从地热盐水中淘“锂矿”

随着锂电池在电子产品、新能源汽车等领域的广泛应用，锂元素的价值越来越突出。

目前，锂主要从富锂海水、地下热卤水或岩石中提取。不久前，加州能源委员会还专门讨论了从地热盐(盐水)中提取锂，以便在美国创建“世界级的锂工业”。

在此之前，位于美国加利福尼亚州索尔顿海的索尔特莱克地热盐湖锂矿，由美国公司丁香解决方案公司和澳大利亚公司控制热资源公司(CTR)合作，以其创新的锂回收技术吸引了比尔·盖茨的风险资本突破能源风险投资公司(BEV)的2000万美元投资。风险资本投资者包括阿里巴巴的马云、亚马逊的杰夫贝佐斯和彭博的迈克尔布隆伯格。

从行业角度来看，地热盐(卤水)水也可能成为中国提高锂的可持续独立生产和减少对锂进口依赖的解决方案之一。

手里拿着我的，心里没有恐慌

据《洛杉矶时报》报道，上述锂矿项目位于南加州帝国谷盐湖城。该湖的含盐量(4.4%)高于太平洋的含盐量，并且有许多泥丘散发地下热盐水。这种卤水富含锂和其他矿物元素，几十年来吸引了众多“淘金者”纷纷投资。然而，这些锂矿项目以前大多过于昂贵，如果不能处理掉，它们最终不得不关闭。

丁香溶液公司表示，其公司已经用独特的离子交换珠技术取代了传统的蒸发罐法，可以连续高效地处理地热盐水，从而净化电池级锂产品。该技术不仅能降低生产成本，还能充分利用低品位资源。

目前，世界上锂的主要供应商是南美的卤水锂矿和澳大利亚的岩石锂矿。如果盐场的海盐锂矿项目能在2023年投产，预计第一年将生产17000多吨锂，成为锂市场的主要参与者之一。

“电动汽车是最有希望减少碳排放的机会，但锂和钴等电池原材料的短缺是最大的挑战。”BEV的投资者卡迈克尔·罗伯茨说，丁香油解决方案的新技术使制造商能够以更低的成本从更新的资源中提取更多的产品，这可以改变锂市场的供需关系。这种工业创新最终也能支持汽车向电动汽车的转变。

事实上，锂矿石不仅赢得了私营企业的青睐，美国能源部也在十多年前资助了许多分子筛研究，这些研究可以有效地从地下热卤水中提取锂。2019年12月，加州能源委员会启动了一个名为“GFO-19-303克服技术障碍，实现从卤水中的矿物锂中回收地热能”的项目。该项目包括“提高现有地热设施的生产率和灵活性”、“改善锂回收的处理技术”和“从地热卤水中回收锂的实施和示范项目”三个子项目。总共将资助1400万美元的地热回收研究课题。

中国地质大学教授李告诉《中国科学日报》，鼓励这样的研究项目对加州有很多好处。首先，锂是电子和新能源产业的重要战略资源。当地*不想过多依赖进口。其次，加州一直重视清洁能源，如地热能、太阳能和风能，在美国各州中投资额最大。目前，加州的地热装机容量约为4000兆瓦，占该州总发电量的5%~6%。如果从现有地热发电项目的热卤水中提取锂等稀有元素，不仅可以获得一些额外的经济效益，而且有利于地热卤水的环保回灌，还可以创造许多就业机会。

李表示，近十年来，美国能源部十分重视从地热卤水中回收锂等稀有元素的理论和相关技术，资助了许多科研项目，取得了一些重要成果。

沿海盐、盐滩的湖南边界的冒泡泥丘表明该地区地热资源丰富。(卡罗琳·科尔/洛杉矶时报)

地热盐水被“干吃干榨”

那么，除了提供锂，地热卤水(含盐量3%~5%)和卤水(含盐量高于5%)还有什么用呢？中国科学院院士王继阳提出了“三重捐赠”。

在保健方面，40~50℃的地热卤水具有良好的调理作用。中国用热水浸泡温泉已经有2000多年的历史了。目前，这方面的发展也非常广泛。

第二个天赋是能量。地热井口可在温度达到150~200℃时高温发电，如*羊八井地热电站。此外，它还包括低温热水的非电力直接利用。王继阳说，中国的地质特征决定了地热资源以中低温为主。除了*和腾冲等少数地区的高温地热资源外，广阔的东部地区的地下热水温度低于100摄氏度。虽然这种类型的热水能量密度低，但可用于供暖、制冷和家庭热水三重供应。据他估计，中国浅层地源热泵项目(深度不到200米)目前正以每年10%的速度增长。

地热卤水的第三个优点是可以提取稀有元素。王继阳告诉《中国科学报》，在一些地区，地热卤水中除锂外，钾、氦、溴、碘等稀有元素的含量也具有重要的工业价值。

1959年至1962年，我在莫斯科地质学院学习期间，结合导师承担的“西西伯利亚重力盆地地下卤水中微量元素溴和碘的分布与提取”项目，完成了我的博士论文。王继阳回忆说，“可以看出，苏联在20世纪50年代和60年代非常重视从地下盐(盐水)中提取有用的矿物元素，甚至矿物资源。"

20世纪60年代，中国缺乏钾盐。在中国西北发现钾盐矿之前，从自贡2000多米深的地下卤水中提取的钾盐解决了这一紧迫问题王继阳说。

目前，中国需要进口大量锂盐，如碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂等。医药、新能源、新材料等许多制造类别每年都有。根据中国有色金属工业协会锂分会发布的《2018年锂产品进出口简要报告》，2018年中国碳酸锂进口总量超过2.4万吨。与此同时，中国已成为锂电池的主要生产国，2018年中国锂离子电池出货量约为102千兆瓦时，占总出货量的54%。

许多专家认为，如果我国要提高锂等稀有元素的可持续和独立生产，并减少对这些资源的进口依赖，开采地热盐(卤水)水资源可能成为解决办法之一。

呼吁开始提取地热盐水

据统计，中国锂资源主要集中在青海、*、四川等地区，约占全国总量的85%。其中，青海已探明的氯化锂储量为1982万吨，*为1740万吨。

“从锂资源的总量来看，我们是世界上最大的，但规模大而不强。”中国科学院郑绵平院士指出，中国的锂原料仍然高度依赖国外，目前的使用主要依赖进口锂辉石和盐湖卤水。

在“十四五”计划中，地热作为一种重要的清洁可再生能源受到高度重视。2019年10月，中国工程院启动了“夏热冬冷”地区地热能应用策略研究项目。由王继阳牵头的“长江三角洲地区地热资源及其综合利用研究”最近也得到中国科学院的审查和批准。

“除地热发电和地热三联供外，从地热盐(卤水)水中提取矿物也应作为启动这一领域工作的“十四五”计划之一。”王继阳的呼吁。

此外，记者了解到，从盐湖中提取锂也将成为未来锂矿山发展的全球趋势。其中，以四川自贡和湖北潜江地下卤水为代表的地下卤水型锂矿具有很大的开发利用潜力。