一滴卤水的“化学元素周期表” ——青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市盐湖产业发展见闻
一望无际，水天相接。站在察尔汗盐湖边眺望，碧绿色的湖面如翡翠般晶莹剔透，盐湖析出的盐花所形成的结晶体，或形如珍珠、珊瑚，或状若亭台楼阁，一丛丛、一簇簇矗立于湖中，将湖面点缀得美轮美奂。
正是依托这片我国最大的盐湖，青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市大力发展盐湖产业，凭借科技创新推动盐湖资源梯级开发利用，从一滴卤水开始不断提档升级，努力实现盐湖资源综合利用这一目标，着力打造世界级盐湖产业基地。
察尔汗是蒙古语，意为“盐的世界”。这座世界第二大盐湖面积达5856平方公里，盐资源总储量达600亿吨，约占全国盐湖资源总量的三分之一。
1958年，首批盐湖开采大军浩浩荡荡挺进察尔汗盐湖，建立了青海钾肥厂，依靠人拉肩扛三天三夜生产出10公斤钾肥，实现了我国钾肥“零”的突破。
钾肥又被称为粮食的“粮食”，是农业三大基础肥料之一，对农作物生长起着不可替代的作用。我国是典型的贫钾国家，因此，长期以来，我国需大量进口钾肥以保障国内供应，且进口依赖度维持较高水平，国内氯化钾的价格也受国际市场影响较大。
格尔木市工信局局长谢瑞芳告诉记者，察尔汗盐湖钾资源储量5.4亿吨，占全国已探明资源储量的90%以上。加快开发进度，稳定钾肥产量是察尔汗盐湖的重要使命。
65年后的今天，察尔汗盐湖的开采工作仍在继续。记者看到，碧绿的盐湖中，停泊着几艘水采船，船的一侧还连接着一根延伸至岸边的管道，可将卤水直接输送至采收车间。
“这是我们自主研发的水采船。”青海盐湖工业股份有限公司（以下简称盐湖股份）钾肥分公司负责人介绍说，水采船是钾肥生产采输卤系统中的核心设备，盐湖股份自主研发的水采船改变了进口设备掉头耗时，盐田边角矿无法采收、采矿效率低下、采矿航道精度低等多重缺陷，且造价仅为国外设备的一半，采矿效率能达到国外设备的1.5倍。
走进机器轰鸣的盐湖股份钾肥分公司生产一车间，记者看到，各条生产线正满负荷工作着。盐湖中的卤水经过筛分、浓缩、浮选、结晶、固液分离等环节后，形成了钾肥的主要成分——氯化钾。
“作为主力生产车间，生产一车间每天可生产大约一万五千吨氯化钾。”车间主任丁启军告诉记者，车间生产出的氯化钾是初级工业原料，需运输到下游公司进行再加工，才能成为市面上常见的复合肥。
如今，盐湖股份钾肥产量已达500万吨/年。然而，增产仍然在路上。今年，盐湖股份中试基地投入使用，“高收率氯化钾冷结晶新工艺研发与工程化示范”项目成功入驻，“通过对结晶器的改造，用同样的原料可以生产更多钾肥，在增加经济效益的同时，也有利于盐湖的长远发展。”中试基地技术部部长史忠录告诉记者。
谢瑞芳表示，钾肥的成功生产让更多“中国粮”用上了“中国肥”，对保障国家粮食安全具有重要意义，为把中国人的饭碗牢牢端在自己手中奠定了坚实基础。
镁作为一种金属元素是察尔汗盐湖的另一种优势资源，它是生产氯化钾的副产物。
察尔汗盐湖镁资源储量40.6亿吨，居全国首位。2008年，青海盐湖镁业有限公司（以下简称镁业公司）启动了青海盐湖金属镁一体化项目，投资规模超过400亿元。
“废物资源化和循环高效化是这个项目最鲜明的特征。”镁业公司技术总监应毅介绍说，生产金属镁的原料是钾肥生产时产生的废液老卤。每生产1吨钾肥，会产生12吨废液老卤，老卤长期排放会产生对环境造成破坏的“镁害”，而废液老卤中含33%的氯化镁则是电解法生产金属镁极为优质的原料。通过卤水精制、脱水、电解等加工环节，公司便可生产出金属镁。利用废液老卤生产金属镁不仅减少了原料成本，而且省去了废液排放费用，化“镁害”为“镁利”，实现了变废为宝的目的。
在金属镁的电解车间里，记者看到，68台电解槽整齐排列，电解槽上方悬挂着圆锥形的加料仓。
“将料仓中的无水氯化镁颗粒料加入电解槽与电解质发生电解反应所产生的镁液，再通过真空抬包车运送到连续精炼炉，使镁产品纯度达到99.90%，再通过铸造机浇铸，形成镁锭。”应毅介绍说，电解金属镁的过程会产生大量氯气，因氯气有毒有害，金属镁一体化项目通过乙烯法和乙炔法生产聚氯乙烯（PVC）来消耗氯气，在整个产业链生产过程中甲醇装置副产大量二氧化碳，乙炔法PVC装置产生大量电石渣，这些产出的废气、废渣等又通过纯碱厂进行再利用，由此形成以金属镁生产线为主线，煤化工线和氯碱化工线为副线的一体化循环经济链条，基本做到生产过程无废物排出，实现资源和能源的可持续利用、促进环境保护和生态文明建设。
然而，由于金属镁装置连续稳定生产存在技术瓶颈问题，金属镁一体化项目各装置只能低负荷运行，产能不能得到有效释放，致使资源未能得到高效利用和循环利用。为解决金属镁关键技术“卡脖子”问题，镁业公司实施了青海省首个“揭榜挂帅”项目——“盐湖老卤制备无水氯化镁关键技术研究及应用”。目前该项目已经进入了四次试车阶段，优化整改工作仍在有序进行。
应毅表示，项目的实施将进一步推动金属镁电解关键核心技术的攻关和突破，能够实现低能耗经济稳定运行，探索出一条适合盐湖电解镁的关键工艺技术及装备的技术路径，为镁产业发展提供强有力的科技支撑，进而带动煤、石灰石、钠、氯等资源综合开发利用，构筑完整的循环经济产业链条，实现盐化工、煤基化工、天然气化工、有色工业多产业间融合发展。
锂作为新能源汽车电池所需的重要金属元素，是天生的“电池金属”。随着近年来新能源汽车的发展，锂电池产业也迅速壮大。
察尔汗盐湖中氯化锂储量1204万吨，虽然储量丰富，但因其锂浓度较低，镁浓度较高，盐湖提锂既是一道世界难题，也是格尔木盐湖产业发展的重要课题。
在青海盐湖蓝科锂业股份有限公司（以下简称蓝科锂业）的厂区里，道路两侧整齐排列着一些叫作吸附塔的大罐子，它们是盐湖提锂的核心设备。
“我们厂区共有200座吸附塔，将卤水输送至吸附塔中，停留一段时间，吸附塔中的吸附剂会吸附卤水中的氯化锂，再通过40度的热水将氯化锂洗下来，变成氯化锂溶液，实现镁锂分离。”蓝科锂业副总经理孙永龙向记者介绍道，蓝科锂业所采用的提锂方法是吸附法，生产过程中使用的吸附剂为蓝科锂业自主研发，目前已经研发至第三代。这种方法解决了超高镁锂比、低锂浓度盐湖资源的开发，而且整个生产过程在常温下即可进行，生产能耗低。
不仅如此，蓝科锂业生产过程还坚持生态优先，将提取锂之后的卤水排放回采区溶矿，如此往复，实现了卤水的循环使用，全过程绿色清洁无排放。
据介绍，经过多年的不懈努力，蓝科锂业已成功解决了盐湖提锂的世界难题。数据显示，2022年，蓝科锂业生产碳酸锂3万吨，实现净利润79亿元。
“‘十四五’期间，我们将进一步优化提锂技术，扩大碳酸锂生产规模，提高锂资源综合利用率，建设锂电储能一体化‘零碳产业园’，布局5万吨磷酸铁锂、2万吨氯化锂等项目，推动锂电新材料上下游高附加值产品开发。”孙永龙对记者说。
据格尔木市财政局局长张得财介绍，盐湖产业已经成为格尔木的支柱产业。今年1—7月，格尔木30户规模以上盐湖资源开发利用企业工业总产值266亿元，占全市工业总产值的64%，实现营业收入290.2亿元，利润总额130.6亿元。
沧海桑田，昆仑春秋。幅员辽阔的察尔汗盐湖是千百年来堆积而成的巨大财富。在经历了从单一的钾资源开发，到钾、锂、镁等资源多元化发展的阶段后，素有“中国盐湖城”美誉的格尔木正聚力打造生态盐湖、创新盐湖、智慧盐湖、安全盐湖，加快建设世界级盐湖产业基地，让察尔汗盐湖迸发新的生机与活力。