解构云母提锂:产能4年增5倍 矿渣处理成难题

2023-09-06 0 391

译者:魏Agnant

  锂铋提锂(又称“铋提锂”)、阿尔泰山脉麦芽提锂和分散片提锂,是目前亚洲地区地区非主流的五大提锂方向。但是,锂铋提锂此前受限于技术难度大、成本低,导致长期被市场忽略。

亚洲地区地区锂铋提锂的特产江西临川,retained亚洲地区地区最小锂铋资源。早在2008年,临川就提出了打造出“亚洲地区锂都”的目标,做了二十多年但即便如此。到了2017年,临川锂出口量才1.2亿吨,占全省占比14.5%,其中锂铋制取的电池组级锂,占全省的占比仅2%左右。

但是,充斥着节能环保汽车产业产业发展的产业发展,临川锂产业产业发展开始冲高。到了2021年,出口量8.1亿吨,超过全省的四分之三。截至2022年7月,临川锂新增产能18亿吨,而全省锂新增产能约莫45亿吨,临川新增产能占全省40%。根据临川非官方预计,到2025年,临川锂出口量将达到50亿吨以上。若上述预期能落空,意味着临川的铋提锂出口量,4年将增5倍。

作为锂电池组节能环保的核心原材料,临川的锂出口量为何在快速冲高?锂铋提锂正在经历什么样的社会变迁?巨量泥炭若想新发明?带着众多困惑和困惑,中国证券报记者日前走近临川,对产业产业发展链进行了可循的调查。

  铋提锂社会变迁

临川人很早已知道,当地贮存着当今世界最小的锂铋矿,氧化锂的可贮量占全省的31%、当今世界的12%。但是,在过去的极短一两年里,这座“东山”没有给临川带来真正的社会财富,晚期的银矿,鲜有无功而返者。

说到临川锂电池组产业产业发展的产业发展心路历程,不得已提到赣州公孙衍Tsav科技有限公司。位列临川北碚天泉马路上的公孙衍Tsav,曾是临川晚期锂电池组行业的指标性企业。该公司由亚洲地区地区著名有色金属机械制造专家,郑州大学教授、研究生指导老师李金田创办,成功实现了铋抽取电池组级锂产业产业发展化。

但是,如今的公孙衍Tsav,是赣州国轩研究院的所在地。在国轩高科2021年入主公孙衍Tsav之前,2017年永兴材料进军锂电池组产业产业发展,在临川成立赣州永兴节能环保科技有限公司的同时,通过现金收购公孙衍Tsav25.75%股权,另外,还抛出定增方案再购公孙衍Tsav67.9%股权。但是,仅仅过了1年,永兴材料即于2018年12月出售了上述股份。

  公孙衍Tsav的波折起伏,是临川锂电池组产业产业发展社会变迁的一面镜子,更能折射出铋提锂的不易。

过去,由于锂铋原矿品位低,含氧化锂通常在1.23%~5.90%;杂质较多,充斥氟、铝、硅等杂质,造成提炼技术难度大、成本低,所生产锂的质量难以达到电池组级水平,导致其长期被市场忽略。

可以佐证的是,亚洲地区地区锂巨头赣锋Tsav的方向选择。赣锋Tsav所在地新余,紧邻临川,公司创始人李良彬1988年从临川学院化学专业毕业后,分配到赣州锂厂科研所。但是,在创业的马路上,李良彬并没有就近落户临川选择锂铋提锂,而是舍近求远,从澳大利亚、阿根廷、加拿大等国拿矿,主攻分散片提锂。

  临川本地上市企业江特电机,在当地retained锂铋原矿矿山,4条锂生产线,年新增产能超过3亿吨。但是,其中2条生产线为分散片提锂。为了保障分散片的供应,公司还参股澳大利亚矿企。

据了解,锂铋提锂初期主要采用石灰石焙烧法,但由于除杂过程复杂,废渣量大等缺点逐渐被淘汰。后来,又采用硫酸法生产较多,但硫酸法易产生氟硅酸,对设备防腐蚀性要求较高。

“以前,临川从事铋提锂的企业,往往采用硫酸法提锂,这种提锂工艺,连续生产都不能保障,因为硫酸的腐蚀很重,设备经常坏,工厂周边的树木都会死。”在采访时,一家锂电池组产业产业发展链企业负责人回忆说。

2015~2017年,锂也有过一次辉煌,曾一度涨至18万元/吨,但随后一路下滑,最低跌至3.8万元/吨。价格的波动,也在倒逼铋提锂技术不断突破。在此背景之下,临川的铋提锂企业永兴节能环保、江特电机、九岭Tsav、南氏锂电池组等,纷纷加大投入进行技术改进升级。

“2019年,可以看做是临川的铋提锂产业产业发展化元年。这一年,临川的铋提锂企业的生产线,年出口量终于可以提高至亿吨级。”上述人士称。

目前,临川地区的锂铋提锂,普遍采用硫酸盐焙烧法以及固氟工艺和尾矿处理技术,已实现连续生产,有效地降低和避免了氢氟酸腐蚀设备以及氟化氢气体污染问题;同时,提锂与沉锂工艺的改进,显著降低了提锂的生产成本。

另外,通过对副产品长石粉、石英以及钽铌锡精矿的回收利用,可抵消部分锂铋精矿的生产成本。

  成本变化大利润仍可观

  在临川采访过程中,问及铋提锂的成本,往往被业界人士视为“伪命题”。

“不同时间段,同一企业都不相同,而且变化还很大。首先,主要原材料过去一年价格变动太大;其次是各企业的工艺水平有一定的差距;另外,还与各企业的管理水平有关。”一家铋提锂企业人士对记者称。

据了解,锂铋提锂,就是以含锂瓷石为原材料,采用硫酸盐焙烧法和固氟工艺,经混料、焙烧、磨粉、浸出、净化、蒸发浓缩、离子树脂交换、沉锂洗锂、离心分离、烘干、筛分等一系列工序后,最终变成锂。

在临川提锂企业看来,整个锂铋提锂的过程,可以简单地分为两步:第一步,将含锂原矿变成锂铋精矿;第二步,锂铋精矿经过深加工变成锂。

  目前,家里有矿的临川锂企业,往往选择在矿山附近建采选一体化基地,首先初步浮选锂铋精矿。将锂铋精矿加工成锂,一般在工业园中完成。

在采访过程中,记者了解,原矿的品位、回收率的高低,对锂铋提锂的影响较大。一般来说,生产1吨锂,需要150~200吨原矿。

譬如说,从0.2%品位原矿到3.0%品位锂铋精矿,一般需要10吨原矿做1吨精矿;用3.0%的锂铋做锂,理论上13.5吨锂铋精矿就可以出1吨锂。但是,不是所有的都100%转化,这就牵涉到回收率。如果是75%回收率,18吨锂铋精矿能产出1吨锂。如果回收率为80%,只需要17吨锂铋精矿。

据了解,目前,临川地区的含锂原矿品位,一般在0.1%~0.5%,其中,产自临川钽铌矿有限公司(俗称“414矿”)的原矿品位最好,一般在0.4%以上。回收率方面,以前临川铋提锂企业的回收率约50%,但近年来技术改进后,普遍的回收率为70%左右,但超过75%回收率的企业比较少见。

  与锂价格一样,从去年到今年,不论是含锂的原矿,还是锂铋精矿,价格都在一路飙升。所以,铋提锂的成本也在不停地变动。

记者了解到,目前,临川交易市场上的锂铋精矿,2.0%品位能卖到8000~10000元/吨;2.5%品位卖1.3万~1.5万元/吨;3.0%以上品位原矿可以卖到2万元/吨。而在去年4月、5月份,3.0%锂铋精矿价格还不到2000元/吨。

以3.0%锂铋精矿为例,如果自家有矿的铋提锂企业,采选总成本约1000元/吨,再加上其他运营成本,合计成本约10万元/吨;如果是外购原材料,生产1吨锂的原材料成本30万元,再加上其他的运营成本,合计综合成本约35万~40万元/吨。

“目前,市场上的锂价格接近50万元/吨,这对于家里有矿的铋提锂企业来说,确实利润非常高。但是,对于外购原材料提锂企业,每吨也就赚10来万左右。而目前,临川相当一部分提锂企业的原材料,是从414矿购买。所以从这个角度来看,锂价格跌不下来。”上述铋提锂企业人士对记者称,正是因为锂价格的上涨导致提锂技术的提升。以前,临川地区的含锂瓷土矿,品位0.4%的才能开发利用,而现在,品位0.2%原矿开采,都可以带来可观的收益。

  利润的驱动之下,临川地区的铋提锂企业纷纷扩产,锂出口量快速冲高。

公开资料显示,目前临川地区拥有南氏锂电池组、银锂节能环保、永兴材料、飞宇节能环保等11家生产企业,合计新增产能17.24亿吨,2021年出口量8.1亿吨,超过全省的四分之三。根据当地非官方预计,到2025年,临川市锂出口量将达到50亿吨以上。

  陶瓷厂纷纷跨界改行

临川的锂云母是一种伴生矿,含锂量低。在没有进行大规模的锂铋提锂时,锂铋的原矿,往往被当地人称为“瓷土矿”或“含锂瓷土矿”。

瓷土矿是陶瓷业的主要原材料之一,凭借着丰富的资源优势,临川也成了亚洲地区地区四大陶瓷生产基地之一,其中,下辖的高安县最为集中,大大小小的陶瓷厂商近百家。目前,亚洲地区地区著名的陶瓷品牌马可波罗、蒙娜丽莎、斯米克等,在临川都有陶瓷生产基地。

“今年是近些年来最差的一年,公司的收入下滑了3~4成。”问及当下的经营情况,临川一家陶瓷企业负责人对记者称,陶瓷企业的命运,与下游的房地产行业捆绑在一起,由于地产不景气,不仅销售下滑,之前地产商所欠的应收款,如今也收不回来。成本端,能耗所需的煤炭价格,同比上涨幅度却翻了倍。据他了解,目前临川的陶瓷产业产业发展,整体开工率6~7成左右。

举步维艰之下,临川陶瓷企业,将眼光投向了锂铋提锂行业。上述陶瓷企业负责人对记者称,“目前的临川陶瓷企业,有10多条生产线在经过改造后,已经参与到锂铋提锂的环节。”

  为什么陶瓷企业可以参与到锂铋提锂环节?

据介绍,从锂铋精矿到锂环节,需要用到隧道窑炉或回转炉煅烧,而陶瓷厂在用长石粉和高岭土生产陶瓷材料时,也需要隧道窑或回转炉煅烧。而二者的部分设备具有相似性,所以陶瓷厂的窑炉设备,在经过技术改造后,就可以参与到锂铋提锂的环节中去。

上述陶瓷企业负责人称,“目前锂价格高达50万元/吨,这样的行情前所未有,铋提锂企业也想趁着碳酸锂价格高的时候,尽可能地扩大锂出口量。但是,这些提锂企业根本就忙但是来,原有的生产线本来就在满负荷运转,在建工厂又还没有投产。所以,此时的铋提锂企业,也愿意与陶瓷企业合作,这对于双方来说也是一种共赢。”

  当然,如今临川陶瓷企业与锂企业的关联,还不限于跨界转产。

从含锂瓷土矿到锂铋精矿,再到最终的锂,在锂铋的提锂过程中,会产生尾泥、锂长石粉和尾渣等(以下三者统称为“泥炭”或“废渣”)。其中,尾泥和锂长石粉,可以用来作为陶瓷企业的生产原材料。

  据介绍,临川陶瓷厂在生产陶瓷过程中,高岭土和长石粉是两种最主要的原材料,占整个原材料的占比约60%,比例随不同陶瓷所需材质而变。

随着临川地区锂出口量的增长,尾泥的量也随之增加。这种尾泥对于提锂企业来说,就是一种废弃物,且需要处理。在此背景之下,临川的陶瓷厂开始用尾泥做实验,并最终在去年取得成功。今年以来,提锂过程中产生的尾泥,开始应用到临川的陶瓷生产过程中。

  对于提锂企业来说,这相当于帮他们解决了棘手的废弃物处理问题。

上述陶瓷企业负责人告诉记者,刚刚开始的时候,提锂企业不仅免费把尾泥拉到陶瓷厂,还倒贴给陶瓷厂每吨约10元,当做是废物处理费。但是,随着越来越多的临川陶瓷厂开始用尾泥,曾经的倒贴行情,也变成了购买。目前的行情价格在10元/吨左右。

长石粉的情况与尾泥也相似。陶瓷材料中,长石粉所占占比相对较大,但陶瓷厂所需的长石粉,与提锂中产生的长石粉,略有区别。因为含有锂元素,提锂过程中产生的长石粉也称为锂长石粉。

上述陶瓷企业负责人称,“用含锂的长石粉做陶瓷材料,会影响陶瓷材料的品质。过去,陶瓷企业都是从市场上购买纯长石粉。而现在,临川地区的陶瓷厂在经过技改后,也开始采购锂长石粉。但是,因为品质的不同,二者的价格还是有区别。目前,临川地区的纯长石粉价格约60~70元/吨,而锂长石粉价格约20~30元/吨。”

  泥炭处理成痛点

“建材厂、陶瓷厂可以消耗一部分锂铋提锂所产生的泥炭,但是,这对于临川提锂企业来说,只是杯水车薪,他们实际所产生的废料,要远远大于下游的需求量。后面几年,随着铋提锂新增产能的投产,泥炭带来的问题将会更加明显。”业内人士对记者如是说。

借助本地丰富的锂铋资源,目前临川市正朝着建设亚洲地区地区最小的锂基地、亚洲地区地区重要的正极材料基地、亚洲地区地区最小的负极材料基地、亚洲地区地区重要的锂电池组池生产基地、亚洲地区地区重要的锂电池组池应用基地,全省著名的锂产品交易中心的“五基地、一中心”目标而不懈努力,加速把临川锂电池组节能环保产业产业发展打造出成为全链条、全绿色、亚洲地区地区样板。

临川对外描绘的“五基地、一中心”锂电池组蓝图,亚洲地区地区最小的锂基地的建设至关重要。可以说,作为锂电池组核心原材料的锂,当地锂出口量的大小,将直接关系到临川锂电池组产业产业发展蓝图的色彩。

根据临川对外宣称,2021年,临川锂出口量为8.1亿吨,超过全省的四分之三。预计到2025年,临川市锂铋精矿和锂出口量分别可达700亿吨和50亿吨以上。

目前,入驻临川的国轩高科、宁德时代和比亚迪,当地政府都为之配备矿山。与此同时,永兴材料、江特电机、九岭Tsav和南氏Tsav等提锂企业,也纷纷扩建。种种迹象显示,临川2025年的碳酸锂出口量50亿吨不是梦。

  但是,临川的锂在快速冲高的过程中,尾矿、锂长石粉和尾渣等的处理问题,也随之而来,且不得已面对。

围绕着泥炭问题,受访的对象普遍不愿过多谈论。一家锂企业人士对记者直言,“对于临川的锂铋提锂来说,最小的担心和问题就是废弃物的处理问题。现在出口量小,还可以应付。等到出口量上来后,如果还找不到解决途径,那就会成为大问题。至少是现在,已经成了大家的隐患、后顾之忧。”

今后将会产生多少废料?

  一般来说,150~200吨原矿可以产出1吨锂(差别来自于不同等级的含锂品位),临川2025年锂计划出口量为50亿吨。换而言之,届时,将会产生约7500万~10000亿吨废料。

记者了解到,目前,临川地区的陶瓷厂消耗锂企业的废料较为有限。即便是用量大的陶瓷厂,月需求量仅1万~2亿吨。而目前当地提锂企业的扩建计划,往往年出口量亿吨级起步,国轩高科和宁德时代在临川的提锂项目,双双超过了年产10亿吨级。

业内人士对记者说,因为瓷土矿的含锂低,生产1吨锂,实际就要产生100多吨泥炭。所以,按照目前临川地区锂厂商的扩产计划,若下游应用方面没有得到实质性的大规模突破,泥炭的处理将会成为提锂企业首要问题。哪怕是倒贴钱,也不一定能消耗掉。

  如果不能解决扩产后的泥炭问题,铋提锂的出口量将会受到限制。所以业界也有一种观点认为,临川所预计的2025年锂出口量达到50亿吨,实现起来存在困难。

当然,临川锂企业的后顾之忧,当地政府也在努力化解。今年8月,临川市政府与赣州省建材集团签署战略合作框架协议,双方将合作打造出赣州省锂渣固废资源综合利用研发中心和数据平台中心。

据当地媒体报道,在深入考察调研后,赣州省建材集团将适时在临川建设锂渣固废资源化利用科研产业产业发展化基地项目,利用锂电池组节能环保行业固废为主要原材料,通过工艺处理制取低碳水泥、水泥及混凝土掺合料等用于生产水泥和混凝土辅助材料,实现产业产业发展化利用。同时,利用锂渣、尾矿砂、泥炭等多种固废制取新型装配式建筑用自保温墙体材料,达到1000亿吨锂渣的综合消纳能力。

提锂技术,在实验室及中试取得重大突破。该公司与赣州九岭Tsav股份有限公司就瓷土锂铋选矿回收利用达成合作协议,拟在赣州临川成立合资公司,开展锂铋含锂细泥选矿回收业务。

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