解構云母提鋰:產能4年增5倍,礦渣處理成難題
                      發布時間:2022-11-10 來源:中國無機鹽工業協會     分享到:

                           鋰云母提鋰(又稱“云母提鋰”)、鹽湖鹵水提鋰和鋰輝石提鋰,是目前全球主流的三大提鋰路徑。不過,鋰云母提鋰此前受制于難度大、成本高,導致長期被市場忽視。

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                            國內鋰云母提鋰的主產地江西宜春,坐擁全球最大鋰云母資源。早在2008年,宜春就提出了打造“亞洲鋰都”的目標,做了十多年但收效甚微。到了2017年,宜春碳酸鋰產量才1.2萬噸,占全國比重14.5%,其中鋰云母制備的電池級碳酸鋰,占全國的比重僅2%左右。

                        不過,伴隨著新能源汽車產業的發展,宜春碳酸鋰產業開始放量。到了2021年,產量8.1萬噸,超過全國的四分之一。截至2022年7月,宜春碳酸鋰產能18萬噸,而全國碳酸鋰產能大概45萬噸,宜春產能占全國40%。根據宜春官方預計,到2025年,宜春碳酸鋰產量將達到50萬噸以上。若上述預期能兌現,意味著宜春的云母提鋰產量,4年將增5倍。
                        作為鋰電新能源的核心原料,宜春的碳酸鋰產量為何在快速放量?鋰云母提鋰正在經歷怎樣的變遷?天量礦渣能否變廢為寶?帶著諸多好奇和疑惑,證券時報記者近日走進宜春,對產業鏈進行了詳實的調查。
                        云母提鋰變遷
                        宜春人很早就知道,當地儲藏著世界最大的鋰云母礦,氧化鋰的可開采量占全國的31%、世界的12%。但是,在過去的很長一段時間里,這座“金山”沒有給宜春帶來真正的財富,早期的淘金者,不乏鎩羽而歸者。
                        說到宜春鋰電產業的發展歷程,不得不提及江西合縱鋰業科技有限公司。位居宜春經開區春潮路上的合縱鋰業,曾是宜春早期鋰電行業的代表性企業。該公司由國內知名有色冶金專家,中南大學教授、博士生導師李新海創立,成功實現了云母提取電池級碳酸鋰產業化。
                        不過,如今的合縱鋰業,是江西國軒研究院的所在地。在國軒高科2021年入主合縱鋰業之前,2017年永興材料進軍鋰電產業,在宜春成立江西永興新能源科技有限公司的同時,通過現金收購合縱鋰業25.75%股權,另外,還拋出定增方案再購合縱鋰業67.9%股權。不過,僅僅過了1年,永興材料即于2018年12月出售了上述股份。
                        合縱鋰業的波折起伏,是宜春鋰電產業變遷的一面鏡子,更能折射出云母提鋰的不易。
                        過去,由于鋰云母原礦品位低,含氧化鋰通常在1.23%~5.90%;雜質較多,伴隨氟、鋁、硅等雜質,造成提煉難度大、成本高,所生產碳酸鋰的質量難以達到電池級水平,導致其長期被市場忽視。
                        可以佐證的是,國內碳酸鋰巨頭贛鋒鋰業的路徑選擇。贛鋒鋰業所在地新余,緊鄰宜春,公司創始人李良彬1988年從宜春學院化學專業畢業后,分配到江西鋰廠科研所。但是,在創業的路上,李良彬并沒有就近落戶宜春選擇鋰云母提鋰,而是舍近求遠,從澳大利亞、阿根廷、加拿大等國拿礦,主攻鋰輝石提鋰。
                        宜春本地上市企業江特電機,在當地坐擁鋰云母原礦礦山,4條碳酸鋰生產線,年產能超過3萬噸。不過,其中2條生產線為鋰輝石提鋰。為了保障鋰輝石的供應,公司還參股澳大利亞礦企。
                        據了解,鋰云母提鋰初期主要采用石灰石焙燒法,但由于除雜過程復雜,廢渣量大等缺點逐漸被淘汰。后來,又采用硫酸法生產較多,但硫酸法易產生氟硅酸,對設備防腐蝕性要求較高。
                        “以前,宜春從事云母提鋰的企業,往往采用硫酸法提鋰,這種提鋰工藝,連續生產都不能保障,因為硫酸的腐蝕很重,設備經常壞,工廠周邊的樹木都會死。”在采訪時,一家鋰電產業鏈企業負責人回憶說。
                        2015~2017年,碳酸鋰也有過一次輝煌,曾一度漲至18萬元/噸,但隨后一路下滑,最低跌至3.8萬元/噸。價格的波動,也在倒逼云母提鋰技術不斷突破。在此背景之下,宜春的云母提鋰企業永興新能源、江特電機、九嶺鋰業、南氏鋰電等,紛紛加大投入進行技術改進升級。
                        “2019年,可以看做是宜春的云母提鋰產業化元年。這一年,宜春的云母提鋰企業的生產線,年產量終于可以提高至萬噸級。”上述人士稱。
                        目前,宜春地區的鋰云母提鋰,普遍采用硫酸鹽焙燒法以及固氟工藝和尾礦處理技術,已實現連續生產,有效地降低和避免了氫氟酸腐蝕設備以及氟化氫氣體污染問題;同時,提鋰與沉鋰工藝的改進,顯著降低了提鋰的生產成本。
                        另外,通過對副產品長石粉、石英以及鉭鈮錫精礦的回收利用,可抵消部分鋰云母精礦的生產成本。
                        成本變化大利潤仍可觀
                        在宜春采訪過程中,問及云母提鋰的成本,往往被業界人士視為“偽命題”。
                        “不同時間段,同一企業都不相同,而且變化還很大。首先,主要原料過去一年價格變動太大;其次是各企業的工藝水平有一定的差距;另外,還與各企業的管理水平有關。”一家云母提鋰企業人士對記者稱。
                        據了解,鋰云母提鋰,就是以含鋰瓷石為原料,采用硫酸鹽焙燒法和固氟工藝,經混料、焙燒、磨粉、浸出、凈化、蒸發濃縮、離子樹脂交換、沉鋰洗鋰、離心分離、烘干、篩分等一系列工序后,最終變成碳酸鋰。
                        在宜春提鋰企業看來,整個鋰云母提鋰的過程,可以簡單地分為兩步:第一步,將含鋰原礦變成鋰云母精礦;第二步,鋰云母精礦經過深加工變成碳酸鋰。
                        目前,家里有礦的宜春碳酸鋰企業,往往選擇在礦山附近建采選一體化基地,首先初步浮選鋰云母精礦。將鋰云母精礦加工成碳酸鋰,一般在工業園中完成。
                        在采訪過程中,記者了解,原礦的品位、回收率的高低,對鋰云母提鋰的影響較大。一般來說,生產1噸碳酸鋰,需要150~200噸原礦。
                        譬如說,從0.2%品位原礦到3.0%品位鋰云母精礦,一般需要10噸原礦做1噸精礦;用3.0%的鋰云母做碳酸鋰,理論上13.5噸鋰云母精礦就可以出1噸碳酸鋰。但是,不是所有的都100%轉化,這就牽涉到回收率。如果是75%回收率,18噸鋰云母精礦能產出1噸碳酸鋰。如果回收率為80%,只需要17噸鋰云母精礦。
                        據了解,目前,宜春地區的含鋰原礦品位,一般在0.1%~0.5%,其中,產自宜春鉭鈮礦有限公司(俗稱“414礦”)的原礦品位最好,一般在0.4%以上。回收率方面,以前宜春云母提鋰企業的回收率約50%,但近年來技術改進后,普遍的回收率為70%左右,但超過75%回收率的企業比較少見。
                        與碳酸鋰價格一樣,從去年到今年,不論是含鋰的原礦,還是鋰云母精礦,價格都在一路飆升。所以,云母提鋰的成本也在不停地變動。
                        記者了解到,目前,宜春交易市場上的鋰云母精礦,2.0%品位能賣到8000~10000元/噸;2.5%品位賣1.3萬~1.5萬元/噸;3.0%以上品位原礦可以賣到2萬元/噸。而在去年4月、5月份,3.0%鋰云母精礦價格還不到2000元/噸。
                        以3.0%鋰云母精礦為例,如果自家有礦的云母提鋰企業,采選總成本約1000元/噸,再加上其他運營成本,合計成本約10萬元/噸;如果是外購原料,生產1噸碳酸鋰的原料成本30萬元,再加上其他的運營成本,合計綜合成本約35萬~40萬元/噸。
                        “目前,市場上的碳酸鋰價格接近50萬元/噸,這對于家里有礦的云母提鋰企業來說,確實利潤非常高。但是,對于外購原料提鋰企業,每噸也就賺10來萬左右。而目前,宜春相當一部分提鋰企業的原料,是從414礦購買。所以從這個角度來看,碳酸鋰價格跌不下來。”上述云母提鋰企業人士對記者稱,正是因為碳酸鋰價格的上漲導致提鋰技術的提升。以前,宜春地區的含鋰瓷土礦,品位0.4%的才能開發利用,而現在,品位0.2%原礦開采,都可以帶來可觀的收益。
                        利潤的驅動之下,宜春地區的云母提鋰企業紛紛擴產,碳酸鋰產量快速放量。
                        公開資料顯示,目前宜春地區擁有南氏鋰電、銀鋰新能源、永興材料、飛宇新能源等11家生產企業,合計產能17.24萬噸,2021年產量8.1萬噸,超過全國的四分之一。根據當地官方預計,到2025年,宜春市碳酸鋰產量將達到50萬噸以上。
                        陶瓷廠紛紛跨界改行
                        宜春的鋰云母是一種伴生礦,含鋰量低。在沒有進行大規模的鋰云母提鋰時,鋰云母的原礦,往往被當地人稱為“瓷土礦”或“含鋰瓷土礦”。
                        瓷土礦是陶瓷業的主要原料之一,憑借著豐富的資源優勢,宜春也成了國內四大陶瓷生產基地之一,其中,下轄的高安縣最為集中,大大小小的陶瓷廠商近百家。目前,國內知名的陶瓷品牌馬可波羅、蒙娜麗莎、斯米克等,在宜春都有陶瓷生產基地。
                        “今年是近些年來最差的一年,公司的收入下滑了3~4成。”問及當下的經營情況,宜春一家陶瓷企業負責人對記者稱,陶瓷企業的命運,與下游的房地產行業捆綁在一起,由于地產不景氣,不僅銷售下滑,之前地產商所欠的應收款,如今也收不回來。成本端,能耗所需的煤炭價格,同比上漲幅度卻翻了倍。據他了解,目前宜春的陶瓷產業,整體開工率6~7成左右。
                        舉步維艱之下,宜春陶瓷企業,將眼光投向了鋰云母提鋰行業。上述陶瓷企業負責人對記者稱,“目前的宜春陶瓷企業,有10多條生產線在經過改造后,已經參與到鋰云母提鋰的環節。
                        為何陶瓷企業可以參與到鋰云母提鋰環節?
                        據介紹,從鋰云母精礦到碳酸鋰環節,需要用到隧道窯爐或回轉爐煅燒,而陶瓷廠在用長石粉和高嶺土生產陶瓷材料時,也需要隧道窯或回轉爐煅燒。而二者的部分設備具有相似性,所以陶瓷廠的窯爐設備,在經過技術改造后,就可以參與到鋰云母提鋰的環節中去。
                        上述陶瓷企業負責人稱,“目前碳酸鋰價格高達50萬元/噸,這樣的行情前所未有,云母提鋰企業也想趁著碳酸鋰價格高的時候,盡可能地擴大碳酸鋰產量。但是,這些提鋰企業根本就忙不過來,原有的生產線本來就在滿負荷運轉,在建工廠又還沒有投產。所以,此時的云母提鋰企業,也愿意與陶瓷企業合作,這對于雙方來說也是一種共贏。”
                        當然,如今宜春陶瓷企業與碳酸鋰企業的關聯,還不限于跨界轉產。
                        從含鋰瓷土礦到鋰云母精礦,再到最終的碳酸鋰,在鋰云母的提鋰過程中,會產生尾泥、鋰長石粉和尾渣等(以下三者統稱為“礦渣”或“廢渣”)。其中,尾泥和鋰長石粉,可以用來作為陶瓷企業的生產原料。
                        據介紹,宜春陶瓷廠在生產陶瓷過程中,高嶺土和長石粉是兩種最主要的原料,占整個原料的比重約60%,比例隨不同陶瓷所需材質而變。
                        隨著宜春地區碳酸鋰產量的增長,尾泥的量也隨之增加。這種尾泥對于提鋰企業來說,就是一種廢棄物,且需要處理。在此背景之下,宜春的陶瓷廠開始用尾泥做實驗,并最終在去年取得成功。今年以來,提鋰過程中產生的尾泥,開始應用到宜春的陶瓷生產過程中。
                        對于提鋰企業來說,這相當于幫他們解決了棘手的廢棄物處理問題。
                        上述陶瓷企業負責人告訴記者,剛剛開始的時候,提鋰企業不僅免費把尾泥拉到陶瓷廠,還倒貼給陶瓷廠每噸約10元,當做是廢物處理費。不過,隨著越來越多的宜春陶瓷廠開始用尾泥,曾經的倒貼行情,也變成了購買。目前的行情價格在10元/噸左右。
                        長石粉的情況與尾泥也相似。陶瓷材料中,長石粉所占比重相對較大,但陶瓷廠所需的長石粉,與提鋰中產生的長石粉,略有區別。因為含有鋰元素,提鋰過程中產生的長石粉也稱為鋰長石粉。
                        上述陶瓷企業負責人稱,“用含鋰的長石粉做陶瓷材料,會影響陶瓷材料的品質。過去,陶瓷企業都是從市場上購買純長石粉。而現在,宜春地區的陶瓷廠在經過技改后,也開始采購鋰長石粉。不過,因為品質的不同,二者的價格還是有區別。目前,宜春地區的純長石粉價格約60~70元/噸,而鋰長石粉價格約20~30元/噸。”
                        礦渣處理成難題
                        “建材廠、陶瓷廠可以消耗一部分鋰云母提鋰所產生的礦渣,但是,這對于宜春提鋰企業來說,只是杯水車薪,他們實際所產生的廢料,要遠遠大于下游的需求量。后面幾年,隨著云母提鋰產能的投產,礦渣帶來的問題將會更加明顯。”業內人士對記者如是說。
                        借助本地豐富的鋰云母資源,目前宜春市正朝著建設全球最大的碳酸鋰基地、國內重要的正極材料基地、國內最大的負極材料基地、國內重要的鋰電池生產基地、國內重要的鋰電池應用基地,全國知名的鋰產品交易中心的“五基地、一中心”目標而不懈努力,加速把宜春鋰電新能源產業打造成為全鏈條、全綠色、全球樣板。
                        宜春對外描繪的“五基地、一中心”鋰電藍圖,全球最大的碳酸鋰基地的建設至關重要。可以說,作為鋰電核心原料的碳酸鋰,當地碳酸鋰產量的大小,將直接關系到宜春鋰電產業藍圖的色彩。
                        根據宜春對外宣稱,2021年,宜春碳酸鋰產量為8.1萬噸,超過全國的四分之一。預計到2025年,宜春市鋰云母精礦和碳酸鋰產量分別可達700萬噸和50萬噸以上。
                        目前,入駐宜春的國軒高科、寧德時代和比亞迪,當地政府都為之配備礦山。與此同時,永興材料、江特電機、九嶺鋰業和南氏鋰業等提鋰企業,也紛紛擴建。種種跡象顯示,宜春2025年的碳酸鋰產量50萬噸不是夢。
                        但是,宜春的碳酸鋰在快速放量的過程中,尾礦、鋰長石粉和尾渣等的處理問題,也隨之而來,且不得不面對。
                        圍繞著礦渣問題,受訪的對象普遍不愿過多談論。一家碳酸鋰企業人士對記者直言,“對于宜春的鋰云母提鋰來說,最大的擔心和問題就是廢棄物的處理問題。現在產量小,還可以應付。等到產量上來后,如果還找不到解決途徑,那就會成為大問題。至少是現在,已經成了大家的隱患、后顧之憂。”
                        今后將會產生多少廢料?
                        一般來說,150~200噸原礦可以產出1噸碳酸鋰(差別來自于不同等級的含鋰品位),宜春2025年碳酸鋰計劃產量為50萬噸。換而言之,屆時,將會產生約7500萬~10000萬噸廢料。
                        記者了解到,目前,宜春地區的陶瓷廠消耗碳酸鋰企業的廢料較為有限。即便是用量大的陶瓷廠,月需求量僅1萬~2萬噸。而目前當地提鋰企業的擴建計劃,往往年產量萬噸級起步,國軒高科和寧德時代在宜春的提鋰項目,雙雙超過了年產10萬噸級。
                        業內人士對記者說,因為瓷土礦的含鋰低,生產1噸碳酸鋰,實際就要產生100多噸礦渣。所以,按照目前宜春地區碳酸鋰廠商的擴產計劃,若下游應用方面沒有得到實質性的大規模突破,礦渣的處理將會成為提鋰企業首要問題。哪怕是倒貼錢,也不一定能消耗掉。
                        如果不能解決擴產后的礦渣問題,云母提鋰的產量將會受到限制。所以業界也有一種觀點認為,宜春所預計的2025年碳酸鋰產量達到50萬噸,實現起來存在困難。
                        當然,宜春碳酸鋰企業的后顧之憂,當地政府也在努力化解。今年8月,宜春市政府與江西省建材集團簽署戰略合作框架協議,雙方將合作打造江西省鋰渣固廢資源綜合利用研發中心和數據平臺中心。
                        據當地媒體報道,在深入考察調研后,江西省建材集團將適時在宜春建設鋰渣固廢資源化利用科研產業化基地項目,利用鋰電新能源行業固廢為主要原料,通過工藝處理制備低碳水泥、水泥及混凝土摻合料等用于生產水泥和混凝土輔助材料,實現產業化利用。同時,利用鋰渣、尾礦砂、礦渣等多種固廢制備新型裝配式建筑用自保溫墻體材料,達到1000萬噸鋰渣的綜合消納能力。
                        另外,產業資本也關注到其中的淘金機會。今年8月,金石資源官宣以提高回收率為目的的鋰云母礦選礦提鋰技術,在實驗室及中試取得重大突破。該公司與江西九嶺鋰業股份有限公司就瓷土鋰云母選礦回收利用達成合作協議,擬在江西宜春成立合資公司,開展鋰云母含鋰細泥選礦回收業務。
                      來源:微粉網


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