我国锂铍钽铌矿产资源选冶加工现状与展望

孙传尧 , 朱阳戈 , 宋振国 , 张晓亮 , 孙小朋 , 肖仪武 , 王臻 , 何文洁 , 闫丽

中国工程科学 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (5) : 248 -258.

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中国工程科学 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (5) : 248 -258. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2024.05.020
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我国锂铍钽铌矿产资源选冶加工现状与展望

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Beneficiation, Smelting and Material Processing of Lithium, Beryllium, Tantalum, and Niobium Mineral Resources in China: Current Status and Prospect

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摘要

锂、铍、钽、铌选冶加工是保障我国相关资源安全供给的核心环节，鉴于资源禀赋的复杂性与矿区生态的脆弱性，需要加快形成适应我国资源特点的锂铍钽铌选冶加工技术体系。本文针对包括资源勘查、选矿、冶炼、材料加工在内的锂铍钽铌全产业链，总结了我国锂铍钽铌资源概况、选冶加工产业发展现状，分析了当代锂铍钽铌选冶加工的基本特点，凝练了锂铍钽铌资源勘查及选冶加工存在的问题。进一步研判了未来锂铍钽铌矿产资源选冶加工的重点任务，包括加强重点矿集区勘查、建立硬岩锂矿共（伴）生资源选冶综合利用技术体系、突破难处理液体锂资源清洁高效提锂关键技术、提高铍钽铌高端材料生产能力、加强尾矿综合利用研究、建立锂二次资源循环利用体系，提出了锂铍钽铌矿产资源选冶加工的保障举措，包括加强资源勘查，建立战略性储备机制，加强低品位资源综合利用和高端材料制备科技创新，给予铍采选冶加工企业以政策支持，扶持重点省份工业发展，建立区域性集中冶炼厂，支持我国企业境外投资资源开发，以此推动锂铍钽铌选冶加工及综合利用产业高质量发展、保障锂铍钽铌资源供应安全。

Abstract

The beneficiation, smelting and material processing of lithium, beryllium, tantalum, and niobium (Li-Be-Ta-Nb) resources is a core link for ensuring the safe supply of resources in China. In view of the complexity in resource endowment and the ecological fragility in mining areas in China, it is necessary to accelerate the formation of a beneficiation-smelting-material processing technology system for the Li-Be-Ta-Nb resources that adapts to China's resource characteristics. Focusing on the entire Li-Be-Ta-Nb industry chain including resource exploration, ore beneficiation, smelting, and material processing, this study summarizes the situation of Li-Be-Ta-Nb resources as well as the development status of the Li-Be-Ta-Nb beneficiation-smelting-material processing industry in China. Moreover, it analyzes the basic characteristics of contemporary of Li-Be-Ta-Nb beneficiation-smelting-material processing, clarifies the problems existing in Li-Be-Ta-Nb resource exploration and beneficiation-smelting-material processing, and provides the prospect of beneficiation-smelting-material processing and comprehensive utilization of Li-Be-Ta-Nb resources. The key tasks for the beneficiation-smelting-material processing of Li-Be-Ta-Nb resources identified in this study include (1) strengthening exploration efforts in key mining areas, (2) establishing a comprehensive beneficiation-smelting-material processing technology system for co-existing resources of hard-rock lithium mines, (3) achieving breakthroughs in key technologies regarding the clean and efficient extraction of lithium from refractory liquid-lithium resources, (4) improving the production capacity of high-end beryllium, tantalum, and niobium materials, (5) strengthening research on the comprehensive utilization of tailings, and (6) establishing a recycling system for lithium secondary resources. Furthermore, the study proposes the following safeguard measures: (1) strengthening resource exploration, (2) establishing a strategic reserve mechanism, (3) reinforcing the comprehensive utilization of low-grade resources and the technological innovation in high-end materials preparation, (4) providing policy support for beryllium mining, beneficiation, and smelting enterprises, (5) supporting the industrial development in key provinces, (6) establishing centralized smelting plants at the regional level, and (7) encouraging Chinese companies to invest overseas in resource development, thereby promoting the high-quality development of the beneficiation-smelting-material processing and comprehensive utilization of Li-Be-Ta-Nb resources and ensuring the supply security of Li-Be-Ta-Nb resources.

Graphical abstract

关键词

锂铍钽铌 / 战略矿产 / 选冶加工 / 综合利用 / 锂多金属矿

Key words

Li-Be-Ta-Nb / strategic minerals / beneficiation-smelting-material processing / comprehensive utilization / lithium polymetallic ore

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孙传尧,朱阳戈,宋振国,张晓亮,孙小朋,肖仪武,王臻,何文洁,闫丽. 我国锂铍钽铌矿产资源选冶加工现状与展望[J]. 中国工程科学, 2024, 26(5): 248-258 DOI:10.15302/J-SSCAE-2024.05.020

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一、 前言

锂、铍、钽、铌广泛应用于航天航空、国防军工、能源电池、热核聚变、信息、医疗等领域，具有不可替代性，是抢占科技制高点、关乎国家安全的战略资源[1~3]。锂、铍、钽、铌资源的安全和稳定供应，是支撑我国新能源战略、科技强国战略，实现“双碳”战略目标的关键。

我国是世界最大的锂、铍、钽、铌消费国，而自有资源供应能力较弱、对外依存度偏高，安全供应形势较为严峻。我国锂、铍、钽、铌资源储量相对丰富，而资源开发利用程度偏低导致国内资源供应不足。近年来，我国在生态脆弱地区发现了大量的硬岩锂资源，亟待开发[2~4]；硬岩锂矿多为锂、铍、钽、铌共（伴）生矿，存在品位低、成分复杂、选冶工艺滞后的情况，选矿与综合回收难度较大，尤其是分离锂辉石和绿柱石属于世界性难题[5]；新疆白杨河地区发现了大量的羟硅铍石，相应的选矿、冶炼技术尚未突破；盐湖资源镁锂比高，而提锂技术工程转化难度较大。

选冶加工是提高锂、铍、钽、铌资源保障能力的核心环节，为了增强国内供应能力，亟需形成适应我国资源特点的选冶加工技术体系。本文在深入分析我国锂、铍、钽、铌开发选矿与冶炼技术现状的基础上，概括行业发展特点、凝练存在的问题，展望行业发展的重点任务与保障举措，以促进锂、铍、钽、铌选矿与冶炼技术进步，推进锂、铍、钽、铌资源绿色高效开发利用，保障锂、铍、钽、铌战略矿产资源供应安全。

二、 我国锂铍钽铌资源概况及选冶加工产业现状

（一） 我国锂铍钽铌资源概况

我国锂、铍、钽、铌资源相对丰富，分布集中。中国地质调查局的统计数据[4]表明：我国锂矿、铍矿、钽矿、铌矿资源量分别为6.464×106 t、5.2×103 t、1.01×105 t、2.128×106 t，各占对应世界资源总量的6.11%、5.2%、14.85%、5.9%；锂矿主要分布在青海（41%）、西藏（28%）、四川（12.5%）、江西（7%）、新疆（3.5%）等省份；铍矿主要分布在湖南（33.4%）、新疆（24.9%）、四川（17.9%）、内蒙古（13.1%）、江西（5.4%）等省份；钽矿主要分布在江西（25.8%）、内蒙古（24.2%）、广东（22.6%）、湖南（8.60%）等省份；铌矿主要分布在内蒙古（79.4%）、江西（12.9%）、四川（3.3%）、广西（2.4%）等省份。

2022年，我国锂、铍、钽、铌矿产品原料对外依存度分别为67%、95%、93%、99%[4]。对外依存度偏高的主要原因是，国内资源开发利用难度高、矿石品位低、可供经济开采的资源占比较低，共（伴）生含有多种有价金属但综合利用困难。高镁锂比盐湖锂资源占我国锂资源总量的50%以上，以硫酸盐型为主，也含相当数量的氯化物型，镁锂比范围为20∶1~1200∶1。锂、镁性质相近且分离困难，在当前的技术经济条件下进行开发利用难度较大，导致提锂成本偏高[5]。我国铍、钽、铌矿的资源品位低，共（伴）生矿物复杂，开发利用难度高，具有经济开采价值的资源较少。我国铍矿品位多在0.05%以下，而国外主流品位为0.2%~0.6%；我国钽矿石品位约为0.01%，同样低于国外高产钽矿；我国铌资源多存在于低品位的共（伴）生矿中，五氧化二铌的平均品位仅为0.008 3%~0.043 7%，远低于国外的高品位铌矿石（如巴西的阿拉萨铌矿入选品位为2.5%）[5]。国内外的铍、钽、铌矿产品位差异显著，加大了我国开发利用相关资源的难度，亟需通过技术创新与工艺优化来提高开发利用水平和综合利用效率。

花岗伟晶岩和花岗岩型矿床是我国重要的锂、铍、钽、铌共（伴）生矿床类型。中国地质矿产信息研究院的相关数据表明，在我国的铍矿床中，与锂、铌、钽矿伴（共）生的储量占比为48%；花岗岩型钽矿占探明储量的77.3%，花岗伟晶岩型矿床为钽、铌、锂，钽、铌、钨、锡，钽、铌、铍、锆、稀土等共（伴）生，相应储量占比为19.4%。可见，针对两类资源的勘查与开发利用在提高锂、铍、钽、铌的资源保障能力方面具有重要意义。

（二） 我国锂铍钽铌资源勘查进展

近年来，在自然资源部战略性矿产资源找矿行动、国家重点研发计划项目、企业找矿工作的支持下，我国锂、铍、钽、铌矿勘查研究取得阶段性进展，为加快战略性稀有金属矿产资源国内勘探开发和增储上产确立了坚实基础。

在硬岩型锂矿方面，除了原先的12个锂矿成矿带（阿尔泰、大兴安岭、西天山、东天山、西昆仑、藏北、柴达木、松潘 ‒ 甘孜、四川盆地、秦岭、潜江凹陷、华南成锂（区）带），近十年来新发现了一些锂成矿区带以及相应的矿床，如阿尔金成矿带的瓦石峡南锂矿、怡达克锂矿、吐格曼锂铍矿、阿亚克（吐格曼北）锂矿、库木萨依锂矿、沙梁西锂矿、塔什达坂锂矿、黄龙岭锂矿，喜马拉雅成矿带的琼嘉岗锂矿、嘎波锂矿等。在新发现和已识别的成锂带中，存在工作程度偏低的锂矿床，如江南成矿带幕阜山矿集区的黄柏山锂辉石矿，松潘 ‒ 甘孜成锂带可尔因矿集区的加达、加达南锂辉石矿，甲基卡矿集区的木绒锂矿，柴达木盆地成锂区南北两侧的硬岩型锂矿等，可针对这些锂矿床开展深化找矿工作[6~9]。在盐湖卤水型锂矿方面，柴达木盆地众多盐湖的湖表卤水含氯化锂量普遍较高，有良好的找矿前景。

在铍资源勘察和找矿方面，发现了新的铍矿和铍矿化现象。在藏南错那洞，云南贡山 ‒ 腾冲 ‒ 盈江、龙陵、马关 ‒ 麻栗坡、梁河县那俄，南岭成矿带中亚带，新疆白龙山等地区发现了花岗伟晶岩型铍矿。我国火山岩地区也有相应的铍矿化现象，如东南沿海火山岩地区出现了强烈的铍矿化现象，大兴安岭地区发现了多处铍矿点[10,11]。这些找矿成果表明，我国铍资源有望在花岗岩型、伟晶岩型、火山岩型铍矿上取得突破，东南沿海火山岩地区、大兴安岭火山岩地区、藏南地区、新疆中西部地区具有良好的铍资源潜力。

我国伟晶岩型钽铌资源找矿前景可观。近年来，川西可尔因地区李家沟、甲基卡矿区外围，西昆仑大红柳滩、白龙山，阿尔金地区都取得了花岗伟晶岩型钽铌矿床找矿进展；但在这些地区侧重寻找锂资源，也应重视成矿岩体和靠近岩体的钠长石、微斜长石的钽铌资源。在我国东部，随着湖南省平江县仁里钽铌矿床的发现，江南造山带的稀有金属资源找矿工作逐步得到重视；在南岭地区，南平钽铌矿床所处的武夷地区的花岗伟晶岩型矿床具有钽铌找矿潜力；在青藏高原综合科学考察工作中发现了钽铌矿化现象，表明西南地区、西藏地区存在一定的钽铌资源找矿潜力；在其他地区如东天山的镜儿泉、与西昆仑毗邻的阿尔金地区，伟晶岩找矿工作也有良好前景[12,13]。此外，大兴安岭成矿带的稀有金属矿床研究薄弱，而该地区存在巴尔哲稀土 ‒ 钽铌矿床，近年来又在锡林浩特市附近发现了石灰窑云英岩型钽、铌、铷矿床以及伴生锂、铷、钽、铌的维拉斯托大型锡矿床；大兴安岭地区出露较大面积的火山岩，在某些地段有钽铌异常现象，也表明东北地区具有发现共（伴）生钽铌矿床的潜力[13]。

（三） 我国锂铍钽铌选矿技术与生产现状

花岗伟晶岩中锂、铍与钽、铌共（伴）生，花岗岩中锂与钽、铌共（伴）生，这两类锂多金属矿的高效选别分离对保障锂、铍、钽、铌资源供应意义重大[14]。但在实际生产中，锂得到较好的回收，钽、铌、铍的回收往往被忽略。

我国花岗伟晶岩型锂多金属矿中的有价矿物主要为锂辉石、绿柱石、钽铌矿物，其中共（伴）生的铍矿物、钽铌矿物含量通常较低，因而综合利用难度较高。锂辉石回收多采用浮选工艺，如四川甲基卡、业隆沟、李家沟、党坝，新疆志存等锂矿都采用了全浮的工艺流程（见图1（a））。多采用新型捕收剂低碱浮选回收锂辉石的工艺方案，锂辉石精矿品位为5%~6%，回收率为75%~85%。随着重介质选矿工艺的发展，近年来锂辉石选矿较多采用了重介质选别工艺，由重介质回收锂辉石精矿抛除部分低品位尾矿，再在重介质中浮选回收锂辉石。例如，新疆大红柳滩锂矿建成了重介质生产线，在实验室中针对重选尾矿开展了锂、铍浮选综合回收试验研究（见图1（b））；锂辉石的总体回收率为80%~85%，实验室中获得的铍精矿品位为6%，铍回收率超过60%。多数在生产的选矿厂未对钽、铌、铍开展综合回收，导致钽、铌一般富集在锂辉石精矿中；通常未进行钽、铌与锂的分离，铍一般损失在尾矿中。

相较花岗伟晶岩型锂矿，锂云母矿品位低、选矿难度大，规模大、采矿难度小，具有良好的规模效应，成为近年来我国锂矿开发的主要对象。自2020年起，一批云母型锂矿选矿厂投产，主要位于江西省、湖南省；又以江西省宜春市最为集中，包括宜春钽铌矿、化山瓷石矿、新坊钽铌矿、枧下窝锂云母矿等项目，奉新时代锂云母选矿厂的处理量达到1×105 t/d。云母型锂矿多采用浮选工艺，产出单一锂云母精矿。宜春钽铌矿、河北兴隆矿业公司钽铌矿的矿物含量较高，因而采用了先回收钽、铌，再在钽、铌尾矿中回收云母的工艺。其他矿中的伴生钽、铌并未得到有效回收。少数矿山采用简易重选（铺布溜槽+摇床）、磁选方法在浮选前回收钽、铌，但回收率较低。

（四） 我国锂铍钽铌冶金与材料加工技术及生产现状

我国是锂、铍、钽、铌冶炼生产大国，主要冶炼工艺较为成熟。锂冶炼提取生产工艺根据原料的不同可分为矿石提锂、卤水提锂。矿石提锂主要涉及锂辉石、锂云母两种原料，技术成熟，产品品质较好，但成本较高。矿石锂冶炼生产工艺有石灰烧结法、硫酸盐焙烧法、硫酸法、氯化焙烧法、压煮法等。早期矿石提锂主要采用石灰石焙烧法，存在除杂过程复杂、废渣量大等缺点，逐渐被淘汰。锂辉石冶炼以硫酸酸化焙烧法为主流，优点是锂收率高、工艺流程短、渣量少、能耗低，缺点是设备耐腐蚀性要求高、尾气处理成本高。锂云母冶炼在我国应用较广，多采用硫酸盐焙烧法，通过换用硫酸钠、硫酸钠钾等进一步降低生产成本。盐湖卤水提锂生产成本较低，但技术通用性不佳。国外盐湖锂资源以低镁锂比的优质资源为主，多采用较为成熟的沉淀法。我国盐湖锂资源超过80%的为高镁锂比资源，不利于开发利用；已在吸附法、膜法提锂方面取得技术突破，掌握了世界先进水平的提锂技术。

铍冶炼工艺有硫酸法、硫酸 ‒ 萃取法、氟化法。我国铍冶炼生产企业仅有五矿铍业股份有限公司、富蕴恒盛铍业有限责任公司两家，均以绿柱石为原料，分别采用硫酸法、硫酸 ‒ 萃取法；尚无硅铍石冶炼生产实践。美国企业的铍冶炼以硫酸 ‒ 萃取法为主，适应绿柱石、硅铍石等冶炼原料。主要通过湿法冶炼工艺从钽铌矿石中提取钽、铌金属，我国相关冶炼技术类型多样、产业规模大，在国际上处于领先地位。

锂材料加工的主要产品有金属锂、氯化锂、电池级碳酸锂、氢氧化锂等，我国均能实现自主生产，相应技术水平处于国际领先地位。我国是世界上氢氧化锂产量最大的国家，2023年产量为2.8×105 t，部分用于出口；我国碳酸锂产量约为4.6×105 t/a，也从南美洲等地区进口碳酸锂超过2×105 t/a。我国锂行业的工艺技术整体成熟，技术难点较少，仅剩超高纯金属锂等工艺环节有待突破。我国是世界第二大铍生产国，主要产品有金属铍、铍铜合金、铍铝合金、氟化铍等，均能实现自主生产，相应技术水平处于国际领先地位。我国主要的钽、铌材料均实现了自主生产，部分产品供出口，但一些高端材料需要进口。

三、 我国锂铍钽铌资源勘查及选冶加工特点

（一） 锂铍钽铌勘查找矿成果显著，资源储量与可利用资源类型均在增加

近年来，我国先后在川西、喀喇昆仑、喜马拉雅、阿尔泰等地区发现了具有一定潜力的锂、铍、钽、铌成矿带，探明或具有远景的锂、铍、钽、铌资源储量明显增加[6~8]。例如，志存锂业集团有限公司投入大量资金在阿尔金地区找矿，已于2023年投产[15]。四川大中赫锂业有限公司取得了四川阿坝加达锂矿的探矿权，正在进行勘探[16]。勘查发现的资源类型增多，除了常规的伟晶岩型矿床，在云母型锂矿、表外锂矿等类型的找矿上也有一定程度的突破。例如，江西省发现了磷锂铝石型锂矿点，锂含量为0.024%~0.77%，大部分达到花岗伟晶岩型锂矿的工业品位[17]。虽然磷锂铝石的开发利用仍然存在技术瓶颈，但在相应技术取得突破后将有良好发展前景。

（二） 锂产业规模快速扩大，锂云母与盐湖锂资源选冶技术进步明显

随着锂资源开发热潮的兴起，我国迅速扩大锂矿产业规模，建设并投运了一批大型锂选矿厂；锂辉石选矿厂规模达到6000 t/d，锂云母选矿厂规模达到1×105 t/d。锂资源的选矿装备呈现大型化趋势，已应用320 m3的浮选机，支持了低品位锂资源的规模化开发利用。然而，伴生稀有金属资源的回收利用技术仍待突破。

锂辉石、盐湖锂是传统的锂金属提取原料，锂需求量随着新能源产业发展而呈爆发式增长，在一定程度上驱动了含锂原料的开发利用技术研究。云母型锂矿、高镁锂比盐湖锂选冶技术攻关取得良好进展，云母型锂矿得到规模化开发利用，高镁锂比盐湖锂工业生产取得重大突破。针对黏土型锂矿、磷锂铝石等，也完成了较多的基础与应用研究。

（三） 装备进步带动选矿工艺变革，选矿药剂研发突破提高资源开发利用效率

在传统的锂矿开发利用过程中，选矿回收以浮选为主。基于多类传感器的光电分选设备、重介质旋流器等选矿设备，在金属矿应用上更为成熟，对锂选矿生产提供了直接支持。高梯度磁选机等高效装备在锂、铍、钽、铌资源开发中的应用逐步增多，支持了低品位钽铌抛尾与预富集、锂精矿中回收钽铌粗精矿、钽铌粗精矿精选等选矿工艺的开发应用。应用粗颗粒浮选机等新型浮选装备，提高了锂资源特别是锂云母的开发利用效率。高压电选应用于钽铌矿精选，实现了石榴子石、钽铌铁矿的分离。得益于选矿装备的技术进步，磁 ‒ 浮、重 ‒ 浮、磁 ‒ 重 ‒ 浮、磁 ‒ 重 ‒ 浮 ‒ 电等联合选矿工艺，在锂、铍、钽、铌金属矿的选矿研究与工业生产中得到更多应用[14,18]。

应用高效捕收剂，提高了钽铌矿物在锂精矿中的富集效率、钽铌综合回收利用率。在锂浮选药剂方面，应用高效螯合捕收剂、低温捕收剂实现了锂云母的高效开发[19]，使锂云母泡沫得到良好控制；应用新捕收剂也实现了锂辉石中性浮选。调整剂研制取得重大突破，开发了弱碱性锂铍分离铍抑制剂等代表性药剂，锂浮选活化剂完成了更新换代[20]。

（四） 锂铍精矿冶炼原料品位降低，高镁锂比盐湖锂资源提锂工艺取得新进展

锂铍冶炼技术的进步，提高了低品位物料的冶炼效率，显著降低了锂铍精矿冶炼原料的品位要求，如绿柱石冶炼原料品位要求由8%降低到不足6%，锂辉石冶炼原料品位要求由6%降低到4.5%，锂云母冶炼品位要求由3%降低到1.7%。

吸附法、膜法技术的突破，使原卤提锂成为可能。正在产业应用的吸附法涉及锰系吸附剂、钛系吸附剂，相应吸附剂可用于铝系吸附剂难以进行应用的硫酸钠亚型、碳酸盐型盐湖锂资源。正在产业应用的膜法涉及适应于高原低温的膜分离系统，解决淡水供应、降低传统机械式蒸汽再压缩设备成本及能耗的膜分离系统[21~23]。

（五） 锂铍钽铌材料加工工业体系完整，铍材自主生产能力稳步提升

我国是世界上少数具有完整的锂、铍、钽、铌工业体系的国家之一，可以生产除部分高端钽铌材料以外的所有产品。在高纯产品制备方面取得重要突破，铍铜、铍铁合金、5N钽粉、5N铌粉等产品实现了工业生产。在铍、钽、铌材料领域具有雄厚的产业基础和研发实力，突破高端材料制备技术壁垒的潜力良好。

为了满足国防军工等领域对高端铍材的需求、避免在关键领域受制于人，我国在铍材料领域持续加大投入，支持铍材料制备技术研发，大幅提升铍材料生产能力，基本满足相关领域自用需求。部分无法实现自主生产的高端材料类型，其制备技术处于研发过程中。

四、 我国锂铍钽铌资源勘查及选冶加工存在的问题

（一） 锂铍钽铌资源勘查存在的问题

1. 找矿勘查工作有待加强

近年来新发现了大量的锂、铍、钽、铌资源矿集区，但针对这些成矿带开展的勘查工作程度仍然较低，尤其是一些高寒、高海拔无人区的找矿工作有待加大查证力度。锂资源方面的待突破重点是：以松潘 ‒ 甘孜成矿带、西昆仑成矿带、阿尔金成矿带为重点，兼顾喜马拉雅成矿带、柴北缘茶卡北山、石乃亥、柴南缘（实际上属于昆仑成矿带）阿达滩、金水口的找矿工作。铍资源方面的待突破重点是：在藏南、滇西的火山岩和花岗岩出露地区，闽浙沿海、大兴安岭等火山岩地区开展深入研究。钽铌资源方面的待突破重点是：围绕松潘 ‒ 甘孜、阿尔泰、江南、藏南等成矿带中的高品位花岗伟晶岩型矿床，塔里木 ‒ 华北陆块北缘、秦岭等成矿带，郯庐断裂带中的碳酸岩型资源，开展找矿工作[13]。还应重视现有钨锡矿床中共（伴）生铍、钽铌的综合找矿工作。

2. 勘查工作与后续开发利用对接有所脱节

地质勘查找矿工作应注重与后续开发利用技术发展、当下市场经济环境的贯通性，不宜以找到“矿”为终点，而是侧重找到“有价矿”。当前开展的地质勘查找矿工作往往没有考察目标对象相关的详细工艺性质，而是简单根据《矿产资源工业要求手册》中工业品位、边界品位的界定，划定相应的资源量和储量。在后期开发利用时，有价元素分散赋存或赋存在某些难以利用的矿物中，有价矿物的粒度微细、与共（伴）生矿物间的嵌布特征过于复杂等因素，往往导致原来在地质勘查阶段认为是矿，而实际可利用性并不高的情况，如黏土型锂矿方面较多存在空有品位的“呆矿”。

3. 勘查工作与生态环境保护要求相统一的综合性解决方案有待形成

一些潜力较大的锂、铍、钽、铌资源的找矿区都在滇藏、川西、新疆等高寒和高海拔的生态环境脆弱地区。在我国生态文明建设不断深化的背景下，新一轮找矿突破行动明确要求，在生态保护红线内的战略性地质矿产勘查开采需实施差别化管理，不断提高自然资源要素的综合保障能力。在确保当地自然生态环境不受或尽量少受影响的前提下，有效且有序开展锂、铍、钽、铌稀有金属等战略性矿产资源的地质勘查行动，是亟待从国家战略高度解决的问题，也将促进锂、铍、钽、铌矿产资源开发与环境保护的和谐发展。

（二） 锂铍钽铌选矿存在的问题

1. 伴生铍钽铌等资源综合利用率低

新疆、四川、西藏等省份的锂资源多为花岗伟晶岩型的锂铍矿或锂铍铌钽矿。江西、湖南等省份的锂资源为花岗岩型，主要含锂矿物为锂云母，通常伴生有钽铌矿物。已开发的锂矿中，多数只回收锂辉石、锂云母；鉴于铍原矿品位低、锂铍分离工艺复杂等因素，在产矿山均未综合回收伴生铍资源。伴生的钽铌矿物嵌布粒度细、含量低，部分钽铌矿物可通过磁选或重选以与锂辉石分离。然而，除了宜春钽铌矿等少数矿山，大部分矿山均未进行钽铌矿物回收；已经开展的钽铌回收，回收率多在50%以下[14]。

2. 锂铍钽铌选矿研究不均衡

针对不同类型锂资源的选矿研究较为系统，在选矿工艺、选矿方法、选矿药剂、选矿装备方面等实现了工业应用，支撑了锂资源的高效开发 [18~20,24,25]。然而，针对铍、钽、铌开展的选矿研究较少，低品位铍矿物高效富集与锂铍分离、低品位钽铌经济开发利用等技术难题一直未得到系统的研究，一定程度上制约了铍、钽铌资源回收利用技术的发展。

3. 高寒高海拔地区资源开发困难

我国锂辉石矿多处于海拔较高、环境脆弱、基础设施薄弱、交通不便的地区，开发活动受到一定程度的限制，整体上利用程度不高。锂、铍、钽、铌资源浮选体系复杂，涉及回水回用等问题。花岗伟晶岩稀有多金属矿尾矿中通常含有结晶较好的石英、长石、云母等矿物，具有较好的综合利用价值；但以全粒级磨矿浮选为主的选矿工艺尾矿粒度过细，尾矿多分布在高海拔、欠发达地区，都降低了尾矿的可利用性，制约了尾矿的综合利用水平。

（三） 锂铍钽铌冶金与材料加工存在的问题

1. 锂铍钽铌冶炼工艺流程复杂

锂、铍冶炼工艺流程复杂，较普遍存在能耗高、产渣量大、自动化水平低、操作环境恶劣等问题；冶炼过程中产生的废气、废水、固体废物（“三废”）处理难度大，部分工艺冶炼回收率低；冶炼技术、成套设备的能耗优化、“三废”处理技术等需要进一步攻关。钽、铌分离技术难度大、冶炼工艺复杂、生产成本高，产品纯度有所不足。

2. 羟硅铍石等难处理资源缺乏经济高效的开发利用技术

羟硅铍石尚无成熟的冶炼生产工艺[26]。黏土型锂矿所需的选冶、综合利用方面的技术多处于实验室研究阶段，还难以支持黏土型锂矿的高效开发利用。在盐湖锂资源、硬岩锂矿开发利用技术较为成熟、二次资源回收规模逐步扩大的背景下，可将黏土型锂矿开发技术纳入技术储备并开展基础研究，为未来的工业开发筑牢基础。

3. 部分铍钽铌高端材料制备技术与产品缺乏

我国建立了较为完整的锂、铍、钽、铌工业体系，锂电材料制备工艺及技术达到国际先进水平，但铍、钽、铌高端材料供应能力不足，还需进口高端铍铜成品材料，高端钽材（含钽靶材、医疗用钽高端蒸镀材料等），高端铌材（含超导相关线材、加工件以及铌钛合金部件）。此外，在国产电容器行业中，几乎所有的钽电容器依赖进口或由国际厂商在国内生产，部分材料技术及产品存在壁垒。

五、 我国锂铍钽铌矿产资源选冶加工未来展望

（一） 锂铍钽铌矿产资源选冶加工的重点任务

加强锂、铍、钽、铌资源矿集区的勘查力度，形成大型资源基地并实现增储上产，提高硬岩型锂多金属资源伴生铍、钽、铌综合利用技术水平。加快高镁锂比盐湖资源提锂产业化发展，综合开发利用低品位云母型锂矿，储备羟硅铍石等难处理资源开发利用技术。进一步提高铍、钽、铌高端材料制备技术，提高锂、铍、钽、铌资源自主保障水平和高端产品自主供应能力。

1. 加强重点矿集区勘查，提高锂铍钽铌资源保障能力

积极开展国内锂矿勘查，提高西昆仑、阿尔金、川西等重点伟晶岩锂多金属矿带的勘查力度与资源保障程度，促进增储上产。进一步加强国内重点成矿地带的普查与勘探，增加国内后备有色金属矿产资源。深化勘查程度，将潜在的资源量转化成可进行工业开发的储量。加强西昆仑、阿尔金、川西等西部地区的伟晶岩型锂矿带的成矿理论、找矿勘探以及相应的锂资源量评估工作。

2. 建立硬岩锂矿共（伴）生资源选冶综合利用技术体系，提高铍钽铌国内资源供应能力

硬岩型锂多金属矿是我国铍、钽、铌资源的重要来源。制定川西、新疆、江西、湖南等地区的硬岩锂矿开发利用科技规划，针对制约硬岩锂多金属资源选冶加工及综合利用的瓶颈问题，研究和建立硬岩锂矿锂、铍、钽、铌选冶综合开发利用技术体系，提高伴生铍资源、伴生钽铌资源的综合利用率。需重点开展的技术研究有：新疆可可托海3号脉缓倾斜铍资源开发方案，低品位铍资源经济利用技术，羟硅铍石选冶技术，硬岩锂矿共（伴）生钽铌资源高效开发利用技术，铍清洁短流程冶炼技术，钽铌清洁冶炼技术，高海拔生态脆弱区锂、铍、钽、铌资源开发关键技术与装备，花岗伟晶岩锂资源评价与分离提取技术。

3. 突破难处理液体锂资源清洁高效提锂关键技术，降低锂资源对外依存度

制定青海、西藏等地区的盐湖和卤水型锂资源开发利用科技规划，加强高镁锂比盐湖锂资源和高碱性卤水型锂资源的清洁高效提锂关键技术研究，加快产业化，提高国内锂资源供应比例，降低对外依存度。需重点开展的技术研究有：新型高效选择性吸附材料开发、新型膜材料与镁锂高效膜分离技术、高镁锂比盐湖与高碱性卤水提锂技术。

4. 进一步提高铍钽铌高端材料生产能力，满足重点领域应用需求

以高纯度铍、钽、铌材料自主可控为目标，开展铍、钽、铌高纯金属和高端材料制备技术攻关，着力突破高纯铍金属，氟化铍，高端铍铜接触件，钽靶材，医疗用钽高端蒸镀材料，高端铌超导相关线材、加工件或铌钛合金部件，钽电容器等关键材料制备技术。推进重点领域关键材料的国产化进程，确保关键高端金属材料自主可控，满足经济社会发展和国防建设需求。

5. 加强尾矿综合利用研究，推进无尾化绿色生产

花岗伟晶岩和花岗岩型锂、铍、钽、铌稀有多金属矿尾矿中通常含有结晶较好的石英、长石等矿物，具有较好的综合利用价值。以全组分资源化利用为目标，加强资源属性、尾矿中非金属矿物综合利用技术等研究，开发尾矿高值化利用、规模化消纳等技术，探索构建锂、铍、钽、铌硬岩型锂矿无尾矿山生产模式。

6. 建立锂二次资源循环利用体系，降低对一次资源的依赖程度

随着新能源汽车产业发展，锂电池的退役量逐渐增大，对退役锂电池进行回收处理将降低废旧电池对环境的负面影响，也可回收和再利用有价金属资源。需加强锂电池等锂二次资源的回收利用[27]，开发废旧资源无害化处理、再生循环利用先进生产工艺并推进产业化，提高再生锂用量占比、废旧金属资源循环利用率，降低对原生矿产的依赖度，构建锂循环经济模式。

（二） 锂铍钽铌矿产资源选冶加工的保障举措

1. 加强锂铍钽铌资源勘查

我国的锂、铍、钽、铌资源多为低品位、共（伴）生矿，资源禀赋较差，导致对外依存度高。继续加大以锂、铍、钽、铌为代表的战略性矿产勘查投入，组织相关机构加强成矿理论、规律及找矿模型研究，加大找矿力度，重视花岗伟晶岩锂、铍、钽、铌多金属矿和独立铍矿的勘查找矿工作，切实提高国内锂、铍、钽、铌资源量，保障资源供应安全。

2. 建立铍钽铌资源战略性储备机制

铍、钽、铌集中应用于航空航天、国防军工领域的重点装备，用量少但尤为关键，目前对外依存度仍然偏高。我国铍、钽、铌生产可由国家相关部门统一组织管理，针对高品位优质矿产资源实施保护性开发政策，建立铍、钽、铌矿产品、金属及其制品的战略储备机制，更好保障国家在铍、钽、铌资源方面的应急需求。

3. 加强锂铍钽铌低品位资源综合利用、高端材料制备科技创新

发挥国家政策的引导作用，以矿山企业为主体，加快形成锂、铍、钽、铌资源开发利用的行业科技创新合力，构建锂、铍、钽、铌资源开发利用创新技术体系。聚焦锂、铍、钽、铌低品位资源综合利用，高端材料制备面临的关键共性技术问题，合理加大科技投入，加快开展技术攻关，着力突破低品位资源综合利用、高端材料制备技术，实现锂、铍、钽、铌高效开发和高端材料自主可控。

4. 给予铍钽铌“采选冶”加工企业以政策支持

我国铍矿资源面临原矿品位低、开发利用成本高的困境，国家需求与企业生产效益存在错位的情况；伴生铍资源基本未得到回收，钽铌综合回收利用率也较低。可发布针对性政策，给予低品位铍、钽、铌资源综合回收和冶炼加工企业一定的扶持，实施硬岩锂矿共（伴）生资源综合回收的税收优惠、技术补助等激励措施，提高企业综合开发锂、铍、钽、铌资源的积极性，保障低品位铍、钽、铌资源开发需求和自主供应。

5. 扶持新疆、西藏等省份的锂铍钽铌工业发展

新疆、西藏等省份基础设施条件薄弱、生态环境脆弱、自然条件差、矿产开采难度大，突出表现在花岗伟晶岩、盐湖锂资源开发进程慢、产品运输距离长、综合成本费用高。建议在税收、研发投入等方面加大扶持力度，促进新疆、西藏等省份的盐湖提锂、花岗伟晶岩硬岩型锂多金属矿综合开发；还可根据出口贸易额，按照一定的比例提供运输补贴，降低新疆、西藏等省份的锂、铍、钽、铌资源开发运营成本。

6. 建立区域性云母型锂矿集中冶炼厂

我国云母型锂矿资源集中度高，但在少量大型选矿厂外，众多的云母型锂矿选矿厂规模小、布局分散。锂云母的含锂量低、冶炼成本高、产废量大，小型厂家在生产上无法实现规模效应，对环境的负面影响也较大，在锂价低迷的市场形势下很难实现盈利。可在湖南郴州、内蒙古赤峰等地建立云母型锂矿集中冶炼厂，在锂云母选矿厂聚集的江西宜春地区整合并建立相对集中的锂云母冶炼产业集群；通过规模效应降低生产成本，利于冶炼废渣集中处理，减轻对环境的负面影响。

7. 支持我国企业在境外投资锂铍钽铌资源开发

为了保障相关资源的海外稳定供应，可借鉴发达国家的通行做法发布激励政策，支持我国企业在非洲、南美洲、俄罗斯等国家和地区进行锂、铍、钽、铌矿资源的勘查开发，发挥资金、技术方面的比较优势，参股或并购境外生产矿山，提升产业控制权和市场话语权。提高位于国外的锂、铍、钽、铌权益资源量，为我国战略性新兴产业的可持续发展提供资源保障。

六、 结语

锂、铍、钽、铌是支撑我国新能源战略、科技强国战略的关键原材料，而国内矿山产量难以满足自主消费需求。我国锂、铍、钽、铌资源储量相对较为丰富，资源开发利用程度低是造成国内资源供应不足的重要原因，存在着勘查工作与后续开发利用需求脱节，花岗伟晶岩型锂多金属矿开发利用程度较低，伴生铍、钽、铌等资源综合利用水平不高，锂、铍、钽、铌冶炼工艺流程复杂且环境影响大，部分铍、钽、铌高端材料制备技术与产品缺乏的现实情况。

未来，我国锂、铍、钽、铌消费量仍将保持增长，需要加强锂、铍、钽、铌资源勘查力度，全面提高硬岩锂多金属矿锂、铍、钽、铌综合利用水平，经济高效开发高镁锂盐湖资源，建立锂二次资源循环利用体系，攻克铍、钽、铌高端材料制备关键技术，提高风险环境下国内锂、铍、钽、铌资源的供应能力和高端产品自主生产能力，更好保障锂、铍、钽、铌资源供应安全，满足经济社会和国防发展对锂、铍、钽、铌资源的需求。

利益冲突声明

本文作者在此声明彼此之间不存在任何利益冲突或财务冲突。

Received date:August 9, 2024; Revised date: October 14, 2024

Corresponding author: Song Zhenguo is a professor-level senior engineer from State Key Laboratory of Mineral Processing Science and Technology. His major research field is efficient development and utilization of mineral resources. E-mail: songzhenguo@bgrimm.com

Funding project:Chinese Academy of Engineering project “Contemporary Strategic Research on Mineral Processing, Metallurgical Processing and Comprehensive Utilization of Lithium, Beryllium, Tantalum and Niobium Strategic Mineral Resources” (2023-XY-14)

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基金资助

中国工程院咨询项目“当代锂铍钽铌战略性矿产资源选冶加工及综合利用战略研究”(2023-XY-14)

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