PDF《世界锂金属资源开发利用现状及其市场前景分析》

2011 年第

9 期轻金属・3・作者简介: 何启贤(

1974 - ) , 男, 汉族, 湖南益阳人, 大学学历, 工学学士、 讲师.

研究方向: 有色冶金. 收稿日期:

2011 -

03 -

09 ・综述・ 世界锂金属资源开发利用现状及其市场前景分析 何启贤 ( 广西现代职业技术学院资源工程系, 广西 河池 547000) 摘要:随着全球矿物能源的逐渐枯竭和对能源安全的担忧, 锂已经成为

21 世纪能源和轻质合金的理想材料, 被称为 推动世界前进的重要元素;

目前全球锂行业集中度非常高, 全球产能迅速扩张, 未来将超过

20 万吨;

由此预测, 金属锂 市场短期内的供过于求不可避免, 而从中长期看, 一旦全球新能源动力电池实现大规模应用, 锂金属的市场前景极为 广阔. 关键词:锂金属;

开发利用;

市场前景 中图分类号: TF826 + .

3 文献标识码: A 文章编号: 1002- 1752( 2011) 09- 03-

5 Development status of lithium metal resources in the world and its prospect HE Qi - xian ( Resources Engineering Department, Guangxi Modern Occupation Technology College, Hechi 547000, China) Abstract: Along with the gradual depletion of mineral resources in the world and concerns about the safety of energy, lithium has become the ideal material of energy and light allooy in 21st century, an important element promoting the world;

currently the lithium industry concentrates greatly and its capacity is rapidly expanded, the capacity will exceed 200,

000 tons in the future;

it is expected that supply is more than the demand in the near future, however, once new energy power battery is widely used in the world, the market of lithium metal is vast in medium and long period. Key words: lithium metal;

development and utilization ;

prospect of market

1 锂金属及其产品概述 锂( 元素符号为 Li, 原子编号为 3) 是一种金属 化学元素, 首次发现于

1817 年, 是世界上最轻的金 属, 密度为 0.

53 克/cm3 ;

锂在同族金属中最轻, 能浮 于水面, 熔点 184. 54℃, 沸点 1, 347℃, 硬度为 0. 6, 电导性 11. 2, 在同族金属中均属最高.锂是电位最 负的金属, 为-3. 043V, 也是电化当量最大的金属, 为2. 98A・h /g, 因此由锂组成的电池的比能最高. 锂的化学性质十分活泼, 是惟一在常温下能与氮气 反应的碱金属元素, 在固体锂矿、 盐湖卤水矿中均以 化合物的形式存在, 无天然锂 [1 ] .上述物理和化学 特性使得锂不仅在原子能、 宇航及国防尖端工业使 用, 而且在冶金、 电子、 玻璃陶瓷、 石油化工、 电池、 橡胶、 钢铁、 机械及医疗等高科技领域及传统工业领域 中日益获得广泛的应用;

概况起来, 锂的应用领域和 相关产品可以概况为表 1. ( 1) 锂是 二十一世纪的能源金属 由于具有密度小、 高比能量等特殊的化学特性, 锂是电池的理想电极材料, 能源领域已成为锂产品 最主要的消费市场之一.随着世界能源的紧张, 石 油价格不断上涨, 寻找替代能源已成为全球性的课 题, 锂具有重要的战略地位, 被誉为 二十一世纪的 能源金属 , 同时由于其突出的环保特性, 锂亦被列 为 二十一世纪的清洁能源 . ( 2) 锂是 工业味精 锂的化合物品种多, 已得到实际应用的各种锂 产品有

100 多种, 在工业中虽然其用量不多, 但作用 很大;

例如, 高性能的润滑剂都需加入锂元素, 以提 高其使用性能, 特别是低于 - 60℃ 或高于 150℃ 时, 一般润滑油已失去润滑作用, 加入锂后可使其性能 不变;

橡胶轮胎加入丁基锂可使寿命提高

4 倍以上;

此外, 锂及其化合物用于核反应堆的冷却剂、 化学工 业催化剂、 空调制冷剂、 玻璃陶瓷工业的添加剂, 以 及锂的碳酸盐可用于电解铝提高导电效率, 降低成 本等, 因此锂化合物被称为 工业味精 [2 ] . ・

4 ・ 何启贤:世界锂金属资源开发利用现状及其市场前景分析

2011 年第

9 期表1锂金属产品的用途及类型 应用领域 锂的作用 锂电池 ・原电池( 不可充电) : 包括用于计算器和数码相机的纽扣电池或圆柱形电池.相比碱性电池, 锂电池能量密度较高、 重量更轻、 保 存和使用期限较长;

・次级电池( 充电电池) : 主要应用为手机、 笔记本电脑和其他手持电子设备.电动汽车领域正在展开运用.和原电池一样, 次级 锂电池比镍镉充电电池和镍氢电池能量密度更高、 重量更轻. 润滑剂 锂提供润滑脂中的增稠剂, 使其在各种温度条件下保持润滑特性. 玻璃 在玻璃生产过程中, 通过直接添加锂的锂辉石矿( 通常为铁含量低的工业级锂辉石矿) , 可增长玻璃熔率, 降低粘度和熔化温度以 增加产出、 节省能源和便于成型.在少数特种玻璃领域, 可添加价格较高的碳酸锂已达到品质要求 陶瓷 在陶瓷生产过程中, 通过直接添加含锂的锂辉石矿( 通常为铁含量低的工业级锂辉石矿) , 降低烧成温度或热膨胀, 提高瓷胚强度. 添加锂到釉料可改善涂层粘度, 改善釉料色泽. 铝冶炼 铝冶炼过程中添加锂可降低熔体温度, 从而降低能耗、 提升熔体导电率和减少含氟排放物 空气处理 如使用溴化锂作为工业制冷系统的吸收介质, 使用氯化锂作为湿度控制和干燥系统的吸收介质 医药 用于抑郁症治疗, 以及其它医药产品 连续铸造 锂应用于钢铸件和保护渣.在连铸保护渣中添加锂可助熔和提高流动性, 从而改善连铸的粘度和流动.锂也应用于铁铸件如发动 机体的生产, 以降低开裂效应, 从而减少次品数量. 其他 ・丁基锂用于合成橡胶的催化剂;

・铝-锂合金;

・铌酸锂和钽酸锂应用于电子工业 ・混凝土掺合料 ・水处理 ・专业无机物 ( 3) 锂是 明天的宇航合金 用金属锂生产铝锂及镁锂合金, 由于其抗疲劳、 强度高、 韧性好、 重量轻, 在发达国家被广泛用于航 空工业中, 以替代铝镁合金;

飞机如将其作为主要结 构材料, 可在消耗等量燃料的情况下, 提高运输能力 20% 以上 [3 ] ;

此外, 锂镁合金更是导弹外壳不可替 代的材料, 由于强度高、 质量轻、 用料少、 耐高温, 被 誉为 明天的宇航合金 .

2 锂金属资源分布情况 锂在自然界中不以纯元素的形式存在, 而是含 在稳定的矿物或盐中, 如一些特殊的岩石、 盐湖和海 水中.这些矿物或盐的锂浓度通常较低, 仅有几种 有限的资源能够以较低的成本提取出锂来, 这就是 富含锂的盐湖和固体矿石.锂矿分为固体矿和液体 矿两大类, 业界通常所称的锂矿是指固体锂矿. 世界锂矿资源主要分布智利、 阿根廷、 中国及美 国, 见表 2.花岗伟晶岩锂矿床主要分在澳大利亚、 加拿大、 芬兰、 中国、 津巴布韦、 南非和刚果.印度和 法国也发现伟晶岩锂矿床, 但是不具有商业开发价 值, 目前世界上只有少数国家拥有可经济开发利用 的锂资源( 表1) . 表2世界锂储量和储量基础(单位, 万吨) 国家 储量 储量基础 国家 储量 储量基础 中国

54 110 美国 3.

8 41 阿根廷 大于

140 大于

140 澳大利亚

16 26 智利

300 300 加拿大

18 36 玻利维亚

540 津巴布韦 2.

3 3.

7 巴西

19 91 世界总计

410 1100 数据来源: Commodities Summary

2007 中国花岗伟晶岩锂矿床分布于四川、 新疆、 河南、 江西、 福建、 南和北, 其中四川省甲吉卡伟晶岩型 锂辉石矿床是世界上最好的, 氧化锂含量 1. 28% , 储量

103 万吨.盐锂矿床主要分布在青海和西藏, 其中青海台吉乃尔盐是半干盐, 面积

780 平方公里, 有2层石盐, 在盐层中赋存晶间卤水和孔隙卤水, 氯 化锂储量

466 万吨. 南美洲萨拉( Salar) 盐赋存极其丰富的锂资源, 萨拉盐展布于智利、 阿根廷和玻利维亚.在阿根廷 境内, 翁布雷穆埃尔托( Salarde Hombre Muerto) 盐2011 年第

9 期轻金属・5・卤水矿床, 海拔 4300m, 卤水面积

565 平方公里, 估 计含锂卤水

8000 亿吨, 浓度为 190ppm ~ 900ppm;

里肯( Salarde Rincon) 盐, 海拔 3700m, 卤水面积

250 平 方公里, 可开发卤水 14.

5 亿吨, 最深 60m, 浓度 200ppm ~ 2400ppm.在玻利维亚境内, 乌尤尼( Sal- arde Uyuni) 盐位于玻利维亚东南, 是世界上最大的 盐, 海拔 3650m, 面积

10582 平方公里, 盐层平均深 度121m, 卤水浓度 80ppm ~ 1150ppm, 平均 321ppm, 估计含锂

550 万吨.在智利北部, 阿塔卡玛盐( Sal- arde Atacama) 是世界第三大干盐, 盐层深度 360m ~ 400m[4 ] .估计萨拉盐证实储量和概略储量合计 2.

77 亿吨.美国西尔斯、 玻利维亚大和中东死海也 赋存锂资源. 澳大利亚锂资源主要分布在澳大利亚西部波斯 地区格林布什( Greenbushes) 花岗伟晶岩矿床, 是世 界上最大的锂辉石矿床.加拿大锂资源主要分布在 安大略省伯尼克( Bernic) 花岗伟晶岩矿床, 含锂矿 物主要是锂辉石和透锂长石. 津巴布韦锂资源主要分布在马斯韦古( Masvin- go) 省, 比基塔( Bikita) 锂辉石花岗岩矿床, 1700km, 宽20m ~ 70m, 是津巴布韦最大的锂辉石矿床.南 非含锂辉石花岗岩主要分布在卡普( Cape) 省Nou- mas 和Narrabees 地区, 估计锂矿物资源

300 亿吨.

3 世界锂金属开发利用现状 锂资源的分布很大程度上决定了全球的锂加工 行业分布格局, 图1显示了目前全球锂金属资源及 其产量的分布状态, 整体看全球锂金属资源的开发 主要集中在智利、 阿根廷、 澳大利亚和中国等. 图1全球锂金属资源与产量分布 (资料来源于海通证券) 其中, 盐锂资源开发高度集中在智利、 阿根廷和 中国, 从盐卤水提取生产的锂化学产品主要是碳酸 锂和氯化锂.岩石锂矿物资源开发主要在澳大利 亚、 加拿大、 葡萄牙、 津巴布韦、 巴西、 俄罗斯和中国, 从矿石中分选的锂矿产品主要是锂辉石、 锂云母和 磷锂铝石等锂精矿.2006 年世界盐锂和矿山锂产 量合计 2.

11 万吨( 锂化学产品和锂精矿折算为金 属锂) , 80% 是以碳酸锂和氯化锂形态存在, 20% 是 以锂辉石等锂精矿产品形态存在( 图1) .2006 年 世界碳酸锂产量 6.

66 万吨, 智利 4.

36 万吨, 占65. 46% , 中国 1.

5 万吨, 占22. 73% ;

阿根廷 0.

8 万吨, 占12. 12% .阿根廷氯化锂产量

8500 吨.世界 锂精矿产量 25.

78 万吨, 其中, 澳大利亚锂辉石产量 17.

5 万吨, 占世界锂精矿产量的 67% ;

加拿大锂辉 石产量 2.

25 万吨, 津巴布韦磷锂铝石等锂精矿产量

3 万吨.葡萄牙锂云母产量 1.

6 万吨.巴西锂精矿 产量 1.

21 万吨 [5 ] . 岩石锂资源开发方面, 澳大利亚瓦利亚( Sonsof Gwalia) 联合公司是岩石锂资源开发商, 格林布什锂 矿山生产能力

15 万吨/年, 锂辉石矿产品含氧化锂 8% , 主要用于陶瓷和玻璃行业.瓦利亚公司正在研 究开发生产系列锂产品, 可以满足不同应用行业的 需要.在加拿大有

4 个公司勘查开发岩石锂资源. 钽( Tanco) 矿业公司属于美国 Cabot 公司, 钽公司开 发锂辉石与钽生花岗岩矿床, 选矿厂位于加拿大马 尼托巴伯尔尼克, 选矿厂生产的锂精矿含氧化锂 5% , 生产能力 2.

4 万吨/年, 锂精矿主要应用于陶瓷 行业.艾韦龙( Avalon) 风险投资有限公司正在开发 安大略省的凯诺拉( Kenora) 北部锂辉石资源, 艾韦 龙公司已申请

10 个开发区块, 覆盖面积

3600 公顷, 锂辉石资源量

1160 万吨, 平均品位氧化锂 1. 34% , 该锂辉石开发项目处于开发阶段.古萨( Gossan) 资 源有限公司已经建成锂辉石矿山, 矿山与艾韦龙公 司锂辉石矿相邻.球星矿业公司在魁北克省莫博兰 详细勘探花岗伟晶岩矿床, 正在调查研究开发生产 锂辉石矿产品的可能性 [6 ] .津巴布韦比基塔( Biki- ta) 矿产有限公司开发锂辉石花岗伟晶岩矿床, 锂精 矿生产能力

12 万吨/年, 该公司发展遭受电力短缺 等问题的捆扰.

4 锂金属行业发展与竞争状况 4.

1 锂行业的竞争格局和市场化程度 目前全球锂行业集中度非常高, 主要产能集中 在SQM、 FMC 和Chemetall 三家手中.以2010 年度 为例, SQM、 FMC 和Chemetall 三家锂产品在全球的 市场份额约为 77% , 我国锂产品在全球的市场份额 约为 22% ( 图2) . ・

6 ・ 何启贤:世界锂金属资源开发利用现状及其市场前景分析

2011 年第

9 期图22010 年全球锂产品市场份额分布 4.

2 行业内的主要企业 锂行业是........