盐湖及相关资源开发利用进展.pdf

第 8 卷第 l 期 2 0 0 0 年 3 月 盐 湖 研 究 J0URNA L OF SA LT LAKE RESEARCH V01 ． 8 N 0 ．1 M af ．2O 00 盐 湖 及 相 关 资源 开 发利 用进 展 ， 略 1 g 7 f0 中国科 学院青海 盐湖研 究所， 西宁 8 1 0 0 0 8 摘 羹 对 t - ,T , - 采国 内外 盐湖 开洱开 主利 月 l 的进展 情况 加 以介培 也 涉盟刮 国外押 、 枉 、 镁 、 硼 、 碘等 相 关产 品的 生产 、 消 量、 价 格 等瞒况 迁对 费洱开 主 时可持 续 主展 噬盟戒 固盐 湖厦相 关 量i 臣 开 主 竹 某 些 问 题 加 讨 论 。 美 镀 词t 苎塑 塞 塑； 宣 型里 蔓； 垒 中田 分樊号 T D8 7 1 ． 1 文献标识 玛 A 九 十年 代初笔者 曾撰写 过“ 盐 湖资源综合利 用” 一文 ． 该文 对国 内外有 关盐 湖的资源 开 发历史和现状等 做过简要介绍 。 时间过去了7 ～ 8 年 ， 虽然 世界经济形势迭 荡起 伏 ， 但发展 趋势 不可阻挡 。 特别是第三 世界 国家经济 发展 、 社会进步更加 明显。 本文 针对近 年来国内外盐 湖资 源开发利 用的进展情况再 做补 充介绍 。 回首百 年 ． 沧桑 巨变 。 我 国“ 西部 大开发 ” 的号 角已经吹 响 ， 面 对 新 世 纪 的 曙 光 ， 如 何 让 我 国 丰 富 的盐 湖 资 源更 好 地 贡 献 于 祖 国 的 四 化 建 设 ， 每 一 个 盐 湖科技 工作者都在 思考着 希 望拙文能从技术上提供一些背景材 料 ， 使读者 有所裨益 。 本 文还 对相关资源产品生产的最新情况做些 介绍， 对我国盐湖及相关资源开发的某些问题加 以讨 论 a 挂 一 漏 万 之 处 在 所 难 免 ， 抛 砖 引玉 目的 只在 讨 论 。 不 当之 处 万望 高 明 斧 正 一 1 近期 国外盐湖资源综合利用情况 世界主要盐 湖及 柴达木盆地主要盐湖的某些基础地理数 据和盐类资源储量列在表 1 中。 1 ． 1 南美安底斯 山盐湖群的开发 1 ． 1 ． 1 阿塔卡玛盐湖的概况 在南纬 1 5 。 ～4 5 。 之间的南半球 沙漠 革原地带 中 ， 发育有许 多盐湖 ， 那就 是著名 的南半球盐 湖带 。 其 中的南美安底斯 高原上 ， 东 边 安底斯 山系为界 ， 西边 以平行于太 平洋海岸 的都美科 Do me y k o 山系为界 ． 在 智刺 北部 、 玻利维亚西部 和阿根 廷西北部大约1 1 0 k m 面积 上的 内 陆盆地 中分 布有 大小上百 个盐湖 ． 其中大多为干盐湖 。 Ge o r g e E ． E ． 等 的论文 中 ， 曾给 出智 收稿 日期 2 0 0 0 - 们一 0 3 基盘项 目 本工作郭分得到青海省科耍科研项 目9 7 --0 0 2 资助． 作者俩升 术彭生 男 ． 6 3 岁． 青海省人大常耍会副主任 ． 中辩院青{ I 盐搠研究所研究员． 主要从事盐湖卣水物理化学、 盐 搠资穗开 发工 艺基础 、 软 科学 等研究 ． ㈣ m 维普资讯 2 盐 湖 研 究 第 8 卷 利北部、 玻利维亚西部 和阿根廷西北部 中安底斯地 区的 6 6 个 主要干盐湖的名称 及位 置 沿 着东 边 缘 的 安 底 斯 山 系 可 看 到 许 多 火 山 ， 其 中 至 少 有 一 个 是 活 火 山 。 这 一 地 区 海 拔 在 3 0 0 0 5 0 0 0 m之间 ， 其干盐 湖面积 大小不等 ， 与我国青藏 高原盐湖 群很类似 。 这些 干盐 湖的 晶间 卤水 除氯化钠外 ． 还富含钾 、 硼 、 镁 、 锂及铷、 铯的氯化物 和硫 酸盐 。 这 些干盐湖及智利北部 的硝 酸盐 沉积 ． 蕴藏 着具 有工 业价值的 大量有用矿物 。 在这 众 多的盐湖 中最大 的首 推玻利维亚 的Uy u n i 盐湖 ， 面积达9 0 0 0 k m ， 是 世界 第一大 盐 湖 我国察尔汗盐 湖面积超过 5 8 O O k m ， 是世 界第二 大盐湖 其次是阿塔卡 玛干盐 湖 S a l a r d e At a c a ma 。 它 距离智利第 二 大城市安托 法加斯 塔港 An t o f a g a s t o 约2 8 0 k m． 位 于 内陆跨越 南 回 归 线 地 区 。 该 盐 湖 面 积 超 过 3 2 O O k m 。 阿 塔 卡 玛 是 侏 罗 纪 到 第 三 纪 初 期 形 成 的 。 盐 壳 厚 度 由 几十厘 米到 I m左右 。 其 晶间 卤水锂浓度平 均1 5 0 0 1 0 一， 在地面 以下5 0 ～3 5 0 m深 处 晶间 卤水 锂浓度达2 0 0 0 4 0 0 0 mg ／ L， 实属世界罕见， 经济意义十分重要。 近年来智利政府大力开发盐湖 资源 阿塔卡玛盐湖 已经成为 世界最 重要的锂盐 和其 它盐类 的生产地 阿根廷 的霍姆 布勒姆 尔 托 干盐湖 S a l a r d e l Ho mb r e Mu e r t o 也 在被开发 ． 生产碳 酸锂 等 无机 产 品。 此 外 ， 在这一 地 区 还有 许多沉积 的固体盐类 矿床 含有硼酸盐 、 硝酸盐 、 硫酸盐等 ， 也在 被开发利用 。 由于这一地 区资源 极其 丰富 ， 目然条件 义得 天独厚 ， 现在有众 多公司蜂 拥而 来 ， 南 美 安底斯 山地 区盐湖群 的开发 ， 已成 为世 界无 机化工发 展的一大热点。 寰1 世 界主要盐 湖的 基本敷据 及盐 类资 源储 量 t Ta b l e 1 B a s i c d a t a of s a l t l a k e s a nd t h e i r s a l t t e v e r v e s 洼 湖的 面积 单位 为k m。 、湖面梅 捷和潮 水水挥 单位 为m * 数据 略 维普资讯 第 l 期 宋彭 生 盐 湖 及相 关 资 源 开发 利 用进 展 3 阿塔卡 玛千盐湖 盆地中心部分面积约 1 1 0 0 k m ， 含有岩盐并 带有硫酸盐 及碳酸盐 薄层 。 这 一 部分 由于富铁粘土层 的覆盖而呈棕色 。 构造 盆地 中充满了碎屑沉积物和蒸发 岩 ； 中心部 分主 要是岩盐 ， 在 东部和南 部边缘地 带有 硫酸 盐和 碳酸 盐。 盐屠表面 为多 面体 的裂隙所形成 的边缘 棱 角犀 利的盐块 ． 最大边长可达 0 ． 5 m． 由于蒸发 和脱 水作 用形成翘起和倾斜边 角 当人行走 在 盐滩上时 ， 宛如 踩在碎玻 璃上一样发 出嘎嘎声 。 该盆 地 是 由北一 南向正 常断层 形成 的地堑 。 其 中心部位 盐层厚 度 约1 0 0 0 m， 朝南 逐渐 变 薄 ， 至南部边缘地 带厚 度变为4 0 m。 根据 文献 的看法 ， 这个盆地 下沉历 史的大部分时期是 为 氯化钠的饱和度所控制 那 里没有滩礁或藻礁复 合体 ， 这就意味 着它 是来 自极 大的水体的干 化 而 形成 的” 。 盐层顶部2 O 到2 5 m深度 范围 内孔 隙率和渗透率较 高 ， 再往下 的盐层 已经 完全再 结 晶成为坚实的固体而无孔隙 。 锂 和 钾 的浓 度 趋 向 中心 部分 明 显增 高 一一 在 边缘 地 带锂 的平 均 浓度 为 2 0 0 3 0 0 1 0 一， 中间地区 5 0 0 --1 6 0 0 l 0 一， 中心岩盐带则为 1 5 1 0 --6 4 0 0 1 0 一。 MI N S A L 已开粟巍 区L i 的平均 浓度为3 4 0 0 l 0 - g ． 相反 ， 南边S C L 操作的 区域 为1 9 0 0 l 0 - 6 内华达州银峰 卣水锂 的含量 是1 6 0 l 0 。 这些 数字表 明． 该地 区每 l m深含有 3 6 0 0 0 t 锂 ， 总储量达2 2 0 0 1 0 。 t ] 。 在 阿塔卡玛干盐 湖的某些地 区锂浓度极高 ， 平均 可达 5 0 0 0 至 7 0 0 0 。 这可 能是由于盆地有几个锂 的 来源 ， 如 覆盖 着周 围山坡的酸性 火山岩 流纹凝灰岩及火 山灰流 锂 的淋滤 ； 河流和地下水 的搬 运 ； 干盐 湖 形 成前 湖相 沉积 的风 化和 淋滤 可 达4 7 0 1 0 - 9 ； 含 有 2 8 4 0 1 0 锂 的北 部 E I T a t i o 地热水 ； 以及干 盐湖东部安底斯 山系 的盐 湖群 。 东一 西断裂构造 可能 为含锂 溶液进入 盆 地 提 供 了 通 道 。 该地 区是一个 封闭的内陆盆地 水系 ． 气候 的极度干 燥在 发育成有经 济意 义的 矿产资源 中 起了 主导作用 。 平均降雨量 只有l 0 3 0 mm， 且下午的西风风速有时高达 l 0 0 k m／ h ， 而相当温暖 的气温 引起水分 的迅速蒸发 。 蒸发 量超过降 雨量 已经经历 了过 去的几百 万年之久 ， 从而极有利 于通过毛细管渗滤使 卤水浓缩 。 该湖 海拔 高2 3 0 0 m 与西宁相 同 ． 气候干燥 。 淡水年蒸发量选3 8 3 3 mm， 盐 水平均年蒸发 量 2 0 3 2 mm， 年 降雨量 约2 0 5 0 mm， 相 对湿度仅 达5 。 全年气 温波动范 围在一 1 ～ 3 5℃。 该湖 中 心 区 卤 水 组 成 为 g ／ L{ Na 9 3 、 1 8、 K 2 1 ． 9 6、 L j 1 ． 9 6、 Mg 1 2 ． 2 0、 C a 0 ． 3 0、 SO 2 3 ． 2 9 、 C I 1 9 2 ． 0 0 、 B 0 ． 8 d ， 密度 1 2 2 6 k gm一。 估计在1 4 0 0 k m。 的 湖 中心 区各种 元素 的储 量为 1 “ 0 t 钾 5 8 0 0 、 镁 3 0 5 0 、 锂 4 5 0 、 硼 2 9 0 。 1 ． 1 、 2阿塔 卡玛盐湖的开发历 史和 产业现状 1 ． 1 ． 2 ． 1 开 发简 史和 大事记 一 1 9 6 9 年智利地质研 究所首敬对阿塔卡 玛盐湖进行大范 围地质勘探 一 1 9 7 1 年国家开发署开始对资源储量和开发经济进 行评价 、 修公路 一 1 9 7 5 一l 9 7 9 年智利开发公 司进行详 细的开 发研 究 卤水资源评价 、 粘 土带的勘察 、 盐 田 设 计 和 修 建 、 蒸 发 速度 和相 化 学 研 究 、 工 艺 设 计 、 中 间试 验 一 l 9 8 2 年开始建厂开发 一 1 9 8 5 年投产 ， 福特矿物 公司与智利政府接触 ， 研究开发 问题 维普资讯 d - 盐 湖 研 究 第 8 卷 -- 1 9 8 6 年智利 国家化学品和矿物公司在C o y o S u r 建造 2 0 l 0 t 硝 酸钾 厂 -- 1 9 8 7 年 福特 矿物 公 司关 闭美 国北 卡 罗来 纳 州 王 山的 锂 灰 石 生 产 -- 1 9 8 9 年 智利 锂 公 司 产 碳 酸锂 9 0 0 0 t ，1 9 9 0 年 达 l 1 8 0 0 t -- 1 9 9 6 年末全面启动 生产装置 一 1 9 9 5 年S o q u i mi c h 公 司碘 产 量达 到 8 0 0 0 t ． 成 为 世 界 最 大 的 碘 生 产 者 -- 1 9 9 5 年 l O 月MI NS AL 公 司 的 3 0 1 0 4 t 氯化 钾 厂 投 产 一 l 9 9 7 年 1 2 月MI NS AL 公 司 的 l 8 0 0 0 t 碳 酸锂 厂 投 产 一 l 9 9 8 年 1 月MI NS AL 公 司 的 2 5 l 0 4 t 硫 酸钾 和 2 0 0 0 0 t 硼 酸 生 产 装 置 投 产 1 ． 1 ． 2 ． 2开发 状 况 目 前 从 事 卤水 开 发 生 产 的 有 数 家 公 司 。 最 大 的 是 阿 塔 卡 玛 矿 物 公 司 S o c i e d a d Mi n e r a S a l a r d e At a c a ma S ． A．．简 称 MI NS AL 。 它 是 智 利 化 学 和 矿 物 公 司 S o c i e d a d Qu i mi e a Y Mi n e r a d e C h i l e S ． A． ． 简称S QM 的一个子公 司 。 最初 ， MI NS AL 公 司是 由阿 玛克斯勘 探有限 公 司 Ama x E x p l o r a t i o n1 n c ． ， 智 利 国 家发 展有 限 公 司 C o r p o r a e i o n d e F o me n t o d el a p r o d u c c i o n ， 简称C o r f o j ． 钼和 金屑 有限公司 Mo l i b d e n o s YMc t a l e s S ． A． ， Mo l y me t 于 1 9 6 8 年成 立 的 一 个 跨 国 财 团 ， 旨在 勘 探 和 开 发 北 智 利 部 分 阿 塔 卡 玛 干 盐 湖 。 在 l 9 8 6 至 l 9 8 9 年 间 ， MI N S AL 公 司进行 了可行性研 究 ， 包括 广泛 的勘探打 钻 ， 储 量计 算 ， 实验 室和 中间试验工 作 以及 卤 水数学模 型化 研究 。 数学研 究工作的 目的是查 明哪些地 区钾浓度 最高及非 均相 体系 中的渗 透 性 MI NS AL 公 司发 现 卤水 的K与S O。 之 间存 在着一 个很 好 的依赖 关 系 盛种关 系 使得MI N S AL 公 司生产 硫酸钾成 为可能 。 MI NS AL公司使用 了由新 墨西哥 州S a n d i a 公 司开发 的一个 模 型化系统 ， 预测地下水中放射性棱 紊的运动 。 这一研究结果使得MI NS AL 公司可 以寻找 出最高 卤水浓度区 的位置 ， 以及抽取 卤水对地下 卤水水位 的影响 ， 特 别是对干盐湖东部边缘 地区泻湖 可能 引起的影响 ． 那里有敏感 的野生动物区 。 1 9 9 2 年 阿玛克斯公司做 出了一个改变商 业策略的决定 ， 将其 在项 目上 的股 份售给 了S QM 公 司 。 而S Q M 公 司是 智 利 硝 石 、 碘 、 硫 酸 钠 和 专 用 肥料 的 生 产 者 。 对 于 在 阿 塔 卡 玛 干 盐 湖 上 开 办着几处矿 山和工厂 、 自己的各种 产品都有 着世界范 围销售 网和 市场 组织的S QM公 司来说 ， MI NS AL 项 目上 卣水的丰富钾资源真是最合适 不过了 。 三 年以后 ， 在致府 拍卖会上S QM以7 亿 美 元购买了MI NS AL 公司剩余 的l 8 的股份 ． 于是S Q M就全 部控 制了MI NS AL 公司 。 S QM是 一家在纽约股 票交易所上市有赢利 的智利私人公 司 。 虽然M1 NS AL 公司是S QM的 一 家 子 公 司 ， 但 它 是 一 个 具 有 自 己的 管理 队 伍 、 办公 机 关 和 生 产 设 施 的 单 独 实 俸 。 公 司 总 投 资 2 ． 5 亿美元 ， 分 三阶段 实施 ， 以便从 阿塔卡玛盐湖 卤水中提取一系列化工产品 。 第一阶段的建设 工 程 已于 1 9 9 4 年第 二季 度开 始实施 ， 它 是耗 资5 0 0 0 万美 元 年产3 0 l 0 ‘ t 的钾 盐厂 一 该 厂 已于 1 9 9 5 年9 月比原 计划进度提前6 个 月投产 。 这就 与S QM于8 0 年代 后期建 成的一个 生产硝酸钾 的 项 目相 配套 ， 作为一个新的低成本的钾盐的来源 ， 与其唯一的天然硝酸盐一起形成一整套低 成 本 的 独 立 的 生 产 单 元 。 第二阶段 1 9 9 6 年 l 1 月年产 4 0 0 0 万磅 或1 8 ， O 0 0 t ／ a 的碳酸锂 厂投产 。 这个项 目比原 计划提 前两个 月， 投资5 1 0 0 7 i 美元 。 第～批销往欧洲的碳酸锂 已于1 9 9 6 年1 2 , q1 6 日运离安托法加斯 塔 维普资讯 第 l 期 宋 彭 生 盐 湖及 相 关 资源 开 发 利 用 进 展 5 港 第 二阶段项 目的二期工程 将扩建锂的衍生物 的生产设施 ， 投资l 5 0 0 万美 元 。 第 三阶段计 划 总投资I ． 2 亿美元 ， 包括l 9 9 8 年一 月投 产的年产2 5 l O t 的硫酸钾厂 1 ． 1 2 亿 和1 6 0 0 0 t 的硼 酸 厂 8 0 0 万 MI NS AL 公 司具 有独 家开发 阿塔卡玛干 盐湖 上南部 1 5 8 6 k m 面积 内矿 产 资源 的权利 ， 它 包 括 8 2 0 k m 面 积 4 0 m深 的 矿 产 资 源 和 2 4 0 L ／ s 采 卤水 的权 利 这 些 权 利 为Co r f o 所 有 ， 租 赁 给 了 MI NS AL公司 。 这 等于转 让给 它2 6 0 0Xl 0 4 t 的K 相 当于5 0 0 0 Xl 0 4 t 的K CI 、 1 8 0 Xl 0 4 t 的L i 相 当于 9 4 5 0 Xl O t L i 2 C O 3 、 2 2 0 0 X 1 0 ‘ t S O． 相 当于 3 9 0 0 Xl 0 t K O 、 7 0 Xl 0 4 t B 相 当于 4 0 0 X l 0 t H O3 。 MI NS AL 公 司产 品的生产能力、 投 资和投产 日期 为 氯 化 钾 3 0 l 0 t 碳 酸 锂 l 8 0 0 0 t 硫 酸 钾 2 5 l 0 ‘ t 硼 酸 2 0 0 0 0 t 5 5 0 0 万 美 元 5 l 0 0 万 美 元 19 95 ．1 0 19 97 ．1 2 以 上 两 项 1 ． 5 亿 美 元 l 9 9 8 ． 0 l 作 为2 ． 5 亿 投资三 阶段计 划的一部分 ， 预计l 9 9 8 年 氯化钾生产 能力达到d 5 l 0 4 t ， l 9 9 9 年 将达 到 5 0 l 0 t 。 S QM公 司 作 为 一 个 以盐 湖 资源 包 括 液 体 矿 床 和 固 体矿 床 开 发 为 依 托 的 大 型 化 工 企 业 ， 将盐湖 卤水 综合利 用和智利硝石开发 的综合利用结合 起来 了。 它 同时还生产 8 0 0 0 t 碘 ， 占世界 总产量的5 0 ， 以及多种硝酸盐 ， 包括工业 硝酸钠 、 精制硝酸钠 、 农业肥料硝 酸钠 、 标准 硝酸 钾 、 精制硝酸钾、 硝酸钠钾等 。 塞普路斯 福特 公 司也从 卤水中生产 碳酸锂 。 塞 普路 斯福特 公司是 由塞普路斯矿业 公司 和 Ama x 公司于 l 9 9 3 年合并而成 ， 是 全球 最大的锂生产者 。 自l 9 8 7 年停止 其在北卡 罗来 纳的锂辉 石生产 以来 ， 塞普路斯福特公司一直只从 卤水中提 取锂 原来的 卤水 生产广位于 内华达一 加利 福 尼亚边 界以东约 4 0 m的 伊斯 米拉 达县 E s me r a l d a Co u n t y 克 雷顿 谷 Cl a y t o n Va l l e y 的银 峰 ， 而 自1 9 8 5 年 以来 ， 美国福特矿物公司 已将碳酸锂生产 由美国的银峰地下 卤水转 移至阿塔卡 玛盐湖 。 同 时还利 用盐湖 资源和阿塔卡玛沙漠 中的 生硝矿 生产硝酸钾 、 硫酸钠 、 硫酸钾 、 碘等 。 由于阿塔 卡玛盐 湖晶问 卤水锂浓度很高 以及盐湖区气候极其 干燥 ， 其太 阳蒸发池的 面积 仅为 美 国福特矿物在 内华达州银 峰蒸 发池的1 ／ 2 0 ， 经济效益十分可观 。 塞 普路斯 福 特公 司 在 智利 的 开发 工 作是 由智利 锂公 司 S o c i e d a d C h i l e n a d e L i t i o 简称 S C L 进行 。 该公 司以前 是福特矿业公司与C o r f o 的合 资公司 ， 现在全 部由塞普路斯 福特 公司所 有 。 1 9 9 5 年其 加工厂 出口l 2 6 0 0 t 碳酸锂 ， 另有副 产品钾盐全部 出售给S Q M。 F MC公 司也从 卤水中生 产碳 酸锂 。 F Mc公司的 锂业 分公 司系原 美 国锂业 公 司 ， L i t h i u m C o r p o r a t i o n o f Ame r i c a或 L i t h e o a 是全 球第 二大 的锂 生产厂 。 在北 卡罗来纳 的王 山地 区该公 司 开采 含 量平均 为2 0 的锂辉石 的伟 晶岩 ． 它舍 有7 ． 5 的L i 0。 锂 辉石 用 泡沫 浮选法 精 选 后 ， 用作 生产碳 酸锂的原料 。 产品可 以直接 出售 ， 或用 作6 0 多种锂 化学品 的原料 F MC 公 司与 阿根廷政 府1 9 8 6 年签订 开采 协定 ， l 9 9 0年试验工 作结 果的成功再加 上阿根 廷采矿法 的修订鼓 励 了F MC公司。 公 司在霍姆布勒姆 尔托干盐湖 S a l a r d a l Ho mb r e Mu e r t o 上进 行生产 。 该矿区 维普资讯 6 盐 湖 研 究 第 8 卷 位于C a t a ma r e a 省与S a R a 省边界 处 ， 距阿根廷首都布宜诺斯艾利斯西北约 l 3 0 0 k m。 据 报导该矿 床在 含锂量 为0 ． 2 2 ～1 ． 0 8 g ／ L 范 围的 卤水中 ， 总共 蕴藏有 1 3 l 0 4 t 的锂 。 在海 拔 约4 3 0 0 m的多雪而寒冷地 区， 太阳蒸发 量 比智利的阿塔卡玛干盐湖要小 。 因此F MC公司实施 了一 项专 利 技术 吸 收工 艺 。 它能从 平均含 锂 量0 0 6 5 的 卤水 中提 取 锂盐 该 项 目将 年产 2 0 2 5 0 t 碳酸锂 ， 投资为6 8 0 0 万美元 。 S QM最 近做 出一项计 划 ， 准备在 两年时 间 内投 资4 0 0 0 万美元 ， 增 加其硝 酸钾 、 氯化 钾 、 碳 酸锂 的生产能力 J 。 公 司还 开始了一个降低成本的计划 。 根据此计 划 ， 将增 加1 5 1 O t ／ a 硝酸钾 的产量 ， 在 2 0 0 1 年达 到0 5 l 0 t 硝酸钾 的生 产能力 ， 使 公司成 为世 界上 最大的硝 酸钾 生产者 。 这将通过与 一家挪威公 司No r s k Hy d r o 的 1 6 0 0 万美元 的合资计划而 实现 在合资项 目中 ， S QM 占大多数股 份 。 建设项 目拟 于1 9 9 9 年 中期在安托 法加斯塔与托克 皮拉 T o c o p i l l a 之 间的区域 进行 ， 现 在S QM在那里 已经 有两家硝酸 钾工 厂。 S QM 将使用来 自阿塔卡玛 自己的氯化 钾来生 产硝 酸钾 。 氯化钾 的生 产应 在2 0 0 0 年增加到 0 0 l 0 4 t 。 其 中大约2 0 1 0 t 供应 国 内市场和 出口 ， 主要 的出 口地 包括 中国和 巴西 。 此外 ， S QM还要将 碳酸锂的 产量增加 8 一1 0 。 目前 生产能 力约为2 0 0 0 0 t ／ a 但 1 9 9 8 年 它销售 了1 3 0 0 0 t ． 预期1 9 9 9 年销售1 7 0 0 0 t 。 S Q M宣称 他们 占据碳酸 锂 市场的3 O 公 司 已看到锂 电池市场的光 明前途 。 一 家 总 部 在 温 哥 华 的 阿塔 卡 玛 矿 物 公 司 At a c a ma Mi n e r a l s C o r p 计 划 在 智利 北 部 Ag u a s B l a n e a s 建设 一个 l O 0 0 t 碘 的堆 浸厂 。 并打 算在碘项 目获利 后 ， 再 启动硫酸钠 和硝 酸盐 的装置 。 这将会 明显地 降低 开始所需 的投资额 。 碘 的市场基本上稳 定在 l 8／ t ， 而 硫 酸钠市场 则不同 价格在走低 。 在柱式提取实验 取得成功之后 ， 修建 了3 5 “ 堆浸池 ， 预计 1 9 9 9 年6 月初可 以 获得第 一批 结果 。 此外 公司还投入经 费 ， 进 行了一项成功的储量评 价的地质研究 。 整 个资源 比 预期 的增加 了6 6 现 在资源储量 为5 9 0 0 1 0 t ， 品位3 9 2 l 0 碘 ， 2 1 ． 7 l 硫酸 钠 ， 1 9 9 硝 酸根 。 以3 0 0 1 0 - 6 碘为边界品位的一项矿 山计 划 ， 将矿 山寿命 延长 了 l 0 一l 6 年 。 在矿 山计划 中 已探 明储量为3 3 0 0 1 0 ‘ t 碘 ， 平均 品位 5 5 2 0 碘 。 在Ag u a s B l a n c a s 属区内的Re p a s o s 地区正在 开展进一步的勘探 ， 这 一地 区内的矿床 富含碘 和硝酸盐而硫酸盐含量低 。 利用 这一地 区矿石所 做的浸取实验 ． 结 果非 常好 。 显然 ． 阿 塔卡玛盐 湖由于资源极 其丰 富 ， 自然 地理 条件又极为有利 开发 ， 虽然有 多家公司在从 事开发 ， 但发展势头仍很强 劲。 应该对 这一地 区的开发 密切 注意 。 1 ． 1 ． 2 ， 3对世 界无机化工市场的冲击 本世纪末 智利 将成 为世 界最 大的锂 生产国 占2 7 ， 澳大利亚 占第二 占1 7 ， 阿根 廷第 三 占1 6 ， 美 国第四 占1 0 。 智利 和阿根廷都是从盐湖 卤水 中提 取的 。 这也是业 内人士都 在提到 的 ， 下一世纪锂生产的原料 ， 将从 固体锂矿石转 向天然 卤水 的原 因 。 价 格上 氯化钾生 产成本仅2 5 ／ I ， 世界最低 。 拟进一 步扩 产至 5 0 1 0 4 t 。 碳酸锂 市场售 价 比同行 低4 0 5 0 ， 经济效 益仍然显著 。 旋 即扩产 ， 现生产能力 已达2 2 0 0 0 t 。 目标是挤垮 一些 碳 酸 锂生 产者 然后再 提高 产品售价 ， 以取得更大的经济效益 。 他们 曾经 在碘 产品上采用过这 样 的策略 ， 战胜 了许多对手 。 目前世界上碘 的价格 皆由其控 制 。 我国 不久将要加入WTO， 要和世 界接轨 。 这既是一个好 的机遇 ， 也是一个挑 战。 我们 可从阿塔卡玛盐胡开发 中学 到很 多东西 ， 他 们的很多经验教训值得我们认真 加以总结 和借鉴。 维普资讯 第l 期 宋彭生 盐湖及相 关资源开发利用进展 7 1 ． 1 ． 2 ． 4阿塔卡玛盐湖综合利用的生产工 艺和产品 1 ． 1 ． 2 ． 4 ． 1生 产工 艺 按 2 0 0 ～5 O O m网格 分布 的抽 卣井 ， 用柴 油或 电力设 备从阿塔卡 玛于盐 湖盐 壳 以下 抽取 卤 水 ． 平 均采 卣深度 2 8 m。 然后再将 卤水 用管道输送 至塑料 衬底的太 阳蒸发 池 在池 中 卤水被 浓 缩 ， 井发生 结晶作用 。 抽 卤井的准确 间距取决于 卤水 的质 量及该地 区盐 层的空隙率和渗透率 阿塔卡 玛地 区是世 界上 最干 燥 的地 区之一 ． 蒸发量特 别大 ． 可达3 3 0 0 mm／ a 而犹 他州 的大盐 湖和 内华达 州的银峰蒸发量 只有 1 8 0 0 mm／ a 。 在阿塔卡 玛沙漠地 区无 暴风 雨时 ， 年降雨 只有 l 0 ～ 3 0 mm， 而大盐 湖雨量充沛 ， 每年 大约为3 3 0 mm， 银峰 为2 3 0 mm。 而阿根廷的霍姆布勒 姆尔托 干盐湖 蒸发 量估 计 为2 3 0 0 mm， 平均降雨量为7 0 mm 大部分是降 雪 。 阿塔卡玛 出售 的旅游者T 恤衫上写着“ 阿 塔卡 玛沙漠中的沙漠” ． 这真是再恰当不过了 。 MI NS AL 项 目的 钾一 锂 部分 大约用 4 0 个生产井 和l 3 个监测 井 ， 采 卤水 能 力约 为5 2 8 0 m ／ h 蒸发池 总面积大 于5 5 0 1 0 I T I ， 分 成1 1 6 l 0 4 m 石 盐池 ， 3 3 6 l 0 4 m 钾 石盐 池 ， 1 O 0 l 0 4 m 的锂盐 池。 MI NS AL 公 司在阿 塔卡 玛盐 湖上的操作雇 用l 8 4 人 ， 其 中1 2 0 人来 自附近人烟 稀少 的 当地社 区。 承 包者进行钻 井和维护 以及将 卤水运至安托法 加斯塔港附近 的碳酸锂 加工 厂 。 盐 田的 生产过 程 按照 如下 的周 期循 环进 行操作 排除 卤水 和晾 晒 1 周 、 储 卤和灌 卤 4 周 、 连 续 收盐和 灌 卤 4 周 、 盐 田准备 工作 1 周 。 MI NS AL 公 司在蒸发 池底部 留有2 0 c m厚 的 析 出物 ． 以便 保 护塑 料 衬底 。 这种 操 作可 采 得3 5 c m厚 的盐 层 。 采盐 机 是 由C a t e r p i l l a r 公 司 或 R a h c o 公 司制造 并 由MI NS AL自己改装 的 。 这些机械 最初 设计是 用于 修路 时刨掉 旧的碎石 路 面的 ， 它们 都装有激光 束发生装置 ， 这样就 可以准确地 控制采盐 时切割盐 层的厚度 ， 而保护 昂 贵的盐 池塑 料衬底 平均 说来 ， 每次采 收3 5 0 0 m 的产 物 ， 相 当于3 5 0 0 0 t 。 采盐车 队包括 有2 0 t 卡 车l 0 N 、 2 台推土机 、 7 辆3 m 的运输 装载机 。 析 出来的石盐从氯化钠池分离掉 ． 而 富含钾 、 锂 和硼酸盐 的卤水 用管道 输至相邻的太 阳浓 缩池 ， 继续 蒸发 析 出钾石盐结 晶 。 收集后用卡车运到钾盐加工 厂 ， 在那里进行破碎 、 磨矿 至单矿 物 游 离 ， 再 与 卤 水 混 合 ， 然 后 进 行 泡 沫 浮 选 ， 产 物 经 于 燥 后 ， 即生 产 出9 5 的 氯 化 钾 产 品 氯 化 钠堆集 起来 或用于 建造 盐 田的 池埝 。 每年 由MI NS AL 生 产出的3 0 Xl 0 4 t 氯化 钾用 卡 车运至 约 2 5 0 k m以外的硝酸钾 厂 ， 作原料使用 这些钾盐代替了进 口的钾盐作原 料 ． 每 吨可 节省1 0 0 美 元 之 多 。 硝酸 钾 加工过 程是 由MI N S AL 的 一个姊 妹公司S QM硝 酸盐 有 限公 司 S QM Ni t r a t o s S ． A． 控 制着 ， 它在C o y a S u r 和Ma r i a El e n a 的生产设 施采用S QM开发 尚未取得 专利权 的一种 生 产方法 。 从硝石矿提 取碘和硫酸钠 以后排 出的母液 ， 用管道从 V a l d i v i a 和Ma r i aE l e n a 的 生产厂 输送到 在C o y a S u r 的盐 田。 在这 里生 成的 硝酸盐混盐 与Ma r i a E l e n a 和P e d r o d e Va l d i v i a 生 产 的结晶硝酸 钠一起 ， 与氯化钾经复分解反应 ， 生成硝 酸钾 Na NO 3 KC I KNO3 Na CI 经冷却 和离心后 ， 生成 的硝酸钾 晶体 可以制成 小球状 ， 或直 接用于 生产硝酸钠钾 。 1 9 9 4 年 以后公 司 已用真 空离心法生 产高纯工业硝 酸钾 。 目前 ， C o y a S u r 的硝酸钾生产 能 力为3 8 l 0 4 t 包括 1 01 0 4 t I 业 级 ，还 有Ma r i a E l e n a 的9 0 0 0 0 t 。 如 果 包括 生 产 硫 酸钾 时 副 产物 氯 化钾 维普资讯 8 盐湖研究 第 8 卷 2 5 0 0 0 t ， 该公 司l 9 9 8 年 生产能力将 达5 2 5 0 0 0 t 。 现有的设 备可将在阿 塔卡玛盐 湖上氯 化钾 的年 生 产 能 力 在 1 9 9 7 年 提 高 l 0 l 0 4 t ， 在 1 9 9 8 年 再 增 加 1 0 1 0 t 。 通常工 业上的所谓 合成工艺生 产硝 酸钾 ， 是用 由合成氨 生产 的硝酸与氯化 钾反应 来生 产 硝 酸 钾 HN03 KCI KN0 3 HCI 这种工 艺 的缺 点是 原料 价格高 1 9 0／ t 而 不像开采 的硝 酸盐可 低 价供应 ， 设 备价格 也 高 ， 还有 防腐蚀 问题 以及废蒸气 问题等要解决 。 MI NS AL 公司具有 另一个优 势 是垄 断性的低成 本 的 氯 化 钾 来 源 。 析 出氯化钾后剩余的母液含有大约 l 的锂 ． 而 内华达的银峰和阿根廷 的霍姆 布勒姆尔托 干 盐湖 只分别 含有0 ． 0 1 6 和0 ． 0 6 8 。 卣水经 管道 输送 至 附近 的盐 田． 在此 卤水被 浓缩 到约 6 的锂 3 8 L i C I 和l 、 8 镁及 0 8 硼 。 这种 含6 锂 的 卤水用槽 车运 至2 5 0 k m以外 的安 托 法加 斯塔 的碳 酸锂 生产厂 。 在那里 ， 采用 煤油溶剂萃 取除硼 ， 使 卣水 中硼含量低 于5 1 0 - ％从 富含硼的萃取 液中再提硼 。 镁分两步 从 卣水 中除去 先向 卤水 中加入纯 碱沉淀 出碳酸镁 ， 并用 转鼓 过滤机分 离掉碳酸镁 ， 这一步可 除掉 卣水 中8 0 的镁 } 再 加石 灰沉淀 出氢氧 化镁 ． 这一步 可除掉 卣水中剩余 的2 0 的镁量 。 碳酸镁 和氢 氧化 镁暂 时堆 存在 池中 ， 待 将来再加以利用 。 生成 的富含氯化锂的 卤水 再净化后 用纯碱处理生成碳 酸锂料 浆 t 采 用带式过 滤机过滤 出 碳 酸锂 。 用水洗涤 粗碳酸锂 以除去 残 留的氯化钠 ， 再经 回转干燥 器干 燥 ． 就 获得 了9 9 纯度的 优 级碳 酸锂 细粉末 。 再经 团块 处理 、 粉 碎、 筛分 ， 以达到用户要求 的规 格 。 由于雇 员具 有丰富 的 锂 生产 经验 ， 而 且采用的是在 多处被验 证过 的标准工艺 ， MI NS