卤水的化学成分
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2023年2月15日发(作者：大学生食堂)聚宝盆里的镁基地
——察尔汗盐湖镁资源开发及展望
摘要随着国家西部大开发战略的实施,柴达木盆地盐湖资源的开发受到关注。十二五期
间，国家已确定青海钾肥工程为近期启动的西部开发十大工程之一。与此同时,必须采取
切实措施解决盐湖资源的综合利用问题,特别是由于盐湖镁资源的开发利用程度较低而造
成的钾肥生产过程中的“镁害”问题。开发柴达木盐湖镁资源,不仅对保护盐湖资源、提
高资源利用效率、降低开发成本、变资源优势为经济优势有重要意义,而且对于振兴、发展
我国镁工业有极其重要的意义。盐湖镁资源开发必须选好产品方向,实现与盆地天然气下
游产品的结合,走综合利用的道路。
关键词柴达木盆地察尔汗盐湖镁资源金属镁一体化
一、柴达木盆地盐湖资源
1.1盆地概况
柴达木盆地位于东经90000`一98020`,北纬35055`一39010`之间,居青海省的西北部。北
面为祁连山,南面为昆仑山,西面为阿尔金山,构成一个不规则菱形向心的汇水盆地。地势南
北高,中部及东南方向低,察尔汗盐湖区为最低洼地区。盆地总面积为12.1万平方公里。海
拔4000~5000米,最低地区为2680米。在大盆地中还有小山间盆地,为茶卡、大柴旦、尕斯
库勒等山间盆地。
盆地中有青藏公路经格尔木通西藏;茶茫公路经青新公路通新疆，格库铁路正在建设中
将打通青海、新疆南疆工业大动脉;敦格公路通南北并由敦煌经柳园接兰新铁路，敦格铁路
正在建设。青藏铁路经格尔木通西藏,东头经西宁接兰青铁路。十三五后期，将开通成格铁
路。交通方便,但人口不多,为人烟稀少地区。
柴达木盆地素称“聚宝盆”,是我国重要的无机盐宝库,科学合理地开发这个宝库,实现
柴达木盆地矿产资源可持续利用是当前柴达木盆地开发中最迫切的问题。除丰富的无机盐资
源外,尚有冷湖、朵斯库勒石油资源,涩北、马海天然气资源,锡铁山铅锌矿,茫崖石棉矿,冷
湖云母矿,木里及大柴旦周围的煤矿,都兰的铁矿,达肯大板山的石灰岩,大风山的天青石等。
1.2盆地盐湖资源概况
柴达木盆地有现代盐湖75个(大于1平方公里),其中干盐湖有6个(大型)。地表含盐面
积15600平方公里。以钾、钠、镁、硼、锂五大类为主体的盐类资源总储量达3315.41亿吨,
其中氯化钾、镁盐、氯化锂、钠盐的储量分别占全国的96.9%、99%、83.3%、80.6%。溴、
碘、锶、铷、铯、石膏等储量也十分可观。这些盐湖矿床多属大型、特大型综合性矿床,潜
在经济价值达165454亿元。
主要大型矿床有:察尔汗盐湖,是一个以钾镁盐为主的综合性矿床,累计探明C+D级储量
氯化钾1.5亿吨、氯化镁16.5亿吨、氯化钠426亿吨、氯化锂842万吨;东台吉乃尔盐湖,
位于柴达木盆地中部,探明氯化锂C级储量55.3万吨,三氧化二硼33.1万吨,氯化钾338.6
万吨,矿区卤水可直接抽取,地质条件简单;马海盐湖,位于柴达木盆地中部北缘,以钾为主,
伴生钠、镁固液并存的大型综合性盐类矿床,固体钾矿储量770.9万吨,液体钾矿储量5627
万吨。昆特依、大浪滩、一里坪、西台吉乃尔等盐湖资源的远景储量也非常大,均属大型矿
床,具有良好的开发前景。
1.3盆地盐湖类型及特点
柴达木盆地盐湖的分布与盆地本身走向一致即北西西—南东东。分布在盆地边缘盐湖在
大地构造上为第三纪褶皱区,为难溶盐、中溶盐和易溶盐前期析出的盐类,硫酸盐和石盐类
盐湖,为杂斯库勒、茫崖等。但硼酸盐类盐湖亦占重要地位,主要是祁连山南坡的盐湖,如大、
小柴旦湖和马海湖,中部最低洼地区多为易溶盐后期析出的盐类,主要为钾盐和镁盐,盐湖类
型以氯化物类型为主,如察尔汗湖、霍布逊湖等,在大地构造上属于强烈拗陷带。地理位置介
于上述二者之间,海拔略高的东、西台吉乃尔湖和一里平湖为锉盐集中区,以硫酸盐类型为主。
海拔略低的涩聂湖、达布逊湖是钾镁盐富集地带,盐湖类型以硫酸盐向氯化物转化的过渡类
型。按化学成分有氯化物型盐湖,硫酸盐型盐湖和碳酸盐型盐湖,按元素有钾、镁、钠盐并伴
生有大量的硼、锂、锶、铷、铯、溴、碘等元素。
盐湖资源具有三大特点:一是储量大,居全国第一位的有钾、钠、镁、锂、锶、芒硝等,
居全国第二位的有溴和硼等;二是品位高,卤水中锂含量高达2.2—3.12克/升,其中东、西
台吉乃尔湖和一里坪盐湖卤水锂含量均比美国大盐湖的锂含量高十倍。察尔汗盐湖和马海湖
的晶间卤水经日晒可以析出高纯度的光卤石和钾石盐;三是类型全、分布相对集中、资源组
合好、多种有用组份共生。
1.4盆地盐湖资源开发利用情况
柴达木盆地矿产资源的勘探开发,始于50年代中期。六十多年来,先后建成了一批资源
开发骨干企业,主要有青海盐湖工业股份有限公司、格尔木藏格钾肥公司、盐化工业有限公
司、格尔木锂业公司、格尔木硫酸钾厂、青海中信国安科技发展有限公司、德令哈碱厂、都
兰钾镁厂、冷湖滨地钾肥公司、大柴旦西海化工厂、青海省茶卡盐厂、青海省柯柯盐厂、海
西州莫河盐业公司中国五矿集团等。涉及的主要产品及年生产能力:氯化钾350万吨,氧化镁
10万吨,工业盐80万吨，硼酸3万吨,纯碱120万吨，硫酸钾15万吨,形成了一定的生产规
模,成为了青海经济发展的重点地区。与此同时,取得了一批重要的科技成果和大量的地质、
矿产、水文资料,建成了一批交通、通讯、能源、水利等基础设施,形成了为资源开发服务的
格尔木市、德令哈市及一批小城镇,积累了开发建设的宝贵经验,使柴达木资源开发不断向前
发展。
柴达木盆地的盐湖资源产品质量高、销路好,一定程度上缓解了我国多年来钾镁锂等矿
完全靠进口的局面。但目前与许多国家相比,盐湖资源对青海的贡献率却不高。如死海资源
量为我国察尔汗盐湖资源量的78%、昆特依盐湖资源量的50%、柴达木大银滩盐湖资源量的
28%,但青海盐湖工业的地位和产值乃至影响却远远落后于人家。
二、察尔汗盐湖镁资源的开发和现状
在我国，随着经济的高速发展，对钢铁、铝材等基础材料的需求在逐年增加，但其资源
极为贫乏，资源问题已直接影响到钢铁、铝材工业的持续、稳定发展。与之相比，镁资源在
我国极其丰富，现已探明储量70亿吨以上，占世界储量的22.5%，居世界第一，其中，在
青海察尔汗盐湖，氯化镁储量达30多亿吨，占全国储量的74％，居全国首位。由于镁具有
铝的特性，在铝资源短缺的今天，用取之不尽的镁资源替代日益枯竭铝资源已成趋势。
察尔汗盐湖不仅具有丰富的镁资源,而且具有开发盆湖的能源、政策优势。由脱水氯化镁
可制得多种镁产品,氯化镁脱水技术、氯化镁制金属镁技术是综合开发盐湖中镁资源的关键
技术。将纳米技术应用于盐湖镁资源的开发,使镁产品高值化、精细化,将是察尔汗盐湖镁资
源的开发方向。
2.1盐湖镁资源概况
青海柴达木盆地蕴藏着丰富的镁资源，其中，察尔汗盐湖已探明氯化镁表内储量为16.5
亿吨，可供生产原镁4.2亿吨。青海盐湖位于察尔汗盐湖，又是中国最大的钾肥生产商，每
年生产氯化钾350多万吨，在钾肥生产过程中，约有3500多万吨的氯化镁废料被排出，变
废为宝，每年可支撑生产原镁884.2万吨，资源优势十分突出。目前镁冶炼的方法主要有两
种:第一种、从尖晶石、卤水或海水中将含有氯化镁的溶液经脱水或焙融氯化镁熔体,之后进
行电解,此法称为电解法；第二种、用硅铁对从碳酸盐矿石中经煅烧产生的氧化镁进行热还
原，此法称为热还原法，其中皮江法是热还原法中使用最广泛的方法。
2.2盐湖镁资源开发现状
察尔汗盐湖储存着大量的镁资源，在采钾过程有大量的水氯镁石被排除，其资源无论在
国内还是与国外相比，都是最优质的资源，但长期以来，因为技术问题，一直无法实现在盐
湖进行大规模工业化生产。2008年，规划和实施了史上规模宏大的“金属镁一体化”项目，
拉开了察尔汗盐湖镁资源大规模、工业化综合开发利用的序幕。项目采取一次规划,分期分
批实施的原则,总体规模为40万吨/年电解镁和400万吨PVC，先期启动项目为10万吨/年
和80万吨PVC。启动项目已于2011年3月开工建设，计划2015年建成。青海盐湖“金属
镁一体化”项目是立足察尔汗盐湖并依托柴达木盆地丰富的矿产资源，以金属镁为核心，以
钠利用为副线、以氯气平衡为前提，以煤炭为支撑、以天然气为辅助，在盐湖地区构筑主题
鲜明、特色突出的循环经济产业链。镁资源开发产业与ＰＶＣ产业、电石产业和纯碱产业综
合开发利用、分摊成本、实现最大成本竞争力，从而走出一条低能耗、高产出的开发之路。
2.3盐湖镁资源开发优势
青海盐湖利用察尔汗盐湖生产钾肥后的废液老卤，电解法炼镁，技术先进，原料易得，
氯气平衡，综合利用，成本低、能耗低、排渣少，二氧化碳排放降低85%，自动化程度高，
是世界上公认的最先进、最清洁的生产技术。电解法炼镁主要能耗是电力，青海丰富的水电
资源不仅为镁工业提供了强大的动力，更是为镁工业提供了清洁能源，使青海镁工业二氧化
碳排放量每公斤镁低于6.5kg，绿色环保赢得了世界镁行业的普遍认可。格尔木地区又是中
国目前最大的光伏产业试验基地，金属镁产业与蓬勃发展的光伏产业对接，清洁能源产生巨
大的环保效应和可观的经济效益。
察尔汗盐湖气候干燥、海拔高、气压低，镁在生产过程中不易被氧化腐蚀、不易产生大
量气泡，电解效率高，易于生产高纯度、高品质镁锭及镁合金锭，具有得天独厚的自然气候
条件和高海拔地理优势，特别是目前我国皮江法炼镁和菱镁矿生产镁砂在能源、资源及环等
方面正面临巨大的压力，这给开发盐湖镁资源也提供了十分难得的发展机遇。青海盐湖镁资
源的开发，有其先进的技术优势和独天得厚的资源优势、能源优势及自然气候优势。
三、察尔汗盐湖镁资源开发需注意的几点问题
3.1必须充分重视盐湖资源开发中的“镁害”问题
柴达木盐湖资源的特点是多种有用组分共生,综合利用程度低,必然造成资源的浪费,最
为典型的是钾肥生产过程中的“镁害”问题。1996年底,柴达木盆地镁盐保有储量为48.15
亿t(其中硫酸镁16.72亿t,氯化镁31.43亿t),察尔汗盐湖蕴藏有27亿t氯化镁。在提钾
的过程中有10倍于钾盐的镁盐排出,青海钾肥厂一期工程20万t,加上格尔木地方生产每年
共计30万t,排出的老卤中氯化镁达300万t。青海省钾肥厂二期工程70万t氯化钾建成后,
排出的氯化镁量更大。如果不能有效利用,一方面造成资源浪费,另一方面堆放在湖区造成降
低钾盐品位的“镁害”,对钾肥资源的开发造成破坏。因此,解决镁资源的开发利用是盐湖资
源开发的一个重大课题。
3.2世界先进工艺技术指导
电解镁的核心技术是水氯镁石的脱水。“金属镁一体化”项目的核心技术、设备全套引进，
技术先进，工艺成熟、可靠，完全适合盐湖水氯镁石脱水-电解制备金属镁工艺。与本项目
配套的其他生产装置，也采用国内外先进、成熟的技术，装备先进，规模科学、自控一流，
具有突出的技术后发优势。青海盐湖金属镁一体化项目走国际化道路，整合全球镁技术资
源，引进国际战略合作伙伴，参与国际市场竞争。
3.3盐湖镁资源开发必须选好产品方向、走综合利用的道路
以金属镁、高纯镁砂和氯化镁为主要发展方向,积极发展镁系列产品,建成以金属镁为主
的镁产品基地。以发展有机氯合物为方向,实现天然气下游产品与盐湖镁资源开发的结合,
是实现资源综合利用的有效途径。以盐田低钠光卤石为原料提炼金属镁,可以显著降低金属
镁的生产成本,使金属镁成为青海省柴达木盆地资源开发利用的拳头产品,但同时必须对提
镁过程中副产的大量氯气加以利用。
聚氯乙烯在我国有广阔的市场前景。利用盆地的天然气资源生产乙炔,乙炔再与氯化氢
生成氯乙烯,进一步聚合生成聚氯乙烯,乙炔副产的CO尾气用于生产合成氨、甲醇等化工产
品,是一条解决金属镁生产过程中副产氯气的出路,可以较好地实现盐湖资源开发与天然气
化工相结合,下游可以进一步发展PVC制品加工,满足地区农牧业生产、节水灌溉及居民生活
需要。
总之,盐湖镁资源的开发与钾肥资源的开发一样,必须充分考虑盐湖多种有色金属资源
共生的特点,走综合利用的道路,并与盆地天然气、石油等其它资源的开发统筹考虑,实现有
机结合,这是合理利用资源、变资源优势为市场竞争优势的必然选择。
3.4开发盐湖镁资源对于振兴、发展我国镁工业有重要意义
我国虽然成为世界镁业大国,但远不是镁业强国。综观我国镁业的发展,可以看出是以牺
牲资源、环境、劳动力为代价,片面追求产量,粗放式发展,特别是以牺牲利润为代价的出口
增长,在目前国际镁市场供求格局发生变化的情况下,将使我国镁工业发展面临严峻挑战。加
速镁业的结构调整,努力降低生产成本、提高质量、提高镁业的竞争能力,组建大企业、大集
团参与国际竞争是当务之急。
青海民和镁厂是我国镁业的骨干企业,曾经率先进入国际市场,近年来试验成功光卤石
炼镁技术,使生产成本下降,产品质量提高,并开辟了盐湖卤水炼镁的新途径,但规模有限,目
前年生产能力为7000t。依托民和镁厂和柴达木盆地盐湖中丰富的镁资源,建设大型的镁工
业基地和参与国际市场竞争的大型镁业集团,对于促进我国镁业结构调整、增强市场竞争力
以及综合利用柴达木盐湖资源都是极其重要的。
四、展望
金属镁是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被称为“2l世纪的绿色工程材料”。
随着国家级柴达木循环经济试验区的实施和青海盐湖金属镁一体化项目的建设，为察尔汗盐
湖的金属镁开发提供了前所未有的发展机遇。依托察尔汗盐湖的镁资源优势和先进的电解镁
技术优势，充分利用和有效整合全国乃至全球的“产学研”力量，有良好的发展环境、强大
的技术支撑、广泛的市场需求，必将使察尔汗盐湖镁资源的综合利用开发在柴达木盆地循环
经济试验区的进程中占据重要的战略地位，察尔汗盐湖将成为中国乃至世界重要的镁工业基
地之一。
察尔汗盐湖将改写中国镁工业的历史，是中国镁工业的未来。
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