激光诱导击穿光谱技术在锂矿资源方面的应用前景（一）

随着新能源产业爆发式的增长，2022年全球对锂电池的需求达到439GWh，预计到2025年，全球锂电池需求量达到1223GWh。但是，碳酸锂生产端的增量相当有限，巨大的供需落差，迅速推高了碳酸锂的市场价格，10月份的供货价已经超过50万/吨，要知道仅在一年前的2021年初，碳酸锂的市场价才5万/吨。有报道称，到2030年，仅靠现有和在建的锂矿生产项目，全球将出现约50%的锂需求缺口。

锂存在于各种铝硅酸盐矿物中，其主要“硬岩”来源包括花岗岩和伴生伟晶岩。锂是一种轻质元素，原子量仅为6.94，在化学元素周期表中，锂排在第三位，是最轻的金属原子，排第一个和第二的氢和氦都是气体原子。锂作为自然界中最轻、标准电势级最低的金属元素，是天然的电池金属，在自然界中，锂主要以锂辉石、锂云母及磷铝石矿的形式存在。锂矿石资源集中于澳洲、加拿大、非洲等地，智利的Atacama、阿根廷的HombreMuerto、玻利维亚的Uyuni构成了著名的锂三角区域。我国锂资源主要分为卤水锂资源（青海湖）及矿石锂资源（花岗岩）

锂在岩石和矿物中通常含量较低，现有的常规检测手段无法在现场对矿石进行定性检测。以目前的技术要对锂矿石中锂含量的定性只能凭经验判断，如果要对矿石做精确定量分析，则需要对矿石制样后送专业实验室做化学分析或者用ICAP等离子体原子发射光谱仪来检测，但锂矿所在地方，很难有条件建立如此专业的分析实验室，因此锂矿的现场检测一直是个难题。

激光诱导击穿光谱技术（LIBS）则为锂矿的勘探带来了全新的方式。激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy, 简称LIBS）是一种原子发射光谱。它利用高能量聚焦脉冲激光光束激发样品表面，对产生的原子光谱通过算法分析得到对应元素。2012 年 8 月，美国宇航局（NASA）的“好奇号（Curioity）”探测车正式登陆火星，该探测车上搭载了一套 LIBS光谱仪设备作为对传统 XRF 设备的补充，对火星岩石进行了成分分析实验，出色的完成了检测任务，从而 LIBS 技术开始被人所熟知。

相对于传统的手持XRF设备只能检测矿石中的部分元素，LIBS光谱仪可以进行全元素分析，特别是对原子量排在前几的碳、锂、硼等轻质原子的定量分析，更是LIBS光谱技术的强项。

随着高能微型激光器技术的成熟，LIBS光谱设备已经可以做成更易于携带的手持激光诱导击穿光谱仪，简称手持LIBS，为锂矿的勘探及开采带来了便利，2021年由美国公司率先投入市场，2022年中国的星帆仪器则以更优异的性能和极高的性价比的国产手持LIBS设备逐步取代了昂贵的进口设备。