锂在地壳中含量约0.0065%,丰度排名第27位,从相对量来看均不短缺。全球硬岩型锂矿资源大多分布于西澳大利亚州、非洲南部、北美洲与中国等地。2022年,全球硬岩锂矿产量中,80%以上来自于澳大利亚。
含锂矿石主要包括锂辉石、透锂长石、锂云母与锂黏土等,其中,黏土矿为沉积型锂矿。锂辉石化学组成简单,颜色丰富,含锂量高,除硅和铝主要杂质外,其他杂质含量均很低。经过选矿组合工艺富集后,精矿可直接用多种方法提锂。锂辉石提锂技术成熟、成本低,是较稳定的锂工业矿物来源。
锂精矿选矿工艺多
锂辉石选矿工艺根据矿种不同包括正/反浮选法、磁选法、重介质选矿法与联合选矿法等。其中,浮选法应用广泛,磁选法适合含铁杂质矿,重介质选矿法适用于结晶粒度较粗、锂辉石与其他矿物密度差异不大的矿种。锂选矿一般需求破碎机、球磨机、分级机、跳汰机、浮选机、磁选机等设备。工艺、设备整体并不复杂。
硫酸法处理锂矿石需要先将锂精矿高温焙烧,使其结构由变的疏松,再经球磨后与过量硫酸混合,在回转炉中250℃环境下焙烧溶解,水浸后得粗硫酸锂溶液,经净化、沉锂、反复蒸发浓缩后获得碳酸锂产品。硫酸法优点是能耗低、效率高,但杂质较多并需要使用大量硫酸,对设备耐腐蚀性要求高。
石灰石焙烧法是将矿石与石灰石混合,充分研磨后在高温度环境下焙烧,使含锂矿石晶型转变,难溶性的锂盐转变为易溶于水的锂盐。再通过蒸发、结晶与分离得到氢氧化锂产品,或通过碳酸化生产碳酸锂。石灰石焙烧法具有较强的适用性,可用于所有资源提锂,但回收率相对低,能耗大。
硫酸盐法经过矿石与硫酸钾(钠)混合造球、高温焙烧,将得到硫酸锂,再经稀硫酸浸出,浸出液经净化、沉淀获得碳酸锂。硫酸盐法效率高、能耗低,但需要大量硫酸盐投入。
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氯化焙烧法主要是采用氯化剂使提取锂及其他高价值金属,优点是效率高、能耗低,缺点在于氯化物与盐类原料投入较大。
压煮法将焙烧后的精矿与一定量的碳酸钠混合均匀,在高温与加压条件下,利用钠置换出锂,然后往水浸料浆中通入二氧化碳,使碳酸锂转化为溶解度较大的碳酸氢锂,过滤蒸发后得到析出碳酸锂产品。该工艺流程短成本低,但对精矿品质要求较高。
在典型锂盐厂的成本构成中,锂辉石精矿占比达80%甚至更高,其他成本合计稳定在1.5万~2万元/吨,自供精矿的锂盐厂,生产碳酸锂运营成本平均在5万元/吨左右,即相对于目前的高价,锂辉石制碳酸锂具有极高的经济性。相对于盐湖提锂,锂辉石提锂具有技术可复制性强、前期投资少与产品丰富等特点,经济性前景较好;相对于锂云母,锂辉石资源规模、前期投资与现金成本均有优势,尤其是对于低品位的锂云母提锂,往往在碳酸锂价格较高时才能盈利。
锂辉石供给逐渐多元化
据美国地质调查局(USGS)数据,2021年,全球已探明锂资源量和储量分别为8856万吨和2200万金属吨,储量折合1.12亿吨LCE,其中,锂辉石(主要占比)与锂云母合计占比26%。中国的锂资源占全球约7%,结构上国内锂辉石占比更低,约为全国锂资源的10.9%,锂云母资源相对丰富,占比约为7.5%。
2022年,全球锂产量矿石来源中,锂辉石占比约46%;国内锂盐产量占全球比例达70%,按资源来源计,国内锂产量来源中锂辉石占比约为38%。
澳大利亚拥有世界上资源较优质的锂辉石矿,2021年产量占锂的40%左右,如位于澳大利亚西部,储量折868万吨LCE、品位可达2%的Greenbushes,基础设施成熟,水陆交通便利,全球无出其右。国内成熟的大型锂辉石矿相对较少,且储量大多在200万吨LCE以下,品位尚可,但大多位于四川西北部地区,海拔较高、基础设施相对落后且对环保要求高。
非洲锂矿具有较大潜力,如Manono储量在全球仅次于澳大利亚的Greenbushes,品位也较高。随着产能建设加速,2023年以后非洲新矿将逐渐贡献增量产能。美洲锂矿数量也并不少,有如Sonora等品位一般但储量较高的沉积型锂黏土矿,有望成为全球锂矿石供应的重要补充。
预计2023年和2024年全球锂辉石矿、透锂长石与黏土矿产量分别为57、76万吨LCE。其中,2023年,Greenbushes、Wodgina、Grota do Cirilo、Manono、李家沟矿、Thacker Pass为主要新增量。锂辉石供应国家来源多元化,锂黏土、透锂长石等也有放量。
此轮锂价上行周期,矿端短缺更为明显,PLS公司在BMX的拍卖价格进一步加速上行,并指引远期价格。此前,矿商与冶炼厂签订的包销合同无法跟上快速上行的锂盐价格。锂盐方面,锁量锁价协议从季度多转为更短周期,长单覆盖仍不完全,部分散单成交价格远高于长协价。此外,期货上市与第三方机构报价逐渐引入,锂金融属性增加,上游生产成本对锂矿、锂盐价格的约束下降。