鋰云母(鱗云母)——潛力巨大的新興鋰資源
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2020 年,我國(guó)鋰資源品(鋰輝石精礦、鋰云母精礦、鹽湖碳酸鋰)生產(chǎn)僅占全球 24%,但卻生產(chǎn)了全球 69%的鋰鹽(未計(jì)算鋰鹽進(jìn)口后的提純或苛化)。在全球碳中和的宏大使命之下,作為不可或缺的能源金屬(沒(méi)有之一),鋰資源的重要性上升到了戰(zhàn)略高度,成為了真正意義上的“白色石油”。
隨著碳達(dá)峰、碳中和的進(jìn)程逐步推進(jìn),鋰的重要性還會(huì)繼續(xù)提升(新能源車(chē)、新能源電站儲(chǔ)能等等),未來(lái)難免成為鋰資源強(qiáng)國(guó)的外交掣肘(石油是好的例子)。我國(guó)掌握了全球絕大多數(shù)的鋰加工產(chǎn)能,但鋰資源的自供能力明顯不足,2020 年原料自供率僅 32%。國(guó)內(nèi)鋰資源沒(méi)有國(guó)際政治風(fēng)險(xiǎn),對(duì)我國(guó)碳中和使命具有高的戰(zhàn)略意義,加快國(guó)內(nèi)鋰資源的開(kāi)發(fā)迫在眉睫。
3-4 年的時(shí)間,鋰云母完成了從全球高成本到全球**成本的驚人蛻變,降本主要由核心工藝路線的切換和其他多項(xiàng)改進(jìn)完成,并且在目前的低成本下仍然有較大的繼續(xù)降本空間。另一方面,雖然宜春市政府披露宜春地區(qū)的鋰云母儲(chǔ)量有 636 萬(wàn)噸碳酸鋰,但由于大部分礦山僅做了小面積勘探,未勘探的部分沒(méi)有上報(bào),因此實(shí)際的儲(chǔ)量數(shù)字可能成倍于政府披露的數(shù)字。低成本+儲(chǔ)量豐厚使得鋰云母是潛力巨大的新興鋰資源。
鋰云母——和鋰輝石的相同與不同
鋰云母是鉀和鋰的基性鋁硅酸鹽,屬云母類(lèi)礦物中的一種;鋰輝石一樣,也是鋰資源在自然界中的一種礦產(chǎn)形式。鋰輝石的化學(xué)組成為 LiAl(SiO3)2,其中 Li2O 的理論含量為8.03%,經(jīng)過(guò)采選之后,一般的化學(xué)級(jí)鋰輝石精礦中 Li2O 含量通常為 5.0~6.0%;鋰云母的化學(xué)組成為 K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](OH,F)2} (x=0~0.5) ,鋰云母精礦采選后Li2O 含量通常為 2.0~3.5%,常含銣、銫等。
和提鋰常用的礦物鋰輝石相比,鋰云母有三大主要特點(diǎn):
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鋰云母成分復(fù)雜,具備高的提煉難度。鋰輝石本質(zhì)上是含鋰的硅鋁酸鹽,盡管通常伴生有各種雜質(zhì),但主成分中僅有鋰硅鋁。而從化學(xué)式來(lái)看,鋰云母顯然成分加復(fù)雜,主成分中就有鋰鉀硅鋁氟。
因此,在原料提煉和鋰鹽提純上難度大,這也是早期(2017 年及以前)以鋰云母為原料的碳酸鋰成本高且品質(zhì)不佳(主要以工業(yè)級(jí)客戶(hù)為主)的核心原因。
2.鋰云母中 Li2O 含量低,因此單耗大。正如上文中所提到的,一般鋰輝石精礦中 Li2O 含量通常為 5.0~6.0%,而鋰云母精礦中 Li2O 含量通常為 2.0~3.5%。
也正是如此,通常約 7.8 噸鋰輝石精礦(按 6.0%品位計(jì)算)可以生產(chǎn) 1 噸碳酸鋰,而需要約 18-19 噸鋰云母精礦(按品位 3.0%計(jì)算)才能生產(chǎn) 1 噸碳酸鋰,若品位低單耗還會(huì)進(jìn)一步上升。這也是造成云母提鋰在加工環(huán)節(jié)成本比鋰輝石提鋰高的原因。
3. 云母提鋰副產(chǎn)品收益顯著。鋰云母在選礦過(guò)程中,通常能產(chǎn)生大量的鉀鈉長(zhǎng)石、鉭鈮、錫等副產(chǎn)品,副產(chǎn)品銷(xiāo)售可以產(chǎn)生顯著收益,對(duì)所得碳酸鋰的綜合成本能形成較大程度的抵扣。
據(jù)宜春市工業(yè)和信息化局披露,宜春市已探明的鋰礦資源儲(chǔ)量就高達(dá) 258 萬(wàn)噸氧化鋰當(dāng)量,折碳酸鋰約 636 萬(wàn)噸。據(jù)了解,這并不代表宜春的全部鋰資源,相當(dāng)一部分礦山目前僅僅詳細(xì)勘探了幾分之一的面積:例如,永興材料的化山瓷石礦,礦權(quán)面積 1.87 平方公里,但目前僅對(duì)其中的 0.38 平方公里進(jìn)行了詳勘(占采礦權(quán)總面積的 20%)。
主因早年探礦時(shí),鋰云母中的鋰難以提取,并未被認(rèn)定為有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,探礦以瓷石礦為主產(chǎn)品,因此探礦工作并不全面,宜春地區(qū)完全勘探的鋰云母礦(比如宜春鉭鈮礦)僅占少數(shù)??紤]到仍有不少潛在含鋰但暫未詳細(xì)勘探的區(qū)域,自然也暫未計(jì)入官方統(tǒng)計(jì)的已探明儲(chǔ)量。據(jù)此推斷,實(shí)際宜春地區(qū)的鋰儲(chǔ)量可能顯著高于目前政府披露的數(shù)字,鋰云母儲(chǔ)量上修潛力巨大。
近年來(lái),云母提鋰在降本這條路上大超預(yù)期,從 2017 年的高 10 萬(wàn)/噸降本至如今的低 3.6 萬(wàn)元/噸(不含稅)。過(guò)去,云母提鋰廠家用硫酸提鋰(和鋰輝石提鋰的工藝相近),造成了以下主要問(wèn)題:(1)早期直接通過(guò)硫酸浸出鋰云母精礦,浸出率低(低于60%),使得原料成本高,同時(shí)鋰云母中含有氟,和硫酸中的氫離子結(jié)合生成氫氟酸后,對(duì)設(shè)備腐蝕性大,甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)(據(jù)了解,2017 年生產(chǎn)成本在 7-10 萬(wàn)元/噸);(2)改進(jìn)為硫酸鹽和硫酸的混合焙燒后,對(duì)設(shè)備的腐蝕性稍微減輕,但腐蝕問(wèn)題依然沒(méi)有徹底解決,生產(chǎn)仍然不連續(xù),經(jīng)常性的設(shè)備檢修導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。
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