下卤水LiCl 资源损耗主 要发生在10m 以浅， 深部地下卤水LiCl 资源暂按不变考虑。 2 不考虑长观孔卤水样取样位置影响， 将其LiCl 含量作 为长观孔内地下卤水锂工业矿层LiCl 含量平均值， 地下卤水 LiCl 资源损耗按全矿层发生考虑。 经与察尔汗盐湖卤水锂开发规模论证 中的西采区地 下卤水LiCl 资源损耗量估算结果对比， 按 “假定地下卤水LiCl 资源损耗发生在10m 以浅” 模型估算的资源耗损量与之更 接近， 西采区地下卤水LiCl 资源耗损量按该模型估算结果 计。 地下卤水锂工业矿层LiCl 孔隙度资源量损耗按82.95 万吨 计， LiCl 给水度资源量损耗38.90 万吨； 地下卤水锂低品位矿 层LiCl 孔隙度资源量损耗3.22 万吨， LiCl 给水度资源量损耗 1.32 万吨。 3.5 保有资源储量估算 根据西采区地下卤水LiCl 资源储量估算和西采区地下卤 水LiCl 资源量损耗估算结果， 截至2017 年底西采区地下卤水 锂工业矿层保有LiCl 孔隙度资源量375.93 万吨， LiCl 给水度资 源量168.39 万吨； 地下卤水锂低品位矿层保有LiCl 孔隙度资源 量26.46 万吨， 保有LiCl 给水度资源量11.24 万吨； 西采区地下 卤水共保有LiCl 孔隙度资源量402.39 万吨， 保有LiCl 给水度资 源量179.63 万吨。 4 结语 在现代工业发展中， 锂资源的战略价值被越来越重视。 盐 湖资源开发是一个庞大而复杂的系统工程， 应该加强国内相关 科研、 工程设计及企业多方的交流与合作， 并借鉴国外成功开 发卤水锂资源的经验， 结合我国卤水特点， 开发适于大规模工 业化应用的新技术， 为盐湖卤水提锂提供现实可行的技术和工 艺。 在开发的过程中根据我国矿产资源的国情和世界锂产业的 发展趋势， 建立我国锂资源开发的长远战略规划， 合理、 有序、 可持续地开发我国的锂资源。 参考文献 [1] 中华人民共和国国家标准. 固体矿产地质勘查规范总 则GB/T 13908-2002[S]. 北京 中国标准出版社， 2002. [2] 高峰， 郑绵平， 乜贞， 等. 盐湖卤水锂资源及其开发进展[J]. 环球学报， 2011, 324 483-492. [3] 张起钻， 杨建功. 固体矿产资源储量估算应注意的问题[J]. 地质与勘探， 2008, 444 74-78. 作者简介 李庆香1985-， 女， 汉族， 青海湟源人， 本科， 工程师， 研 究方向 钾锂卤水兼采及钻井采卤技术。 3 资源储量估算 基于1967 年青海省地质局第一地质队编制的察尔汗盐 湖钾镁盐矿床别勒滩储量报告附表 中钻孔晶间卤水分析结果 表和钻孔卤水矿层表中数据， 对应工业品位600mg/L 和边界品 位150mg/L 两个工业指标， 分别对西采区地下卤水锂工业矿层 和低品位矿层进行了重新划分及圈定， 并分别对其资源储量采 用地质块段法进行了重新估算。 地下卤水锂资源储量重新估算 的范围也仅限于西采区。 3.1 资源量估算方法选择和依据 西采区总体上是以晶间地下卤水为主的矿床， 卤水矿层 的产状为水平状， 矿体的连续性较好， 而且较稳定； 在平面上 钻探工程布置成网格状， 间距大致规则； 剖面上矿体的连续较 好； 地下卤水的水质、 矿层厚度均具有一定的规律性。 因此资源 量估算的方法采用地质块段法， 其在平面上划分简便， 面积计 算误差小。 3.2 相关参数的确定及矿层圈定原则 共有185 个钻孔参与资源储量估算， 其中地下卤水锂工业 矿层131 个， 地下卤水锂低品位矿层62 个部分钻孔两个矿层 均有揭露。 相关参数确定及矿层圈定原则基本参照2010 年储 量核实报告相关内容， 简要叙述如下。 1 单工程矿层厚度 单工程内LiCl 含量满足矿层品位指 标要求的各卤水样对应含水层厚度之和。 2 单工程矿层品位 单工程矿层卤水LiCl 含量根据矿层 范围内各卤水矿样LiCl 含量值算数平均求得。 3 单工程矿层孔隙度和给水度取值 分两种情况取值。 如 该单工程中有取样测定矿层孔隙度和给水度， 则该单工程矿层 孔隙度和给水度取其矿层范围内各矿样测定值的算数平均值； 如该单工程未取样测定矿层孔隙度和给水度， 则该单工程矿层 孔隙度和给水度分别取矿层资源储量估算范围内所有有矿层 孔隙度和给水度矿样单工程的孔隙度算数平均值和给水度算 数平均值。 4 如相邻两钻孔分属于不同卤水矿层时， 则两矿层资源 储量估算内边界线尖灭于相邻勘探工程中点， 各矿层资源储 量估算外边界线则根据基本工程控制网度4km2km 的1/4 外推。 3.3 资源量估算结果 为简化计算， 估算时未进行资源储量类型划分。 根据资源 储量估算结果， 西采区地下卤水锂工业矿层中LiCl 孔隙度资 源量458.88 万吨， LiCl 给水度资源量207.30 万吨； 西采区地下 卤水锂低品位矿层中LiCl 孔隙度资源量29.68 万吨， LiCl 给水 度资源量12.56 万吨； 西采区地下卤水中LiCl 孔隙度资源量共 488.56 万吨， LiCl 给水度资源量219.85 万吨。 3.4 损耗资源储量估算 根据西采区71 个长观孔2017 年观测数据与1967 年历史 数据对比分析， 地下卤水锂工业矿层资源储量估算范围地下 水位平均埋深由2.05m 增大至3.31m， 卤水中LiCl 平均含量由 2.09g/l 降至1.50g/l； 低品位矿层资源储量估算范围地下水位平