鋰(Lithium)是一種金屬元素,元素符號為L(cháng)i,對應的單質(zhì)為銀白色質(zhì)軟金屬,也是密度較小的金屬。
在自然界中,主要以鋰輝石、鋰云母及磷鋁石礦的形式存在。
鋰的應用
在傳統領(lǐng)域,鋰可以用于生產(chǎn)新型合成橡膠、新型工程材料、陶瓷和稀土冶煉等,被譽(yù)為“工業(yè)味精”;而今,鋰又被稱(chēng)為“白色石油”,因為其在新能源領(lǐng)域,是鋰離子電池主要的原材料,是電池和電源領(lǐng)域無(wú)可爭議的較佳元素,被稱(chēng)為“能源金屬”;在醫藥領(lǐng)域,鋰是生產(chǎn)他汀類(lèi)降脂藥和新型抗病毒藥等新藥品的關(guān)鍵中間體。
如今全球電動(dòng)化浪潮為鋰撐起巨大空間,鋰產(chǎn)業(yè)已成為各國爭相發(fā)展的新興朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。
鋰的儲量分布
全球鋰資源極其豐富,現有儲量410萬(wàn)噸,儲量基數1100萬(wàn)噸。
世界上鋰儲量和儲備基地較多的國家有智利、中國、巴西和玻利維亞。
鋰資源主要賦存于鹽湖鹵水(地表和地下)和花崗巖偉晶巖礦床中。
鹽湖占世界鋰儲量的66%,占世界鋰儲量的80%以上。它們通常與鉀和鈉鹽以及鹵素(Br、I等)共存。)礦物質(zhì)。已知的重要含鋰鹽湖有玻利維亞的烏尤尼鹽湖、智利的阿塔卡馬鹽湖、中國的扎布耶鹽湖和察爾汗鹽湖、美國的銀峰鹽湖、塞爾鹽湖、大鹽湖、阿根廷的霍姆布雷埃爾托鹽湖和中東的死海。
花崗巖型鋰礦分布廣泛。比較有名的是偉晶巖礦床,位于加拿大的Banica湖、澳大利亞的Greenbushes、Kings Mountain、Bessemer、北卡羅來(lái)納、津巴布韋、Bikita、Kalibibu、納米比亞、諾諾-基托托羅、剛果、葡萄牙、前蘇聯(lián)和中國。主要礦石礦物為鋰輝石、透鋰長(cháng)石、鋰云母和薄水鋁石。
全球鋰資源分布:
據美國地質(zhì)局2021年調查數據顯示,全球已探明鋰儲量為2240萬(wàn)噸金屬量,其中智利占比較大,已探明資源儲量為920萬(wàn)噸,占比達43.7%,其次為澳大利亞和阿根廷,儲量分別為 570萬(wàn)噸、220萬(wàn)噸,占比為22.3%、10%。
2021年全球資源供給主力仍為澳洲鋰礦。據USGS統計,2021年澳大利亞產(chǎn)量約 29.3 萬(wàn)噸 LCE,占全球總產(chǎn)量的 52%,其次為智利、中國、阿根廷,分別占比 25%、13%、 6%。
2021年較新數據顯示,當前世界已探明的鋰礦資源中,智利、澳大利亞、阿根廷、中國、美國5個(gè)國家儲量占比達到85.73%。
我國鋰資源分布:
根據美國地質(zhì)調查局2020年發(fā)布的數據,我國已探明的鋰資源儲量約為540萬(wàn)噸,約占全球總探明儲量的13%。
我國的鋰資源雖然豐富,但80%左右存在于鹽湖中,主要分布在青藏高原地區,其中青海的鹽湖鋰儲量占全國鹽湖鋰儲量的約80%。
礦石鋰資源分布于四川、江西、湖南、新疆等省份,存儲量約為全國鋰資源存儲量的20%左右,其中四川省的儲量較大,占全國礦石鋰資源儲量的60%左右。
鋰資源供給現狀
鋰供給主體是鹽湖提鋰和礦石提鋰。
由于鹽湖提鋰成本較低,即便是以往鋰價(jià)低迷時(shí)期,南美鹽湖依然可以維持盈利,歷來(lái)都是保持滿(mǎn)產(chǎn)。再者,鹽湖生產(chǎn)周期長(cháng),產(chǎn)能爬坡緩慢,也決定鹽湖通常不會(huì )減產(chǎn)停產(chǎn)。鹽湖提鋰以南美鹽湖 為代表,鹽水被濃縮成鹵水,然后運輸至當地鋰鹽廠(chǎng)制成碳酸鋰,如有需要, 則利用碳酸鋰為原料再加工制成氫氧化鋰。
礦石提鋰是鋰供給的必要補充。相比鹽湖提鋰,礦石提鋰成本較高,優(yōu)點(diǎn)是礦石開(kāi)采可以靈活調節,以適應市場(chǎng)變化,即在鋰價(jià)高漲時(shí)增產(chǎn),在鋰價(jià)低迷時(shí)減產(chǎn)停產(chǎn)。
鋰礦石主要是指鋰輝石,澳大利亞是較重要的鋰輝石產(chǎn)地,礦山開(kāi)采出來(lái)的原礦經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工制成鋰精礦,銷(xiāo)往中國各地鋰鹽廠(chǎng)制成碳酸鋰、氫氧化鋰等鋰產(chǎn)品。最后,每當鋰價(jià)高漲時(shí),更高成本的江西宜春鋰云母礦山也會(huì )復產(chǎn)用來(lái)補充供給、保障供應。
除此之外,隨著(zhù)非洲綠地礦項目(Manono、Goulamina、Arcadia 等)陸續投產(chǎn),非洲鋰礦產(chǎn)量在全球的占比將呈明顯上升趨勢,鋰供應集中度將從高度集中向相對分散化演變。
從供應量上看,2021年全球鋰礦石產(chǎn)量約為10萬(wàn)噸(不包括美國),較2020年的8.25萬(wàn)噸增長(cháng)21%。2021年全球鋰資源消費量估計為9.3萬(wàn)噸,較2020年的7萬(wàn)噸增長(cháng)33%。
當前復雜多變的國際政治經(jīng)濟局勢下,多國政府表示將加強產(chǎn)業(yè)保護,建立自主產(chǎn)業(yè)鏈。目前全球鋰產(chǎn)業(yè)受限于澳洲過(guò)高的資源供給集中度,隨著(zhù)鋰需求日益膨脹,預計鹽湖鹵水型鋰資源在種類(lèi)多元和供給保障的戰略需求下將受到重點(diǎn)開(kāi)發(fā)。
鋰的提取工藝
目前有2種提鋰技術(shù),分別是礦石提鋰和鹽湖提鋰。
礦石提鋰技術(shù)
自然界中,含鋰礦石主要包括鋰云母、鋰輝石和透鋰長(cháng)石等。以鋰礦石為原料提取鋰、銣、銫等有價(jià)金屬的方法主要有石灰石法、硫酸法、氯化物法和壓煮法等。
自然界中,含鋰礦石主要包括鋰云母、鋰輝石和透鋰長(cháng)石等。以鋰礦石為原料提取鋰、銣、銫等有價(jià)金屬的方法主要有石灰石法、硫酸法、氯化物法和壓煮法等。
通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新和改造,進(jìn)一步降低成本是礦石提鋰技術(shù)的發(fā)展趨勢。與石灰石焙燒法相比,硫酸法、氯化焙燒法以及壓煮法能耗低、鋰的浸出率高,具有取代石灰石法的趨勢。
鹽湖提鋰技術(shù)
(1)沉淀法
將鹵水在太陽(yáng)下晾曬使其自然蒸發(fā)濃縮,經(jīng)去除硼、鈣、鎂等雜質(zhì)后,在母液中加入沉淀劑或鹽析劑使鋰以沉淀物的形式分離。沉淀法在工業(yè)上應用較早,工藝成熟可靠、生產(chǎn)成本低,但不適用高鎂鋰比的鹽湖。
(2)太陽(yáng)池法
利用地區低溫氣候得到高鋰混鹽鹵水(鋰接近飽和點(diǎn)),再經(jīng)太陽(yáng)池技術(shù)蒸發(fā)、升溫得到富鋰混鹽和芒硝等沉淀。目前該方法已被西藏扎布耶鋰業(yè)高科技有限公司于扎布耶鹽湖使用。
雖然該方法已經(jīng)實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn),但對資源賦存和當地自然條件要求苛刻,目前在中國藏北阿里地區和阿根廷部分地區已經(jīng)沿用此方法。
(3)吸附法
通過(guò)對鋰有選擇性的吸附劑吸附鹵水中的鋰,再用淡水解吸與其他雜質(zhì)分離并富集,再通過(guò)小型鹽田濃縮后化學(xué)沉淀鋰。
吸附法是一種從環(huán)境和適用性角度具有較大優(yōu)勢的鋰提取技術(shù),尤其是針對低品位的高鎂鋰比鹵水和海水提鋰。該方法的難點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)。
性能優(yōu)異的吸附劑,現階段吸附劑主要分錳系、鈦系離子篩和鋁系吸附劑。
(4)膜法
多在工業(yè)試驗階段,利用多種類(lèi)型的濾膜,逐步將鹵水中雜質(zhì)成分分離, 并富集濃縮鋰后化學(xué)沉淀鋰。優(yōu)點(diǎn)是對鹵水的適應性強,工藝簡(jiǎn)單、鋰的回收率高、選擇性好,對環(huán)境的影響小;難點(diǎn)在于研發(fā)高選擇性、低能耗和良好循環(huán)性能的濾膜。
(5)萃取法
通過(guò)有機溶劑萃取鋰實(shí)現鋰與其他雜質(zhì)成分的分離和濃縮,高濃度反萃液進(jìn)一步生產(chǎn)各種鋰鹽。優(yōu)點(diǎn)是可以處理高鎂鋰比鹵水,且易于工業(yè)化,但對萃取設備的較高要求,研究投入大導致該技術(shù)尚未成熟。萃取法使用的萃取劑包括有機溶劑和離子液體,有機溶劑萃取選擇性高但易腐蝕、污染環(huán)境;離子液體綠色環(huán)保但是萃取劑制取復雜。
(6)煅燒法
通過(guò)對提硼后的鹵水濃縮干燥、煅燒分解為氧化鎂,接著(zhù)用水溶出氧化鎂中的可溶性鋰鹽,再沉淀出碳酸鋰產(chǎn)品。煅燒浸取法生產(chǎn)工藝是青海中信國安科技發(fā)展有限公司自行開(kāi)發(fā)的鹽田老鹵工藝,主要針對高鋰含量、高鎂鋰比鹽湖,易于工業(yè)化,但能耗大、腐蝕性強、環(huán)境影響大、成本高。
(7)電滲析法
在外加直流電場(chǎng)的作用下,固態(tài)或液態(tài)離子交換膜對水中離子具有選擇性,使水中的一部分離子透過(guò)交換膜轉移到另一部分水中,從而達到分離鎂、濃縮鋰的目的。其優(yōu)勢在于可處理高鎂鋰比鹽湖、效率高;難點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)具有優(yōu)選擇性、高鋰容量和高穩定性的鋰捕獲材料。
(8)黏土提鋰技術(shù)
黏土提鋰具有綜合優(yōu)勢,開(kāi)發(fā)前景良好。黏土提鋰在速度上類(lèi)似礦石提鋰所需時(shí)間短,而成本又類(lèi)似于鹵水提鋰處于較低范圍。此前由于下游需求規模較小,鋰輝石及鹽湖率先產(chǎn)業(yè)化滿(mǎn)足供給而輕視了品位較低的鋰黏土。在新能源汽車(chē)的帶動(dòng)下鋰需求快速爆發(fā),鋰黏土因為自身提鋰技術(shù)的進(jìn)步及較大的資源儲量受到重視,具備良好的開(kāi)發(fā)前景。
鋰資源需求現狀
鋰終端消費主要可分為傳統領(lǐng)域消費及鋰電池兩部分,其中傳統領(lǐng)域應用主要包括玻璃陶瓷、潤滑脂及制冷液等,鋰電終端主要包括動(dòng)力電池、儲能鋰電池及 3C 消費電池等。
具體來(lái)看,2021年鋰終端消費仍以新能源汽車(chē)為主,整體占比超 60%,儲能占比約 4%,傳統行業(yè)占比約17%,隨著(zhù)鋰電池應用增速進(jìn)一步提升,預計鋰傳統行業(yè)應用占比將進(jìn)一步縮小,新能源汽車(chē)及儲能應用逐步提升。
細分下游需求看:
1、新能源汽車(chē):電動(dòng)化鋰消費主力
2020年是全球電動(dòng)化元年,新能源汽車(chē)發(fā)展核心驅動(dòng)力來(lái)自于政策疊加優(yōu)質(zhì)供給帶動(dòng)需求的雙重推動(dòng)。
中汽協(xié)統計,2021年國內新能源汽車(chē)銷(xiāo)量 350.7 萬(wàn)輛,同比高增 174.6%;歐盟地區2021年1-10月新能源汽車(chē)銷(xiāo)量 160 萬(wàn)輛,同比高增74.4%。
綜合考慮各國新能源汽車(chē)發(fā)展目標、當前滲透率、市場(chǎng)增速、單車(chē)帶電量等因素,預計2023 年世界新能源汽車(chē)銷(xiāo)量可達1143.8萬(wàn)輛,帶動(dòng)鋰資源消耗量達 52.1萬(wàn)噸LCE, 2020-2023年CAGR達到 59.0%。
2、儲能電池:能源革命正當時(shí),電化學(xué)儲能大有可為
碳中和背景下,儲能是實(shí)現能源革新的重要路徑之一,近年來(lái)各國紛紛出臺相關(guān)政策加速儲能行業(yè)發(fā)展進(jìn)程。
據CNESA,截止2021年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規模 209.4GW,新型儲能的累計裝機規模達 25.4GW,同比增長(cháng) 67.7%,占比提升至12.2%,主要以電化學(xué)儲能方式為主。相對于傳統抽水儲能方式,電化學(xué)儲能具有容量大,靈活性強等優(yōu)勢,其中鋰離子電池由于能量密度高,循環(huán)性能好,倍率性能強等優(yōu)勢發(fā)展迅猛,成為較具潛力的電化學(xué)儲能方式之一,2021年市場(chǎng)份額已超 90%。
根據國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲能發(fā)展的指導意見(jiàn)》規劃,2025年我國將實(shí)現新型儲能裝機規模 30GW 以上,據 CNESA 保守估測,2026年我國新型儲能裝機累計規模將達到48.5GW,對應2022-2026CAGR為 53.5%。
鋰離子電池憑借其優(yōu)越性能,或將持續作為增長(cháng)引擎推動(dòng)新型儲能的快速增長(cháng)。
據SPIR預測,2020-2025 年全球儲能鋰電池出貨量 CAGR 約為 54.5%??紤]到新能源發(fā)電并網(wǎng)配套儲能、5G 基站備用電源等需求,預計2023年全球儲能電池出貨量將達到 99.7GWh,帶動(dòng)鋰消耗量達到 6.8 萬(wàn)噸 LCE, 2020-2023 年 CAGR 達到 54.5%。
3、消費電子:市場(chǎng)飽和,增長(cháng)緩慢
消費電子目前處于市場(chǎng)飽和狀態(tài),市場(chǎng)增長(cháng)緩慢。隨著(zhù)智能手機以及智能家居的 普及,預計全球消費類(lèi)鋰離子電池行業(yè)規模未來(lái)持續穩定增長(cháng)。
據 Modor Intelligence 預測,全球消費類(lèi)鋰離子電池出貨量2020 年-2025 年的 CAGR 或超 6%。預計2023年消費電子鋰電池出貨量將達到 124.2GWh, 鋰消費量有望達 7.1 萬(wàn)噸 LCE,2020-2023 年 CAGR 為 6.0%。
4、傳統需求:與宏觀(guān)經(jīng)濟密切相關(guān)
鋰的傳統應用包括:潤滑劑、鋁冶煉、空氣處理、藥物、玻璃、陶瓷、專(zhuān)業(yè)應用(包括電磁爐灶面和炊具)、鑄鋼件及鑄鐵件。
根據世界銀行較新發(fā)布的《全球經(jīng)濟展望》,隨著(zhù)疫情緩解通脹高企,各國財政和貨幣支持相繼退出,全球增長(cháng)正進(jìn)入一個(gè)明顯放緩的時(shí)期,預計2021/2022/2023年增速分別為的5.5%/4.1%/3.2%。
鑒于傳統工業(yè)增速與全球經(jīng)濟增速基本同步,預計2023年傳統工業(yè)鋰用量 有望達到 17.2 萬(wàn)噸 LCE,2020-2023 年 CAGR 為 4.3%。
全球十大鋰礦企業(yè)
按市值劃分,世界上較大的鋰生產(chǎn)商是美國Albemarle(雅寶),市值達339億美元。Albemarle Corporation與智利第二大生產(chǎn)商Sociedad Químicay Minera de Chile (SQM)合作,在智利的Salar de Atacama開(kāi)展鋰礦開(kāi)采業(yè)務(wù)。Salar de Atacama自1980年代以來(lái)便一直從事鋰礦的開(kāi)采生產(chǎn),目前占據了全球近四分之一的鋰礦產(chǎn)量。
雖然澳大利亞和智利向全球輸送了很大比例的鋰礦石,但中國基于先進(jìn)的精煉生產(chǎn)技術(shù),在直供電池用的鋰礦精加工領(lǐng)域占據了全球50%的產(chǎn)能。這也使得我國在新能源金屬供應鏈中占據重要話(huà)語(yǔ)權,為未來(lái)我國的國家能源安全提供了重要保證。
得益于上述技術(shù)優(yōu)勢,我國有3家公司躋身世界前10大鋰礦生產(chǎn)商,分別為天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè)、四川雅化實(shí)業(yè)。其中,作為我國較大鋰礦生產(chǎn)商,天齊鋰業(yè)在位于澳大利亞的全球較大硬巖鋰礦Greenbushes擁有大量股份。
我國鋰礦企業(yè)
受鹽湖提鋰企業(yè)冬季減產(chǎn)、新能源需求旺盛等影響,鋰鹽銷(xiāo)售端依舊保持活躍。
從業(yè)績(jì)上看,2022年前三季度,“鋰礦雙雄”贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)均創(chuàng )造了歷史較好成績(jì)。
其中,天齊鋰業(yè)營(yíng)收246.46億元,同比增長(cháng)5倍多;凈利潤159.82億元,同比增長(cháng)近30倍。
同期,贛鋒鋰業(yè)營(yíng)收276.12億元,同比增長(cháng)近3倍;凈利潤147.95億元,同比增長(cháng)近5倍。
盛新鋰能、永興材料、藏格礦業(yè)、雅化集團、中礦資源、江特電機、天華超凈等鋰礦公司,都實(shí)現了4倍以上的凈利潤增幅。
鋰的政策
我國的碳酸鋰行業(yè)政策主要由國家發(fā)改委等部位通過(guò)鼓勵地方、外資和相關(guān)行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)投資及產(chǎn)業(yè)結構調整。例如,在《西部地區鼓勵類(lèi)產(chǎn)業(yè)目錄(2020年本)》中,國家發(fā)改委鼓勵云南、青海等地發(fā)展碳酸鋰產(chǎn)業(yè)。同時(shí),由于碳酸鋰目前的主要應用方向在動(dòng)力電池領(lǐng)域,相關(guān)產(chǎn)業(yè)的政策也會(huì )對其找出一定程度的影響。
鋰的價(jià)格
今年年初,電池級碳酸鋰價(jià)格約28萬(wàn)元/噸,今年3月份快速上升至50萬(wàn)元/噸,且在隨后幾個(gè)月里基本保持在46萬(wàn)元/噸以上的價(jià)格高位運行。
9月中旬,電池級碳酸鋰價(jià)格再次突破50萬(wàn)元/噸,并在11月一度突破60萬(wàn)元/噸關(guān)口,年內價(jià)格已翻倍。
上海有色網(wǎng)12月21日發(fā)布的較新數據顯示,電池級碳酸鋰報價(jià)當周再降1000元,已由11月上旬的60萬(wàn)元/噸降至55萬(wàn)元/噸,呈現穩步回落態(tài)勢。
鋰的項目
在2025年前有望生產(chǎn)的資源稟賦優(yōu)異的礦山項目主要包括:Greenbushes、Manono、Pilgangoora、ThackerPass、Wodgina和Sonora。
鹽湖項目分布較為集中,主要在中國和南美的“鋰三角”地區。項目繁多,但資源稟賦優(yōu)異的很少。
在2025年前有望生產(chǎn)的資源稟賦優(yōu)異的鹽湖項目主要包括:Atacama-SQM、Atacama-ALB、Uyuni、Cauchari-Olaroz和察爾汗鹽湖。
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