磷酸铁锂关键原材料介绍

2018-12-26      4041 次浏览

常规来说,新能源汽车产业链大致分3个环节:上游有有色金属原材料,中游有车载动力电池材料供应商和电池生产商,下游有整车厂商。新能源汽车产业链的核心部分是新能源整车生产、动力电池和动力电池材料,其中,磷酸铁锂动力电池正极材料的投资机会最被看好,而磷酸铁锂的关键原材料则是碳酸锂,碳酸锂由矿产资源提炼而成,在自然界中储量有限,具有极强的地域性和稀缺性,属于稀缺资源。因此,在新能源汽车产业链中,碳酸锂资源的战略重要性就显得尤为突出。


一、碳酸锂行业发展现状


全球碳酸锂行业的现状是,资源门槛极高、产能高度集中。截至2007年年底,全球碳酸锂总需求约为9.3万吨,国际上主要生产商有智利的SQM、美国的FMC和德国Chemtall合计年产能为7.8万吨,占全球80%市场份额。由于规模化生产碳酸锂的企业必须拥有锂资源储量较为丰富的盐湖资源开采权,这使得该行业具备较高的资源壁垒;另一方面,由于全球盐湖绝大多数资源都是高镁低锂型,而从高镁低锂老卤中提纯分离碳酸锂的工艺技术难度很大,之前这些技术仅掌握在少数国外公司手中,这使得碳酸锂行业又具备了技术壁垒。因此,造就了碳酸锂行业的全球寡头垄断格局。


在自主研发盐湖提锂、提镁技术及生产工艺的基础上,我国一些大型工业企业近几年来在扎布耶盐湖和柴达木盆地深处开始建设碳酸锂、氢氧化镁等化工产品生产基地。目前国内生产碳酸锂的企业主要集中在西藏矿业、中信国安、西部矿业集团、青海盐湖集团这四家公司,而西藏矿业和中信国安又占了其中绝大部分,这两家公司2008年碳酸锂总计产量也不超过4000吨。


资料显示,地处青海高原腹地的柴达木盆地富含有钾、钠、镁、锂、硼等矿产资源,其中氯化镁31亿吨,约占全国保有储量的99%;氯化锂近1400万吨,占全国保有储量的83%。2007年初,青海中信国安科技发展公司西台吉乃尔湖万吨级碳酸锂项目在柴达木盆地正式投产,使西台吉乃尔湖成为国内重要的碳酸锂生产基地。


二、碳酸锂行业发展瓶颈


目前,碳酸锂全球产能依然偏低,生产成本高,尚未真正实现大规模的开采提炼,公司仍在寻找更经济合理的生产方式,当前阻碍碳酸锂行业发展的最大问题仍是生产工艺技术。短期来看,西藏矿业和中信国安在生产技术上尚有不足,年产量分别只有2000吨,占主营业务收入比例较低,难以带动业绩大幅上升。


中科院副研究员李健介绍说,盐湖提锂、提镁技术“瓶颈”的突破并逐步形成产业化生产,标志着我国已拥有自主研发知识产权的盐湖资源综合利用基础,盐湖资源综合开发进入大规模生产锂、镁的全新阶段。


三、国内碳酸锂生产企业分析


中信国安:


中信国安现持有青海国安99.375%的股权。青海国安成立于2003年,主要从事青海西台吉乃尔盐湖中锂、钾、硼、镁等资源的综合开发。西台吉乃尔盐湖位于柴达木盆地中部,面积570平方公里,液体资源储量为氯化锂308万吨、氯化钾2656万吨、氧化硼163万吨、氯化镁18597万吨。按设计产能计算,以上资源至少可供公司开采25年以上,潜在经济价值1700亿元。


中信国安目前正积极争取东台吉乃尔和一里坪盐湖的开采权。据悉,青海国安总投资22.94亿元,设计生产规模为年产3万吨碳酸锂、100万吨硫酸钾镁肥、7.5万吨硼酸。如果此目标能够顺利实现,中信国安将成为全球第二大和国内最大的碳酸锂生产商。


但由于生产环节不稳定,设备频繁检修,2007年全年,中信国安仅生产碳酸锂1800吨左右。据透露,目前,中信国安碳酸锂拥有的4条生产线只开工了2条,而且一直处于边生产边调试状态。2008年实际产量预计在2000吨左右,盐湖资源综合开发进度总体低于预期。中信国安董秘也表示,目前之所以没有实现设计产能,主要在于公司仍在寻找更经济合理的生产方式。如果不考虑生产方式的经济性,公司碳酸锂年产1万吨的产量是可以实现的。中信国安目前面临的主要是技术经济层面的问题,即如何以经济的生产方式,实现对盐湖资源的综合利用。


中信国安生产碳酸锂采用煅烧分离法:主要的优点是能够分离高镁锂比的卤水成分,存在的问题副产大量稀盐酸回收问题,生产过程中产生酸雾污染,盐酸过剩无法处理,尽管预处理硼酸消耗一部分,完全处理有一定难度。同时煅烧中产生的大量氧化镁渣,由于镁渣中含有硼,镁硼分离非常困难,煅烧产生的镁资源利用还需要研究。煅烧的酸性环境对砖炉设备腐蚀问题也难以完全解决。


西藏矿业


中信国安拥有的是锂镁伴生矿,最近两三年来在技术上一直没有突破,西藏矿业在上游原料的优势地位就相当凸显了。公司目前拥有锂储量全国第一、世界第三大的扎布耶盐湖20年开采权。这是世界上唯一以天然形式存在的碳酸锂盐湖,除湖岸以及湖底自然沉积的碳酸锂外,湖水中碳酸锂的含量保守估计高达200万吨。其镁锂比仅为0.02,毋须面对从高镁锂比例卤水中提锂的难题,因此西藏矿业在未来的受益潜力巨大。


西藏矿业扎布耶盐湖采用太阳池浓缩法:扎布耶盐湖为天然碳酸盐湖,镁锂比全球最低,资源极佳,工艺比较可靠。但扎布耶-白银有2000多公里,运距过长,而且扎布耶水电路都不通,基础设施很差,产能提升需要大量资金投入。但从资源禀赋来讲,扎布耶是未来最具潜力的碳酸锂产地。2009年公司计划生产硫酸钾镁肥和氯化钾各15万吨,碳酸锂3000吨左右,计划实现销售收入在7.5亿元。未来通过增加井采卤水,再增加氯化钾产能12万吨,计划2010年实现


西部矿业集团


目前西部矿业集团控制青海锂业74%的股份。青海锂业有限公司目前在东台吉乃尔承担建设青海盐湖提锂及资源综合利用产业化示范工程。2007年10月,西部矿业集团公司设计产能达3000吨的碳酸锂项目开始投料生产。经过一年的运转及生产工艺改造与优化,至2008年9月碳酸锂项目实现月达产,到目前碳酸锂产品产量已超过1000吨,产品品质大于99.5%,并实现了低成本、无高温和高腐蚀、无废气、无废渣排放的规模化清洁生产。


青海锂业膜法:其工艺路线是利用多级膜分离技术,将老卤中Mg:Li比由20:1,提高到1:2左右,随后在加入碳酸钠使得碳酸锂析出。目前主要出现的问题是,在反渗透浓缩过程中,浓相部分盐的析出不好控制,容易堵塞或损坏膜,需要进一步扩大操作参数范围,稳定工艺条件。2009年计划达到2000吨左右的量,未来稳定后扩大到7000吨/年。西部矿业集团公司目前正在建设产能达2万吨的碳酸锂生产基地,筹建百吨以上的高纯碳酸锂项目和上千吨的氢氧化锂项目。


应该注意的是,青海锂业的碳酸锂业务隶属于西部矿业集团,而西部矿业股份有限公司只是西部矿业集团下的一个子公司,不过,西部矿业集团控股青海锂业,令西部矿业有注资预期。


盐湖集团:


为了综合利用盐湖镁、锂等资源,“十一五”期间盐湖工业集团公司将投资建成年产10万吨无水氯化镁、1万吨碳酸锂等项目,打造现代高科技盐化工基地。盐湖集团的子公司蓝科锂业,其工艺包括树脂吸附,洗脱,浓缩,膜分离和碳化等过程。年前装置在前端树脂吸附部分调试。由于卤水锂浓度较低,大量卤水需要进入树脂床,树脂吸附主要的问题是水耗、树脂消耗和动力消耗很大,同时由于树脂对温度大幅变化适应性不够,导致树脂破碎等问题还在解决中。据估算其平均生产1吨碳酸锂,需要消耗600吨左右淡水,平均再生的酸碱消耗水平为5%左右,树脂每次消耗为5%左右。生产成本还需要进一步观察,预计其吨成本将在1.5万元以上。


四、碳酸锂行业发展前景展望


从发展趋势来看,新能源车无疑是未来汽车发展的方向,而动力锂电池则是电动汽车的最佳选择。未来市场对锂电池及电池原材料的需求将非常庞大。基于此,碳酸锂开采提炼一旦被技术被突破,成本有效降低,实现大规模的产业化生产之后,其前景将十分广阔。


而据中投顾问发布的《2008-2010年中国新能源汽车产业分析及投资咨询报告》指出,到2012年,国内有10%新生产的汽车是节能与新能源汽车,按届时汽车年产辆为1000万辆算,我国新能源汽车要达到年产100万辆的规模。每辆新型动力汽车预计需要0.08吨左右的碳酸锂,一旦动力锂电池大规模应用在新能源汽车上,碳酸锂的市场潜力将十分巨大,预计到2012年仅新能源汽车对碳酸锂的需求每年就将达到5万吨以上。


目前国内碳酸锂工业级价格在45000元/吨左右,电池级碳酸锂价格70000元/吨左右,高纯碳酸锂价格更是高达100000元/吨以上,国内涉及的新建项目由于是采用盐湖卤水提取碳酸锂,生产成本在10000-15000元/吨左右。因此,市场普遍认为碳酸锂产品盈利能力非常高,将会给投资者带来巨幅增长。

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