鋰是所有金屬中最輕的元素。它廣泛用于空氣處理、電池、陶瓷、玻璃、冶金、制藥和聚合物。應(yīng)對(duì)全球變暖，可充電鋰離子電池尤為重要，因?yàn)樗鼈兛梢岳每稍偕茉?例如水電、太陽(yáng)能或風(fēng)能)為汽車(chē)和卡車(chē)提供動(dòng)力，而不是通過(guò)燃燒化石燃料。
現(xiàn)如今，鋰一般是從干旱沉積盆地下方抽出的鹽水中提取出來(lái)的，或從花崗偉晶巖礦石中提取。鹵水鋰的主要生產(chǎn)國(guó)是智利，偉晶巖鋰的主要生產(chǎn)國(guó)是澳大利亞。鋰的其他潛在來(lái)源包括粘土、地?zé)猁}水、油田鹽水和沸石。
鋰礦成因
當(dāng)冷卻的巖漿開(kāi)始結(jié)晶礦物時(shí)，鋰會(huì)留在剩余的熔體中，直到接近尾聲。 地球歷史上的活躍板塊構(gòu)造通過(guò)洋中脊和火山弧下方地幔的部分熔化，將鋰集中在大陸地殼中。熔體或巖漿上升，然后冷卻，成為地殼中的一塊新巖石，帶來(lái)了大量可用的鋰。
常見(jiàn)的巖石或沉積物類(lèi)型中，鋰濃度高的是頁(yè)巖(平均 66ppm)、深海粘土(平均 57 ppm)和低鈣花崗巖(平均 40ppm)。這些微量濃度不足以形成礦床，甚至不足以形成鋰是化學(xué)式一部分的礦物。當(dāng)僅以此類(lèi)微量濃度存在時(shí)，鋰原子會(huì)替代常見(jiàn)的造巖礦物中的其他金屬(通常是鎂)。只有當(dāng)有利因素的罕見(jiàn)組合排列時(shí)，鋰礦物才會(huì)形成。
大多數(shù)已知的鋰礦物存在于被稱(chēng)為鋰-銫-鉭 (LCT) 偉晶巖的粗晶花崗巖中。在鋰資源方面，重要的礦產(chǎn)是鋰輝石和透鋰長(zhǎng)石(均為硅酸鋁鋰)和粉云母鋰云母(鉀鋰鋁硅酸鹽)。沉積巖中的主要鋰礦物是粘土鋰蒙脫石。鋰極易溶解。在巖石的風(fēng)化過(guò)程中，它往往會(huì)在溶液中被去除并被河流帶到大海中。因此，預(yù)計(jì)鋰會(huì)在海洋中積累，就像鈉的積累使海洋變咸一樣。然而，值得注意的是，海水中鋰的含量低于 1 ppm。原因可能是，海水中的鋰被粘土礦物微量清除，并在海底軟泥中積累。
鋰礦分類(lèi)和特點(diǎn)
鋰礦床大致可分為六大類(lèi)，分別是：鋰-銫-鉭偉晶巖礦床、富鋰花崗巖、封閉盆地的鋰鹽礦床、其他鹽水中的鋰、鋰粘土礦床、鋰沸石礦床。
1.鋰-銫-鉭偉晶巖礦床
鋰-銫-鉭偉晶巖發(fā)現(xiàn)于造山帶的變質(zhì)火成巖腹地，是板塊匯聚的結(jié)果。大多數(shù)鋰-銫-鉭偉晶巖形成于大陸或微大陸之間的碰撞過(guò)程中，并與變質(zhì)沉積巖熔融產(chǎn)生的富鋁花崗巖有關(guān)。阿巴拉契亞山脈的數(shù)十個(gè)偉晶巖是在 3.7 億至 2.75 億年前的非洲和北美之間的長(zhǎng)期碰撞中形成的。鋰-銫-鉭偉晶巖可以使用同位素年代學(xué)來(lái)確定年代。在偉晶巖中，通過(guò)利用鈾 238 到鉛 206 的衰變來(lái)確定礦物鈮鉭鐵礦和鋯石的年代。現(xiàn)在已經(jīng)確定了來(lái)自六大洲的鋰-銫-鉭偉晶巖的年代。
2.富鋰花崗巖
一些含白云母的花崗巖包括富含鋰、鉭、錫和氟元素的區(qū)域。在中國(guó)江西省宜春礦，黑云母-白云母花崗巖的頂部分級(jí)為白云母花崗巖，然后變成鋰云母花崗巖，已開(kāi)采鋰和鉭。富鋰花崗巖與 LCT 偉晶巖密切相關(guān)，在最近的全球鋰資源評(píng)估中，兩者并沒(méi)有相互區(qū)分。
3.封閉盆地的鋰鹽礦床
封閉盆地鹵水礦床估計(jì)占全球已探明鋰資源的 58%。鋰鹵水沉積物是富含溶解鋰的含鹽地下水的積累物。正在生產(chǎn)中的鋰礦床的平均鋰濃度范圍為 160 至 1,400 ppm，估計(jì)鋰資源量為 0.3 至 630 萬(wàn)噸。生產(chǎn)中的鋰礦床位于亞洲、北美和南美，位于赤道兩側(cè)的北部和干旱緯度帶內(nèi)。這些礦床具有許多共同特征：
(a) 干旱氣候;
(b) 包含鹽湖或鹽灘的封閉盆地;
(c) 構(gòu)造驅(qū)動(dòng)的沉降;
(d) 相關(guān)的火成巖或地?zé)峄顒?dòng);
(e) 含鋰烴源巖;
(f) 一個(gè)或多個(gè)充足的含水層，用于容納鹽水儲(chǔ)層;
(g) 有足夠的時(shí)間濃縮鹽水。
4.其他鹽水中的鋰
深層油田鹽水可能含有高達(dá)百萬(wàn)分之幾百的鋰。在某些地方，鹽水中的鋰含量高達(dá)每升 692 毫克 (mg/L)。鹵水占據(jù) 1,800 至 4,800 米深處約 200 米厚的石灰?guī)r的孔隙空間。鹽水被稱(chēng)為被困的海水，隨后通過(guò)熱液方式富集了鋰和其他微量元素。油田鹵水作為潛在的鋰資源有兩個(gè)缺點(diǎn)。首先，它們通常出現(xiàn)在比封閉盆地鹽水更深的深度(大于 1 公里)。其次，除非它們恰好位于干旱氣候中，否則使用便捷且廉價(jià)的太陽(yáng)能蒸發(fā)方法回收鋰將是不可行的。地?zé)猁}水是鋰的另一個(gè)潛在來(lái)源。這些流體傳統(tǒng)上從它們所含的熱量中獲得價(jià)值，這些熱量可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能——但一些地?zé)崃黧w含有異常溶解的金屬，包括鋰。據(jù)報(bào)道Simbol, Inc. 現(xiàn)在正在加利福尼亞-墨西哥邊境沿線的索爾頓海地區(qū)從地?zé)猁}水中回收鋰。
5.鋰粘土礦床
世界上一小部分粘土礦床富含鋰。含鋰粘土礦床約占世界鋰資源的 7%。鋰粘土存在于火山口的湖泊的熱液蝕變沉積物中。通過(guò)用硫酸浸出粘土來(lái)回收鋰的方法已被證明是可行的。在土耳其，世界級(jí)的 Bigadi? 硼酸鹽礦床形成于充滿(mǎn)裂谷相關(guān)湖盆的熱液蝕變沉積物中，含有相關(guān)的鋰蒙脫石。
6.鋰沸石礦床
唯一記錄在案的鋰沸石礦床來(lái)自東歐巴爾干地區(qū)的新近紀(jì)盆地系統(tǒng)。Jadar 盆地的中新世湖床包括油頁(yè)巖、碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖和凝灰?guī)r。這些地層自生地長(zhǎng)有大量的 jdarite 層，這是最近公認(rèn)的沸石家族的硼-鋰硅酸鹽礦物。據(jù)報(bào)道，翡翠巖層有幾米厚。這個(gè)單一的翡翠礦床估計(jì)占世界鋰資源的3%。
以上是常見(jiàn)的六類(lèi)鋰礦石，目前用于提取鋰并制成碳酸鋰的鋰礦有鹽湖鋰、鋰云母、鋰輝石等。鑫海礦裝專(zhuān)業(yè)從事鋰礦提純工藝和設(shè)備等，如有需要?dú)g迎咨詢(xún)。
