源起基金重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域 —— 鋰產(chǎn)業(yè)概況（一）
鋰資源是鋰電池的重要原材料，是一種具有戰(zhàn)略意義的“能源金屬”，被稱為“白色石油”和“工業(yè)味精”。鋰礦經(jīng)冶煉加工后可制得多種鋰鹽產(chǎn)品，傳統(tǒng)上廣泛應(yīng)用于玻陶、潤滑等領(lǐng)域。
作為最輕的金屬，鋰在金屬中比容量最高、得失電子能力強(qiáng)，因此鋰又是電池的理想材料。如今全球電動化浪潮為鋰撐起前所未有的巨大空間，鋰產(chǎn)業(yè)已成為各國爭相發(fā)展的新興朝陽產(chǎn)業(yè)。
產(chǎn)業(yè)鏈組成
鋰行業(yè)細(xì)分子產(chǎn)業(yè)鏈眾多。
在鋰產(chǎn)業(yè)鏈中，上游主要是鋰礦的開采，目前主要通過鋰礦石和鹽湖鹵水提鋰；中游主要是鋰鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)，初級加工階段的產(chǎn)品主要包括碳酸鋰（最基礎(chǔ)鋰鹽）、氫氧化鋰、氯化鋰等一次鋰鹽；進(jìn)一步加工可制取丁基鋰、金屬鋰等二次或多次鋰產(chǎn)品，其中碳酸鋰和氫氧化鋰按照純度與化學(xué)指標(biāo)也可以分為工業(yè)級和電池級，分別用于工業(yè)領(lǐng)域和電池領(lǐng)域；鋰下游分布廣泛，主要應(yīng)用于電池、陶瓷、玻璃、合金、潤滑劑、醫(yī)藥、航天及軍工等領(lǐng)域。
圖｜鋰產(chǎn)業(yè)鏈，源起基金整理
資源概況
一、資源儲備情況
１、從分種類看：鹽湖為儲量主體，礦石為供應(yīng)主體。從存在形式上看，自然界中鋰資源主要有鹽湖鹵水和偉晶巖兩種形式存在，其中封閉盆地鹵水占比58%，偉晶巖占比26%。供應(yīng)上，全球鋰資源以澳洲礦石提取為主，2020年西澳鋰輝石與中國鋰輝石/鋰云母供應(yīng)鋰合計(jì)占比約達(dá)為59%。
圖｜全球鋰資源存在形式占比，源起基金整理
２、從細(xì)分種類看：偉晶巖型品位較優(yōu)且工藝成熟。花崗巖偉晶巖型主要包括鋰輝石和鋰云母，目前市場生產(chǎn)碳酸鋰主要使用鋰輝石，其工藝已較為成熟；鋰云母則更適合用于生產(chǎn)玻璃陶瓷。與鋰輝石相比，鋰云母主要區(qū)別在于：1）鋰云母精礦中 Li2O 含量通常為2.0-3.5%，低于鋰輝石精礦的5.0-6.0%；2）鋰云母成分復(fù)雜導(dǎo)致提煉難度大，提鋰過程中會產(chǎn)生大量的長石粉、鉭鈮錫精礦、銣、銫等副產(chǎn)品。
圖｜左一：鋰輝石，右一：鋰云母（來源：公共網(wǎng)絡(luò)）
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黏土型品位較差但采礦成本低。相較鋰輝石，黏土型品位僅0.4%遠(yuǎn)低于花崗偉晶巖型（1.5%-4%），其主要優(yōu)勢在于便于開采、低剝采比且無需爆破，因此在前端采礦環(huán)節(jié)成本較低。當(dāng)前挑戰(zhàn)在于黏土提鋰未有商業(yè)化的先例，面臨一定的工藝壁壘、回收率、品質(zhì)等問題，在當(dāng)前高漲的鋰需求下一些鋰黏土提鋰項(xiàng)目已進(jìn)入可研階段。
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湖相沉積型目前難以有效利用。湖相沉積巖型鋰礦一般指產(chǎn)于沉積巖中的、尚不具備獨(dú)立工業(yè)開采具有市場競爭價(jià)值的鋰礦床。湖相沉積巖型通常鋰含量不高、賦存狀態(tài)不清楚或者往往沒有獨(dú)立礦物而是賦存在黏土礦物晶格中，難以經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)利用，但由于其資源總量非常大而引起了重視。
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鹽湖型趨于成熟具有戰(zhàn)略意義。鹽湖鹵水型通常指鋰離子濃度達(dá)到一定可提取標(biāo)準(zhǔn)的鹽湖資源，目前商業(yè)化的鹽湖大多數(shù)為南美易于開發(fā)的低鎂鋰比鹽湖，而針對我國高鎂鋰比鹽湖的提取技術(shù)正趨于成熟，未來可提取鹽湖的類型及范圍將不斷擴(kuò)大。全球的富鋰鹽湖大多存在于湖相沉積的封閉盆地中，以大陸型鹽湖為主，近年來地?zé)嵝图皻馓镄望}湖也在受到關(guān)注。
３、從儲量看——總量不斷提升，資源分布集中。2021年全球已探明的鋰資源量達(dá)到8900萬金屬噸，在高需求刺激下，隨著勘探的持續(xù)以及開采技術(shù)的更新，預(yù)計(jì)總量將會繼續(xù)提升。
細(xì)分國別來看，全球鋰資源主要以鹽湖鹵水的形式集中在南美鋰三角（玻利維亞、智利、阿根廷），占比約56.0%；以礦石的形式分布在澳大利亞地區(qū)，占比8.2%；中國占比5.7%位列第六，資源量較為豐富。
４、從資源稟賦看——我國稟賦相對較差。全球鹽湖鹵水鋰礦主要分布在玻利維亞、智利、阿根廷、美國、中國等國家，其中較難開發(fā)的高鎂鋰比鹽湖占比達(dá)到58.3%，我國大部分鹽湖以及資源量第一的玻利維亞Uyuni鹽湖均屬于鎂鋰比較高的鹽湖；全球巖石鋰礦主要分布在澳大利亞、墨西哥、捷克、美國、塞爾維亞、加拿大等國，其中澳洲鋰礦在資源量及品位上均具有優(yōu)勢，而墨西哥及美國礦石類型主要為黏土礦尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
二、資源供應(yīng)情況
從供應(yīng)量上看，據(jù)USGS數(shù)據(jù)，2021年全球鋰資源供給量約為10萬噸。其中，以礦石提鋰的澳洲占全球供給量的45%，而以鹽湖提鋰為主的智利、阿根廷、玻利維亞占全球供給量的33%，澳洲與南美仍是供給主體。
圖｜2021年全球鋰供給結(jié)構(gòu)，源起基金整理
我國鋰資源供給占比約22%。在當(dāng)前復(fù)雜多變的國際政治經(jīng)濟(jì)局勢下，多國政府表示將加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)保護(hù)，建立自主產(chǎn)業(yè)鏈。目前全球鋰產(chǎn)業(yè)受限于澳洲過高的資源供給集中度，隨著鋰需求日益膨脹，我國鹽湖鹵水型鋰資源在種類多元和供給保障的戰(zhàn)略需求下將受到重點(diǎn)開發(fā)。
提鋰工藝
根據(jù)鋰資源在自然界不同存在形式的資源特點(diǎn)，相應(yīng)提鋰方式也不同，目前主流的提鋰工藝為鹽湖鹵水提鋰和礦石提鋰。
鹽湖提鋰?yán)名}湖鹵水提取鉀鹽后的含鋰離子的鹵水，根據(jù)鹵水的特點(diǎn)使用不同的工藝除去鎂等雜質(zhì)，由于鹽湖提鋰不需要經(jīng)歷精礦加工環(huán)節(jié)，流程更簡單，因此成本較礦石提鋰低；礦石提鋰主要有鋰輝石提鋰和鋰云母提鋰技術(shù)，鋰輝石提鋰原料化學(xué)成分簡單雜質(zhì)含量低，我國在此領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢，鋰云母成分復(fù)雜，鋰含量較低，提鋰難度較高，但近年來相應(yīng)技術(shù)進(jìn)步不斷成熟，成本大幅下降。
一、鹽湖提鋰技術(shù)
目前常用的鹽湖提鋰主要采用沉淀法、離子交換吸附法、溶劑萃取法、膜分離法、煅燒浸取法、太陽池法、電化學(xué)法這幾類技術(shù)路線，技術(shù)重點(diǎn)在于吸附提取材料對鋰離的選擇性、通用性和復(fù)用性以及環(huán)保因素影響下的裝置投資成本。
其中離子交換吸附法、膜分離法的環(huán)保成本更低，而且利用吸附劑、納濾膜或電滲析膜可以更有選擇性地富集鋰離子，相對而言是更優(yōu)的選擇，但是也存在著吸附劑、納濾膜性能提升遇到瓶頸，電滲析膜通電能耗高且拆洗膜維護(hù)成本高的問題，未來的發(fā)展方向主要是高性能吸附分離材料的研發(fā)以及工藝流程的簡化。
二、鋰輝石提鋰技術(shù)
鋰輝石提鋰技術(shù)趨于成熟，主要的方法主要有硫酸焙燒法、氯化焙燒法、石灰燒結(jié)法、純堿壓煮法等。
其中目前主流的鋰輝石提鋰技術(shù)是硫酸焙燒法，在硫酸法的基礎(chǔ)上衍生出了硫酸鹽法和冷析法等先進(jìn)改良方法大幅提升了得到碳酸鋰的產(chǎn)品品質(zhì)。而我國作為鋰鹽加工大國，經(jīng)過二十多年的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展在鋰輝石提鋰技術(shù)工藝上不斷進(jìn)步，擁有技術(shù)優(yōu)勢。
三、鋰云母提鋰技術(shù)
鋰云母的提鋰技術(shù)在工藝方法上與鋰輝石類似，有硫酸鹽焙燒、硫酸焙燒法、氯化焙燒法、石灰燒結(jié)法、壓煮法，主流技術(shù)為硫酸鹽焙燒法。云母以硅酸鹽的形式存在，結(jié)構(gòu)較為緊密，前期需要高溫焙燒做脫氟處理，在鋰云母提鋰過程中面臨的主要問題是雜質(zhì)較多、易產(chǎn)生含氟的化學(xué)物質(zhì)侵蝕設(shè)備。
在焙燒階段，現(xiàn)在多使用復(fù)合鹽替換老式石灰石焙燒，使得固氟效率大幅提升。永興材料在焙燒過程中使用隧道窯，江特通過優(yōu)化輔料配比等方法都對鋰云母提鋰進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)提高提鋰效率。此外，鋰云母提鋰過程中產(chǎn)生的長石粉，鉭鈮錫精礦可以進(jìn)行綜合利用以降低提鋰綜合成本。
四、黏土提鋰技術(shù)
黏土提鋰工藝由賦存狀態(tài)決定。鋰的賦存狀態(tài)是決定黏土提鋰工藝的關(guān)鍵因素，黏土型鋰礦的主要物質(zhì)組成、化學(xué)成分決定了后續(xù)提取工藝甚至是凈化除雜過程。
分類型看，碳酸鹽黏土型鋰礦主要采用焙燒后硫酸浸出；火山巖黏土型鋰礦可采用直接浸出法、助劑焙燒法和氯化硫化法；賈達(dá)爾型鋰礦可采用多級破碎和濕式閉路重選洗滌后濃硫酸浸出的方法。
黏土提鋰具有綜合優(yōu)勢，開發(fā)前景良好。黏土提鋰在速度上類似礦石提鋰所需時(shí)間短，而成本又類似于鹵水提鋰處于較低范圍。此前由于下游需求規(guī)模較小，鋰輝石及鹽湖率先產(chǎn)業(yè)化滿足供給而輕視了品位較低的鋰黏土。在新能源汽車的帶動下鋰需求快速爆發(fā)，鋰黏土因?yàn)樽陨硖徜嚰夹g(shù)的進(jìn)步及較大的資源儲量受到重視，具備良好的開發(fā)前景。
工藝對比：鹽湖提鋰的技術(shù)工藝與鹽湖鹵水的資源稟賦相關(guān)，海外鹽湖憑借其優(yōu)異的資源稟賦提鋰成本甚至小于2萬元/噸，近年來國內(nèi)主要鹽湖企業(yè)提鋰技術(shù)進(jìn)步使得提鋰成本大幅下降，目前成本為3-6萬元/噸，但在鎂鋰分離技術(shù)，提鋰后資源的綜合利用程度上仍有技術(shù)改進(jìn)和成本下探的空間；鋰輝石提鋰技術(shù)較為成熟，4-6萬元/噸的成本也較高，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步大幅降本的可能性小；鋰云母提鋰成本較鋰輝石低，云母提鋰產(chǎn)生的副產(chǎn)品可進(jìn)行綜合利用，隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)能擴(kuò)張，鋰云母提鋰綜合成本有望進(jìn)一步下探。
圖｜部分提鋰工藝成本對比，渤海證券
結(jié)語：我國鋰行業(yè)發(fā)展前景良好，成長空間廣闊。下游為新能源行業(yè)，符合國家產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向，配套資金和政策支持力度很大，帶動上游原材料行業(yè)快速增長。后續(xù)文章會繼續(xù)從行業(yè)格局特征、生命周期、市場規(guī)模結(jié)構(gòu)、下游市場及驅(qū)動因素等方面探討鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及投資價(jià)值。
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