【水不只往低处流?重磅论文揭示地下水密码:“看不到地下水流,就把它‘画’出来”】“人往高处走,水往低处流”这句话,揭示着世间再平常不过的规律。然而,凡事都有个例外,比如,在我们脚下的“深地”,水不一定只往低处流。

地下水如何循环,是地下水科学研究最基本的问题之一。尽管早在1963年匈牙利裔加拿大科学家J. Tóth就用解析方法绘制了地下水系统复杂的多级嵌套结构,但人们很少从现场观测和试验中真正认识地下水流情况,这大大限制了地下水系统理论的完善和相应的“深地”开发利用。

8月9日,我国同位素水文地质领域的研究人员主导发表在《地球物理研究快报》(GRL)上的一篇重磅国际合作研究论文——《钻井地下水年龄和化学成分剖面上转折点揭示盆地多级嵌套地下水系统》https://t.cn/A6IaUI49,不仅佐证了地下水并不只是“往低处流”,更揭示了地下水循环的丰富内涵和精湛细节,这将为我国深地资源开发利用提供难得的科学基础。

论文在线发表后,《中国科学报》联系采访了该论文的第一作者、中国地质调查局西安地质调查中心高工张俊,以及论文通讯作者之一、中科院地质与地球物理研究所研究员庞忠和。

△ 地下水多大岁数?取出来测一测

地下水循环的问题在地下水科学研究领域的基础地位,堪比爱因斯坦定律之于物理学。然而,与地表水相比,地下水“不可见”及其水系统结构复杂的属性,使得人们在野外识别它的难度很大。

看不到它,就把它“画”出来。在内蒙古高原的鄂尔多斯盆地,科学家们以这里的地下水系统为对象,施展起了他们的“绘画天才”。不过,他们用来作画的“笔墨”,是钻井剖面上的地下水年龄数据和地球化学成分信息。

水从地表渗入地下开始算起,到采样时所经过的时间,就是地下水的年龄。庞忠和告诉《中国科学报》,通过摸底不同地点地下水的年龄、水位等情况,再结合化学成分特征画线,找到“转折点”,就能准确描摹地下水的多级嵌套循环系统。

而要获得实测地下水年龄和化学成分,首要的问题就是要精准取样。然而由于钻孔内地下水一般处于运动状态,传统的“全井抽水”试验方法很难取到不同深度的分层样品,而详细的分层样品数据恰恰是刻画地下水系统结构的关键信息。

工欲善其事,必先利其器。创造和改进试验和测试技术,是研究团队要闯的第一道关。

庞忠和告诉记者,双栓塞(double-packer)地下水分层采样与试验系统最早于本世纪初经由国际原子能机构(IAEA)技术合作项目引入我国,在深层地下水勘查和高放核废物地质处置选址项目中开始应用。但是,它在实践中也遇到一些问题。2010年以后,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心的研究人员重新设计了“双栓塞分层抽水试验系统”,在设备材质、耐压性能、止水效果等方面加以改进,使其能够适应我国深井高水压条件下的分层取样要求。

“国产新设备可以满足水文地质勘查工作需要。”张俊对《中国科学报》介绍说, “在鄂尔多斯盆地,我们通过控制取样流量和降深,并通过建立水质现场监测评价方法,避免了取样过程中‘层间越流’和外来水混入的可能。”张俊表示,这些举措有效提高了采样质量,为精细刻画地下水系统打下了可靠的基础。

取样之后就是“定年”。不过,常用的氚(3H)和碳(14C)同位素方法测定上限分别为60年以内和4万年以内,这对于年龄动辄超过4万年的大型盆地深层地下水而言,显得不够用。

“本次研究采用了最新的氪(Kr)同位素定年技术。” 庞忠和对《中国科学报》介绍说,5年前我们和中国科技大学教授卢征天团队合作,开展测量技术和应用条件的研究。

Kr是惰性气体,81Kr的半衰期是23万年,定年范围可达130万年,而且81Kr在地下无干扰源,化学性质稳定,不和其他物质发生反应,是古老地下水的理想定年方法。但该方法的应用长期受限,这缘于81Kr同位素在自然界中的丰度极低,传统方法很难以检测到。

在破解这一难题过程中,量子测量技术发挥了重要作用。庞忠和告诉记者,基于激光冷却原子阱技术(ATTA),卢征天团队自主研发了ATTA痕量同位素分析实验装置,为81Kr的痕量分析提供了“测量神器”,现在定年只需要20千克水样,大大拓展了该方法应用领域。

卢征天团队也是本次研究的重要参与者。他告诉记者,ATTA是一种量子测量技术,该方法可实现单原子水平的计数,具有极高的灵敏度。

“ATTA可以在每微升为10-14 同位素水平(STP)的氪气中计数极低浓度的85Kr和81Kr原子。”卢征天对记者解释道,通过技术改进,他们目前已经获得了更好的原子冷却、收集和检测效率,可将Kr同位素定年实际应用所需的地下水样品量从200kg减小到 20kg,并提高了测量精度和定年范围。现在,中国科学技术大学是国际上唯一拥有有能力实现地下水采样、气体分离提纯和ATTA同位素分析完整流程的实验室的单位。

“在ATTA技术加持下,Kr同位素定年法已成为国际上公认最好的古地下水定年方法。”庞忠和说。

△ 让地下水流“显形”

综合运用地下水分层抽水试验系统、3H、14C、81Kr和85Kr以及水化学成分等多种示踪定年和数值模拟等技术,研究团队在钻孔内确定了详细的地下水位、年龄和地球化学实测剖面。

“这些剖面可以帮助我们更好地区别地下水多级嵌套系统之间的界面。”张俊说,通过将这些实测剖面与数值模拟结果得到的地下水流场和年龄场进行对比验证,就可以基于多种证据圈定地下水系统的空间结构,从而有效识别并精细刻画出地下水系统的多级嵌套结构(如图)。

地下水流1的副本.jpg

鄂尔多斯乌审召盆地地下水系统的多级嵌套结构:(a)图是地下水流系统多级嵌套结构示意图,(b)图是地下水流和年龄数值模拟结果。张俊 供图

与前人在鄂尔多斯盆地的研究结果(地下水最大年龄4万年)相比,该研究首次发现超过20万年的地下水,得到的地下水年龄剖面比以往研究更加精细准确,使人们对鄂尔多斯盆地地下水循环规律的认识达到了新的高度。

“这是我国地下水科学界20年努力的一个里程碑式的进展。”庞忠和告诉《中国科学报》:“如果说上个世纪澳大利亚大自流水盆地的研究给人们呈现了大型沉积盆地地下水循环的宏大格局的话,今天我国的鄂尔多斯盆地则展示了这个循环系统的丰富内涵和精湛细节。而这恰恰反映了其本质特征。”

而在研究中先后涌现的科技突破——研究团队成功实现了packer和ATTA设备的国产化,更让庞忠和心生感慨:“从同位素水文地质学角度来讲,packer和ATTA两项顶尖技术整合起来,再加上科学深钻连井剖面的研究平台,无疑是做深层地下水科研的最好状态了。”

△ 为“深地”应用筑牢科学基础

谈及该研究的意义,庞忠和表示,总的来说,这是一项应用基础研究,其对区域尺度地下水系统理论研究提供了重要佐证;并且它结合了地球系统科学的概念,也有力推动了地下水科学向前进步。

不仅如此,尽管目前还无法直接评估该成果的实际应用价值,但其对于深地资源和空间利用的指导意义仍然非常可观。

“比如核废料处置、二氧化碳地下封存等,需要寻找一个安全、稳定的地下环境,只有类似区域尺度地下系统被精细刻画出以后,人们才好决定去哪儿封存。”庞忠和展望道,这在当前“碳中和”背景下意义深远。

当然,这类研究对于地下水的资源评价和可持续开采而言,是必不可少的理论基础。

庞忠和举例说,近年来,作为世界上三个最干旱的极端干旱区之一的新疆,居然也时不时会发生洪水现象——这是全球变暖、气温升高以后冰川融化退缩的结果。干旱地区发洪水的时候怎么办?“当我们了解清楚了地下水文状况后,我们给新疆提供了具体建议:把多余的冰川融水存在地下,建一个地下水库。这作为应对气候变化的一个手段,现在已经行动起来了。”

此外,相应的理论成果还将进一步指导区域地热资源开发、地下空间利用等的开展。庞忠和说,在当前全球应对气候变化的大背景下,“深地”开发是一个重要手段,但在之前,“我们需要先解码”。https://t.cn/A6IaUI4C

我真的圆满了!!!感谢杨洋和迪丽热巴两位优秀的演员,让书里的于途和晶晶活了过来并来到了我的世界 让我有幸见证了两位绝美的爱情 感谢顾漫大大和王之导演的保驾护航,百分之百的提纯还原度真的太棒了 我已经好多年没看过电视剧了 小荣耀真的是今年拍的最好的国产剧 bg之光
平行时空的于老师和晶晶要一直幸福下去哦[打call]
祝你们早生贵子 嘿嘿[偷笑]

氢氧化锂电话会议纪要20210813
锂市场三个方面的变化
1、定价体系的变化:给价格施加上涨压力、溢价显著、上游集中性
2、锂盐来源结构的多元化:锂云母供给占比在中国超过了盐湖,仅次于锂精矿。锂盐来源主要是盐湖提锂,因为能降低海外矿的依赖度且工艺越来越成熟即成本控制、品质越来越优化。
3、正极材料结构变化:三元和高镍的上升导致氢氧化锂、镍需求爆发,所以氢氧化锂供给最为紧张,价格涨幅更高。

氢氧化锂、锂行业的变化和未来走势

市场进展情况超出预期:预计9月份氢氧化锂粗颗粒12万以上,四季度比较看好,来自于韩国客户的需求会进一步加剧,因为他们在镍和钴上面资源更有优势,在氢氧化锂上面容忍度会更高一些。锂已经进入了一个锂资源和锂加工的错配+需求推动价格上升周期。

工艺路线:碳酸锂盐湖+硫酸经提纯来做氢氧化锂的工艺路线已经有公司在做,但将近7000-8000吨的两三条产线在连续生产4个月左右都碰到了产线中毒的问题,产量和质量下降得都很厉害。所以盐湖制取氢氧化锂最为成熟的做法即硫酸法已经碰到了问题,所以没有3-5个月左右的时间是不能解决提高产能的问题。

Q&A环节
Q:拍卖机制越发盛行,有没有出现可能出现不做长单而在网上拍卖的趋势?
A:长单继续会保留,昨天CXO和赣锋就签了长协,所以主流还是长单、包销,还有一部分的量通过拍卖来做。而且锂作为一个大宗有色商品具有周期性,必须要有长单机制。

Q:氢氧化锂的生产依赖于澳矿,那么国内锂云母供给是否有多元化迹象?
A:暂时看不到这种可能性。因为盐湖级硫酸法已经出现问题,氢氧化锂已经达不到像矿石那么好的情况,包括建设中用到的设备、材质都受到了影响。所以氢氧化锂资源端增加至少要1-2年。

Q:锂云母做出来氢氧化锂的质量如何?川矿质地如何?
A:锂辉石精矿做出来的氢氧化锂各方面都好得多,品质控制更好一些。而锂云母成分是不固定的,所以稳定性会差一点,最大的问题就是废弃物的处理,包括未来从回收料的情况来看做碳酸锂更好一点。川矿品味会低一点,但最后做出的氢氧化锂其实是一样的。

Q:盐湖产线中毒主要原因是什么?
A:工艺过程当中国内普遍都是以氯根盐湖为主,做碳酸锂的过程中氯根一般是100-400ppm之间,氯根负极形成盐酸。工艺中不断加入氢氧化钠、氢氧化钙做中和来形成碱性的东西,但因为有氯根和杂质元素的存在,氢氧化锂的品质下降得很厉害。而且设备腐蚀会很厉害,导致磁性物质超标。

Q:盐湖如果不做氢氧化锂,直接做磷酸铁锂就不会产生问题吧?
A:它需要提纯,直接做三元不太好用。现在国内工业级碳酸锂价格不断上升,磷酸铁锂的储能方面增量也比较大,动力电池磷酸铁锂的释放都会投产。而国内用在动力电池磷酸铁锂的产品供给量很少且标准很高,所以下半年提纯的碳酸锂的生产线也开始紧张起来。

Q:青海那边做盐湖提锂的企业自己会有提纯的产线嘛?
A:基本上没有。因为当地很缺纯净水,不能满足提纯要求。且再次提纯要求氯化钠要降低,但当地是盐水,还需要进行氯化钠除盐,成本会更高。

Q:在高价位的锂盐成交量很大嘛?
A:8月份还是局部情况,但估计到9月份以上12万就很普遍了。

Q:价格继续这么涨的话,会不会给签过长单协议的供给方产生很大影响?
A:长单协议也会根据市场价格类推,调价情况每个企业也都不一样。

Q:现在氢氧化锂比较合理的价格是多少?
A:从原料端来看还是在供需博弈,一直到明年价格上升还是正常的,因为需求节节攀升,矿价上涨产品也随之上涨,但涨到多久还是不能确定。

Q:长单海外出口定价机制有哪些呢?是不是每家都不一样呢?他们的定价和海外出口价格情况是什么样的?
A:一般来讲有几种方式来定价:由第三方价格做参考给折扣、以第三方锂精矿的价格+加工费、几种方式中和而确定价格。长单有折扣所以略低于市场价。

Q:现在海外出口定价大概是多少呢?
A:散单16美金以上,长单价格每家不太一样。

Q:下半年松下、三星氢氧化锂需求订单会有多大比例的上升呢?
A:从润滑脂行业反馈来看,同行们都在强势减量提价,总体来看,今年下半年他们极度偏紧。

Q:判断第四季度价格还在上涨的主要原因是什么呢?
A:总的来讲是供需不平衡,8-9月整个供应链下游客户来不及减少加工量来进行博弈,所以现在基本来看情势是向上游段倾斜,到国庆节前后会更加明显,各种砝码会偏向供应量,产品完全低于安全库存。所以总体来看,至少从动力电池磷酸铁锂、氢氧化锂需求来看会大量增加,所以价格还会上个台阶。

Q:从目前趋势上来看,价格上涨会不会有限度,下游承受的极限会多大呢?
A:动力电池的汽车行驶里程在300公里以上,基本78-80公斤氢氧化锂/车,锂盐价格每增加10000元将导致700-800的成本上升。所以每个环节时间节点不同,大家忍受上限会升高。碳酸锂还不好判断会不会达到上一轮高点,而氢氧化锂会超过上一轮高点。

Q:今年氢氧化锂态势很倾斜,那么明年供求失衡现状是否加剧呢?
A:以现在拿到的订单来看,至少明年氢氧化锂的订单都是老客户订单,所以下游很好的企业明年很有可能因为供应量缺失安全线会导致暂停生产线。

Q:这波氢氧化锂价格上涨的大潮中,从产业链利润分配来看,分给矿端还是加工端呢?
A:随着价格水涨船高,矿端压力一定会传达到下游去的,而涨价收益不一定会分享。

Q:2022年年底或2023年会有一波产能供给出来,但是之后又会有一段时间的紧张状态,是不是到2025年之前都处于高位震荡?
A:锂资源端和整个产能加工端的错配是存在的。真正的加工能力其实在上一波行情,即17年到18年的上半年之间,国内有足够的加工能力,那么这些加工能力的释放速度会非常快。锂精矿今年或者未来行情能不能破前期锂盐的高位,值得注意的是,前两天拍卖的价格已经破掉了16、17、18上半年一轮行情当中锂精矿的高价,当年最高价是1200美金,现在已经完全破掉了,破掉了以后锂精矿的利润是极度暴利的——正常的情况在400-500美金,现在能够卖到1200美金,还在继续往上。因此,大的资本会大量涌入目前一些绿地项目。特别是加工能力并不缺的时候,当有足够的锂精矿供应、资源端进来,包括盐湖的投资也会加快,之前提到的云母上面也会加快,锂云母的资源有足够的利润的时候也会开发。所以这些供给的诸多力量使得它短期又会出现供给过高,过高了以后价格能维持住是很难的。

Q:成本曲线应该是一次比一次抬高了吧?很多澳洲的地方也在做冶炼厂,产品出来之后其实就是卡在成本曲线最高处,所以如果跌不破他们成本曲线的话,可能就维持到7-8万的价格是吗?
A:如果说有些机构或者是有些长单,是按照锂精矿的开采成本、合理的利润以及加工费来做的那种长单,可能就维持在高位了。比如说终端汽车厂商,最看重的是供应链的安全,如果某个产品投资了几百个亿,到后面的时候锂盐供应不上会很难。

Q:现在环境当中,碳酸锂和氢氧化锂的价差其实是在逐渐拉大的,看待用碳酸锂苛化去做氢氧化锂的路径?
A:苛化工艺做氢氧化锂最大的问题就是回收率不高。锂盐的价格到了高价位,如果再用氢氧化钙等来做的时候,成本会太高的,因为丢掉的锂太多了,经济性不那么好,当锂价格较低,苛化就比较有价值。

Q:目前原材料库存的情况怎么样?
A:国内来讲,原料端大家80%-90%都是从海外澳大利亚过来的。库存端部分锂盐厂有保障。

Q:锂盐厂利润价差未来会扩大多少?会不会挤压利润?
A:如果有稳定的锂资源供给,在这一轮行情里面,红利是不会少的,完全可以转嫁到下游去,只是时间的错位而已,比如突然拍卖1250美金的价格以后,有些压力就直接就传达到八月份去了,也有的客户传达不下去。

Q:明年冶炼厂单吨净利润能达到3万能吗?
A:现在陆陆续续同行已经披露了一些公告,是有达到3万的,那么按照现在市场的紧缺程度和资源错配的情况来看,如果有稳定锂资源供应,生产又比较稳定,品质也比较好的锂盐,那么3万的平均利润,在未来的半年或者一年的时间里面,只会增加,而不会说往下的。

Q:如果上游锂辉石涨价,延长到正极,是完全可以传导下去的吗?
A:至少到明年年底之前,这个传达应该是或迟早的事。

Q:10月份之前下游电池厂的排产、锂盐的库存准备情况是怎么样的?下游锂盐的库存变动是怎样的?会不会从8月开始到国庆,其实他们库存是一直下降的,只不过到10月份下降到他们的安全库存以下?

Q:下游正极厂在8月、9月产量会上升?
A:基本如此,因为有一些锂盐的价格,他们是能够消化的,那么意味着开工率也不断的在提升。这个传达有一些过程,因为一流的企业不断的拿到订单,产能打满的时候,第二梯队的锂盐厂也会供给给第二梯队的正极材料企业,陆续的也会得到一些新增的订单,逐渐传达需求会越来越高。

Q:未来氢氧氧化锂跟碳酸锂两种产品,它的价差会维持在一个区间,还是有可能拉到一个前所未有大的差距?
A:在低价位的时候,他们两者的差距很小,比如说在5、6万以下的时候,两者的差距不大的。随着时间的推移,当价格都到了高位的时候,氢氧化锂和碳酸锂的价差有2-2.5万左右的差价都是正常。因为氢氧化锂的技术壁垒也好,供应链切入也好,都有一定的门槛。

Q:如果价差拉大,氢氧化锂和碳酸锂单吨净利润的差距有没有拉大?还是随着价差拉大,盈利能力也增加了?
A:价差拉大的时候,氢氧化锂盈利能力肯定是已经增加了。

Q:氢氧化锂从工艺路径、技术难度来讲,跟碳酸锂比较,到底难点在哪里?
A:从指标来看,单水氢氧化锂一般氢氧化锂的含量是56.5%,实际上相当于锂的话,大概就是99%的程度。而现在电池级碳酸锂要求是99.5%以上,所以从杂质的控制、产品一致性的要求来看,难度肯定是氢氧化锂高的。所以门槛最主要的不是说你的产品有多好、单向指标多,而是综合的一致性还要很好。氢氧化锂产品本身的成本也比较高,生产的环境要求也比较高,在一致性的要求上也比较高,国内包括全世界比较大的几个巨头做高镍的产品,也陆陆续续出现过一些事故。#投资##价值投资日志[超话]#


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 而且,所谓的“分手后做朋友”也是可以简单分为两种情况的,并不是所有的“分手后做朋友”都一样。所以,你如果现在遇见的情况是两个人还能像朋友一样聊天,不知道复合的概
  • ▫️单针·奇异博士··▫️奇异博士是漫威的强大魔法师,在漫威电影宇宙中也深受大家喜爱,他利用超能力和神器来保护着世界,更要与力量强大党羽众多的卡西利亚一决高下,
  •     人生建议:婚姻不顺,离婚不是唯一的选择,离婚之后虽然也有不少的人有重新得到了幸福的生活,但是更多的人却是生活的更糟糕,你离婚你要首先明白自己的情况,你是
  • 人生如逆旅、我亦是行人。可至少你不孤单啊、你经历过的、古人也一样感同身受。
  • “扭转天心”系逆向而动之词,意为用道术改变已定或天定之格局,该书名即是不同凡响的,也只有那个特定的年代,可出此名之书!这类流传了不知多少年的老书,过去就那么闲置
  • 名气非常大,所以预约手术比较难,排队时间长#北京吸脂医生测评 测评医生:东方瑞丽秦继锋,美莱陈育哲 测评项目:吸脂|抽脂 问题:北京大腿吸脂手臂抽脂哪个医生口
  • 有很多人质疑过你打球的方式,质疑过你职业生涯的选择。多年后的我们没有气力和耐心与后浪争论,那个曾来自阿克伦的小孩有多么出色,曾经完成过何种伟大的成就,当我们有幸
  • [加油]好像更肯定了自己喜欢的是什么工作。上去前紧张的牙发抖,上去后,就真的一点都不紧张了,这是我在大学里的第二次展示了,下次要做的更好。
  • 土地更紧缺的荷兰和比利时冲到第四第五,超越光照条件和土地资源条件更好的意大利。中国排名第14,与法国和智利数据很接近。
  • 当然,并非是分手完全是由你导致的,希望不要误解,感情是两个人的事,而非一个人的事,如果你客观反思过之后,并没有发现自身的问题,那么你就需要冷静下来,反思一下你们
  • 9✎﹏ ʜᴀᴘᴘʏ ɴᴇᴡ ʏᴇᴀя不期待‮如突‬其来‮好的‬运,‮希只‬望2022的所有‮力努‬都有回报。10༓新⃟ ⃟年 快⃟ 乐⃟༓ ᵧₒᵤ♡◡̈ ◡̈
  • 东郊记忆是成都东区音乐公园,集合音乐、美术、戏剧、摄影等文化形态的多元文化园区,作为工业时代遗留的产物,它完整地保留了几代人熟悉的厂房记忆。【案例分享】项目名称
  • 爱我的人,谢谢你。理不直气也壮.jpg[doge])年底了,写个总结吧,帮助过我的人,谢谢你。
  • 很快一个月过去了,她提出要结婚,不想这么无名无份的过日子,我本想就不领证了,这么过下去也挺好的,我很满足,但是考虑到领了证也没什么,她乐意就领呗。后来的两条把我
  • 选择比努力重要,但是,大多数人都无法做出正确的选择,或者,做出了正确的选择,中途也会放弃,为什么?首先,你要去问问你选择的依据是什么,如果搞不清楚,去咨询一些你
  • 杨明义89X48作品生于江苏苏州。苏州国画院画师。
  • 曾以深度报道和新锐评论著称的南方报系自然也不例外。也在意料之中,毕竟主流媒体早就开启了宏大叙事时代。
  • 前期调整的券商银行保险板块会受益,包括地产最近都表现的相对强势。3.政策明朗2022大概率不会像2021年一样改革铁锤不断,包括教育医疗互联网房地产的政策都将趋
  •   来沈支起烤鱿鱼摊  他们想在这座城市里安定下来  张丽和爱人老芦是黑龙江人,在老家开了七八年的烧烤店,夫妻俩的烤鱿鱼在当地小有名气,生意很不错。这个夏天,他
  • 双方将携手在医疗健康产业、联合营销、长期养老服务、保险服务等方面进行深度合作,打造出“保险金融+康养服务”的融合创新合作模式。双方将携手在医疗健康产业、联合营销