源起基金重點關(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，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)鋰合計占比約達為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目已進入可研階段。
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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、尚不具備獨立工業(yè)開采具有市場競爭價值的鋰礦床。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立礦物而是賦存在黏土礦物晶格中，難以經(jīng)濟有效地開發(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，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行了技術(shù)改進提高提鋰效率。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)，鋰黏土因為自身提鋰技術(shù)的進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)實現(xiàn)技術(shù)進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)品可進行綜合利用，隨著技術(shù)進步和產(chǎn)能擴張，鋰云母提鋰綜合成本有望進一步下探。
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)展及投資價值。
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