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20稀有金属年评
第20章稀有金属选矿年评
广州有色金属研究院高玉德刘敏娉万丽广州510650
稀有金属被誉为21世纪高科技发展中的关键战略资源,广泛应用于新能源、导弹火箭、核武器、航空等诸多高科技领域。
随着现代工业的迅猛发展,世界对锂、铍、铌、钽等稀有金属的需求逐年增长,稀有金属资源综合开发利用进入了一个崭新的阶段。
20.1稀有金属矿产资源、生产、市场与消费状况
20.1.1锂
20.1.1.1国内外锂资源现状
根据美国地质勘探局(UnitedStatesGeologicalSurvey,USGS)2015年发布的数据,全球已探明的锂资源储量约为3978万吨,其中玻利维亚的锂资源最多,为900万吨,其次为智利(>750万吨)、阿根廷(650万吨)、美国(550万吨)和中国(540万吨)。
其他锂资源较丰富的国家包括澳大利亚、加拿大、刚果(金)、俄罗斯、塞尔维亚以及巴西。
2014年世界主要国家锂资源储量情况统计如表1所示。
表12014年世界主要国家锂资源储量情况统计,万吨
国家
玻利维亚
美国
阿根廷
澳大利亚
巴西
智利
探明储量
900
550
650
170
18
>750
国家
中国
加拿大
刚果(金)
俄罗斯
塞尔维亚
世界合计
探明储量
540
100
100
100
100
3978
全球锂矿床主要有五种类型,即伟晶岩矿床、卤水矿床、海水矿床、温泉矿床和堆积矿床,目前开采利用的锂资源主要为伟晶岩矿床和卤水矿床,其中盐湖卤水提锂是目前锂盐生产的主攻方向[1,2]。
盐湖卤水锂资源主要分布在玻利维亚、智利、阿根廷、中国及美国,其中玻利维亚、智利、阿根廷等地卤水资源尤其集中,被称为世界“锂三角”,该区域约集中了全世界60%的锂资源。
玻利维亚乌尤尼盐湖、智利阿塔卡玛盐湖、阿根廷的翁布雷穆尔托盐湖、美国的银峰、中国西藏扎布耶和青海盐湖等为目前全球已探明的锂资源含量丰富的盐湖,阿塔卡玛盐湖和翁布雷穆尔托盐湖已经有多年的开采历史,而玻利维亚乌尤尼盐湖属于待开发盐湖[3,4]。
花岗伟晶盐锂矿床主要分布在澳大利亚、加拿大、芬兰、中国、津巴布韦、南非、刚果,虽然印度和法国也发现了伟晶盐锂矿床,但不具备商业开发价值。
具体来说,全球锂辉石矿主要分布于澳大利亚、加拿大、津巴布韦、刚果、巴西和中国;锂云母矿主要分布于津巴布韦、加拿大、美国、墨西哥和中国。
我国也是锂资源较为丰富的国家之一,约占全球总探明储量的14%,位居世界第五。
由表2可知,我国的盐湖资源约占全国总储量的85%,矿石资源约占15%,其中卤水资源主要集中在青海和西藏,我国的锂盐湖资源主要分布在青海和西藏两地(两地盐湖锂资源储量占全国锂资源总储量的80%左右),云母资源多在江西地区,锂辉石资源富集在四川地区[5-7]。
青海的锂资源主要赋存于硫酸盐型盐湖中,集中分布在柴达木盆地的察尔汗盐湖,目前正在开发的是东台吉乃尔湖和西台吉乃尔湖,储量约为9万吨和48万吨。
西藏锂资源主要赋存于碳酸盐型盐湖中,集中分布在藏北仲巴县扎布耶盐湖,该盐湖为世界罕见的硼锂钾铯等综合性盐湖矿床,其中的锂、硼均达超大型规模,是全球第三大百万吨级盐湖,锂的资源含量达153万吨,含锂量仅次于SalardeAtacama和SalardeUyuni,同时也是全球镁锂比最低的优质含锂盐湖。
我国虽然拥有很好的盐湖资源,但开采量有限,提锂成本不具备竞争力。
表22010年我国各省锂资源分布情况
地区
主要矿物
基础资源量(万吨)
占有率(%)
青海
盐湖
753.4
49.6
西藏
盐湖
430.5
28.4
四川
锂辉石
118.0
7.7
湖北
盐湖
108.8
7.2
江西
锂云母
63.7
4.2
湖南
锂云母
35.9
2.4
新疆
锂辉石
6.2
0.4
河南
锂云母
1.2
0.1
福建
锂辉石
0.4
0.0
山西
锂辉石
0.04
0.0
合计
1518.1
100.0
数据来源:
51报告在线
20.1.1.2锂的产销
根据美国地质调查局发布的数据,2014年全球锂产量约为3.6万吨,智利(1.29万吨)和澳大利亚(1.3万吨)为两大主产国,两国锂产量约占全球产量的72%。
其他锂主产国有中国(0.5万吨)、阿根廷(0.29万吨)、津巴布韦(0.1万吨)、葡萄牙(0.057万吨)和巴西(0.04万吨)。
2011年-2014年世界锂主产国产量如表3所示[4]。
表32010-2014年世界锂主产国产量
国家
产量(单位:
万吨)
排名
2010
2011
2012
2013
2014
2014
阿根廷
0.295
0.295
0.270
0.270
0.290
4
澳大利亚
0.926
1.250
1.280
1.300
1.300
2
巴西
0.016
0.032
0.015
0.040
0.040
7
智利
1.051
1.290
1.320
1.350
1.290
1
中国
0.395
0.414
0.450
0.400
0.500
3
葡萄牙
0.080
0.082
0.056
0.057
0.057
6
津巴布韦
0.047
0.047
0.100
0.100
0.100
5
总计(大约)
2.810
3.410
3.491
3.517
3.577
世界锂三巨头的产量占到全球总量的86%,中国约占14%左右。
中国锂盐生产中,原料来源相当复杂,其中绝大部分仍然依赖于进口锂辉石加工,占比60%;少部分中国企业从国外进口高浓卤水进行加工,占比15%。
采用国内卤水和矿石资源进行锂盐生产占比不到30%,其中又以卤水提锂最少,中国进行锂盐生产的加工原料长期以来依赖进口。
中国锂盐生产原料来源及世界主要企业锂产量占比如图1所示[8]。
图1中国锂盐生产原料来源及世界主要企业锂产量占比
全球锂资源不仅表现出区域分布集中的特点,还表现出控制权高度集中的特点。
2011年,澳大利亚的TalisonLithium公司和银河资源(GalaxyResourcesLtd.)两家公司控制了全球约70%的矿石锂供给,如表4所示,而SQM、Rockwood以及FMC三家公司则控制了全球约92%的盐湖锂供应,如表5所示。
2011年,SQM、Chemetall(属于Rockwood公司)以及FMC三家公司碳酸锂及其衍生物的销售量分别约为4.05万吨、3万吨和2.2万吨。
2012年世界锂消费情况如图2所示。
表4世界主要锂矿山控制情况
矿山名称
所属公司
Li2O资源量
/万吨
品位
/%
精矿产能
/万吨
Greenbushes
Talison
86.36
3.10
43.7
呷基卡123#
路翔股份
41.22
1.42
20
狮子岭
江特电机
34.09
0.40
6.6
马尔康党坝
众和股份
29.56
1.34
10
JamesBay
GalaxyResource
28.44
1.28
21.3
呷基卡措拉
天齐锂业
25.57
1.24
5
李家沟
17.02
1.31
MtCattlin
GalaxyResource
15.02
1.09
13.7
Bikita
BikitaMinerals
5.67
1.40
12.0
河源
西部资源
2.97
1.03
1
(数据来源:
51报告在线)
表5世界主要锂盐湖资源控制情况
盐湖
国家及地区
所属公司
储量/万吨
锂储量/%
镁锂比
SalarsdeAtacama
智利
SQM
210
0.15
6.4
SalarsdeAtacama
智利
Chemetall
72
0.16
6.4
SalarsdelHombreMuerto
阿根廷
FMC
36
0.069
1.4
SiliverPeak
美国
Chemetall
12
0.016
1.4
SalarsRincon
阿根廷
Admiralty
40
0.04
8.6
Uyuni
玻利维亚
NewWorld
550
0.035
18.6
西台吉乃尔
中国青海
中信国安
48
0.025
61.5
东台吉乃尔
中国青海
青海锂业
9
0.05
37.4
扎布耶
中国西藏
西藏矿业
152
0.13
0.23
当雄
中国西藏
中川
16.7
0.035
0.22
(数据来源:
51报告在线)
图22012年世界锂消费情况
目前,我国主要从锂矿石中提锂,但是我国的开采规模和采选技术与国外仍有一定差距,锂辉石矿也没有得到高效综合开发利用,锂精矿也存在品位低、质量不稳定、采选成本高等问题。
因为国内锂矿石品位较低且生产规模较小,不能满足需要,所以近年来我国锂生产企业所需的矿石主要依靠进口,而澳大利亚则成为了我国锂矿石的主要进口国。
虽然我国也在积极开采盐湖锂资源,但由于资源、技术等因素限制,开发速度相对缓慢。
2011年,由于我国一些企业对卤水提锂的生产线进行技术改造,卤水提锂产量比2010年大幅下降,而矿石提锂的产量则增长了20%以上,其中锂辉石精矿产量约7万吨,锂云母精矿产量约5万吨,而从国外进口的锂辉石精矿则达到28.8万吨,同比增加40%以上。
2011年,我国金属锂的产量约为0.17万吨,出口量约为0.0582万吨;碳酸锂产量约为3万吨,而进口量则因为国内锂电池材料生产需求旺盛超过了0.8万吨。
2011年国内其他锂产品的生产也取得了一定进展,其中高纯碳酸锂产量超过0.15万吨,氟化锂产量超过0.15万吨,丁基锂的产量约为0.1万吨。
2007-2011年我国氢氧化锂进出口量如表6所示。
表62007-2011年我国氢氧化锂进出口量
时间
进口/万吨
出口/万吨
净出口/万吨
2011年
0.0019
0.4374
0.4355
2010年
0.0037
0.2454
0.2417
2009年
0.0022
0.1945
0.1923
2008年
0.0079
0.2874
0.2795
2007年
0.0194
0.3979
0.3785
数据来源:
《2011年我国锂工业发展报告》中国有色金属工业协会锂业分会
20.1.1.3锂产品的价格
短期来看,以小电池、笔记本和手机为代表的消费性电子产品对锂电池的需求旺盛,仍然是拉动需求增长的主要动力,而在全球寡头垄断格局加剧、原料供应集中、新能源汽车产业不断突破和新资源开发进程十分缓慢等背景下,价格有望继续上行。
未来3-5年全球锂资源开发仍然是产业热点。
长期来看,众多企业介入资源开发,如果国内卤水提锂技术取得突破式进展,未来市场有可能出现供大于求的局面,碳酸锂价格存在下行风险[4]。
全球经济低迷对锂的需求有显著的影响,2008年至2009年间对碳酸锂的需求下降了20%-30%。
结果是锂价格大幅下跌,2010年初碳酸锂交易价格约每吨5000美元。
更重要的是,这种情况仍未改善,虽然需求已经开始再次上升,主要供应商之间的产能过剩意味着价格进一步下跌。
德鲁集团(TRU)锂顾问委员会主席EdwardAnderson于2011年1月在多伦多召开的第三届工业矿物锂供应和市场会议上表示:
碳酸锂的价格在2010年猛跌至4500美元/吨并将持续低迷,长远来看没有市场驱动的价格上涨压力,所以价格将保持稳定,并可能低于5000美元/吨。
Anderson认为全球经济衰退推动锂业2009年至2013年出现供应过剩,2013-2015年管道项目将加剧供过于求的局面,之后到2020年新开发的项目投入生产将使供需差距进一步增加。
供过于求峰值将发生在2017-2018年中。
德鲁集团(TRU)预计锂价格在未来将保持现有水平,长期稳定在较低水平也很有可能。
没有迹象表明价格会上升,事实上,大多数的迹象表明价格会下降[9]。
20.1.2铍
20.1.2.1国内外铍资源现状
铍是密度最小的碱土金属元素,在地壳的丰度约为6×10-6。
含铍矿石约30多种,具有经济价值的主要有绿柱石、硅铍石、金绿宝石等几种,世界上开采铍矿石的国家主要有巴西、前苏联、美国、中国、印度、阿根廷、南非等。
由于对铍性质的深入研究及其用途的不断发现,铍作为战略材料得以迅速发展,并且在当今科学和研究领域中备受关注。
工业用铍大部分以氧化铍形态用于铍铜合金的生产[10]。
全球已探明的铍金属储量约40-50万吨,主要分布:
巴西14万吨、印度6.4万吨、哈萨克斯坦5万吨、中国5万吨、阿根廷2.5万吨、美国2.1万吨。
全球铍远景储量约70万吨,合计约110-120万吨[11,12]。
我国铍矿探明储量的矿区有66处,现保有储量(BeO,下同)达数十万吨,其中工业储量占9.3%。
铍矿集中分布在新疆、内蒙古、四川、云南4省区,分别占总储量的29.4%、27.8%、16.9%和15.8%[10]。
20.1.2.2铍的产销及价格
根据美国国家地质局2013年1月发布的全球矿产统计数据:
2012年全球铍产量为230吨,较2011年下降11.54%,主要由于美国境内铍产量下降了35吨。
但是美国依旧是全球最大的铍生产国,2012年产量为200吨,占全球总产量的87.0%。
中国每年采掘约500吨左右的铍矿石,2012年中国铍产量为25吨,较2011年上升了13.64%。
2011-2012全球主要国家铍产量如表7所示。
表72011-2012全球主要国家铍产量统计
国家
2011年产量/吨
2012年产量/吨
美国
235
200
中国
22
25
莫桑比克
2
2
其他国家
1
1
全球总计
260
230
通过对全球铍的产量和消费数据的计算,得出全球铍的供需情况。
2006-2010年,全球铍市场整体供不应求,2006年短缺86吨,2007年全球铍产量大于消费量56吨,价格缓慢增长;受经济下滑影响,2008年、2009年产量短缺较少,价格稳定;2009年中至2010年底,全球铍消费大幅度增加,供应严重不足,价格出现明显涨幅。
美国2000年铍销量就达到了360吨。
随着9.11后军备消费的增加,2001-2005年的消费需求较大,随后军备消费开始减弱。
2006-2010年,新应用领域需求量有所上涨,一定程度的弥补了军备需求的减少。
截至2010年末,美国铍消费量约为320吨,五年内年均铍消费量增长9.08%。
价格方面,2010年铍价达到230美元/磅(约合人民币3211991元/吨)。
2006-2010年,铍价年均增长15.78%。
2011年,铍的消费量仍在上涨,而短期内全球市场仍将供应不足[11]。
20.1.3钽
20.1.3.1国内外钽资源的现状[8]
钽作为稀有金属,在地球上的资源量较其他金属相比,相对较少,全球已探明钽资源主要分布在澳大利亚和巴西,两国的资源储量足够满足预期需求。
仅澳大利亚一国就占全球钽储量近62%之多,其次是巴西,占总量36%。
根据美国地质调查局(USGS)2014年公布的最新调查数据显示,全球钽资源储量逾10万吨,其中澳大利亚6.2万吨,巴西约3.6万吨。
美国、布隆迪、加拿大、刚果(金)、埃塞俄比亚、莫桑比克、尼日利亚、卢旺达均有钽资源分布,但是具体数量并不确定。
其中,美国已探明钽矿床的资源量约15000吨,但是根据2013年钽的市场价格来看,这些资源量不具有经济开采价值。
全球钽资源分布如图3所示。
图3全球钽资源分布
中国钽矿查明资源量共计11.68万吨,分布在13个省区,依次为:
江西占25.8%,内蒙古占24.2%,广东占22.6%,三省合计占72.6%,其次湖南占8.6%,广西占5.9%,四川占5.3%,福建占5.1%,湖北占1.2%,五省合计占26.1%,以及新疆、河南、辽宁、黑龙江、山东等5省区合计占1.3%。
江西宜春钽铌矿(我国最大的钽铌选矿厂)、新疆可可托海、阿勒泰等是我国钽矿物原料的主要供应地。
宁夏东方钽业是中国最大的生产钽产品的公司。
中国主要钽矿区如表8所示,中国钽矿资源分布如图4所示。
表8中国主要钽矿区
矿区
矿床类型
品位(%)Ta2O5
储量,吨(Ta2O5)
江西宜春钽铌矿
花岗岩
0.011
18216
福建南平钽矿
花岗伟晶岩
0.012
1647
广西栗木矿
花岗岩
0.016
2615
湖南茶陵钽矿
花岗岩
0.012
2587
新疆可可托海矿
花岗伟晶岩
0.049
1047
图4中国钽矿资源分布图
20.1.3.2钽的产销
根据美国地质调查局(USGS)2014年公布的最新数据,2013年全球钽矿产量共计590吨,比去年下降了80吨。
世界上主要生产钽的国家有卢旺达、巴西、刚果(金)。
其中,巴西和刚果(金)两国的产量占总产量的一半。
2013年全球钽矿产量如表9所示[8]。
表92013年全球钽矿产量(吨)
国家
巴西
布隆迪
加拿大
刚果(金)
埃塞俄比亚
莫桑比克
尼日利亚
卢旺达
合计
2012年
140
33
50
100
95
39
63
150
670
2013年
140
30
50
110
10
40
60
150
590
从2000年至2010年,钽工业经历了下降-上升-下降-上升的周期性波动。
2000年是始于上世纪末上升周期的顶峰,消费量达到2016吨;之后由于电子工业的萎缩,消费量下滑至2002年的1257吨,降幅达37.64%;2003-2008年是世界钽消费量的活跃时期,消费量逐年上升,2008年已经达到2444吨的历史高位;而金融危机极大地冲击了电子工业的发展,2009年全球钽消费量仅1078吨,环比下降53.37%;危机过后,钽消费量有了强劲反弹,2010年消费量回升至1818吨。
中国钽消费量呈现长期上涨趋势。
2000年消费量仅为292吨,2008年已经上升至994吨的历史高点,增长2.4倍,显示了极强的市场增长潜力。
我国钽消费量分为电容器级钽粉、钽化合物、钽合金、钽材、碳化钽五个部分。
其中,电容器级钽粉的应用量不断扩大,是钽消费量最重要的推动要素:
2000年消费占比为39.2%;2006年上升至53.50%的历史高点。
钽化合物仅次于电容器级钽粉的重要消费领域,约为总消费量的25%。
钽合金的数量增长明显,2000年不到10吨,2010年已经达到110吨。
2000-2006年,我国经历了7年的供给过剩的状态。
2007-2010年,我国又处于持续去库存化的周期。
我国钽资源严重短缺,是我国钽工业发展的最大障碍。
逆市场周期进行储备是现实可行的道路[13]。
20.1.3.3钽的价格
钽精矿价格从1999年的34美元/磅暴涨到2000年的120美元/磅,随着钽产业的不断扩张,需求开始降低,导致价格下滑,随后的几年价格慢慢归于理性。
近些年全世界钽精矿供应主要是刚果(金)、澳大利亚等国家,刚果(金)等非洲国家钽资源量大、劳动力低廉以及环保要求较低等特点使他们在钽市场占有绝对主导地位。
而就在2010年年底“血矿”事件的爆发封锁了刚果(金)等非洲国家对全球钽精矿市场的供应,使得钽精矿供给再一次趋紧,价格被再次抬升,从2010年61美元/磅到2012年122美元/磅,突破历史高点,但随着全球经济的快速发展,钽精矿需求还在不断加大,目前美国钽公司有意重启非洲对其精矿的供应,“血矿”事件略有缓和。
因此预计此次价格上涨周期会在未来几年延续此消彼长的态势,最终又回归到正常水平。
由于钽市场供应都较为集中垄断,目前钽精矿价格主要受供需面影响较大,预计未来5年价格会受供应方影响较大,价格震荡上涨[13]。
20.1.4铌
20.1.4.1国内外铌资源的现状
铌在地球极小的范围内分布,相对有色金属,表现出储量小、分布不均和品位低等特征。
国外已探明的铌资源储量约1150万吨,另外已知的矿床中还有1980万吨铌。
巴西的铌储量占世界铌储量的91.1%。
巴西、加拿大铌精矿占世界总量的97%。
巴西CBMM、Catalao公司和加拿大奈奥贝克公司是世界主要的铌矿石(烧绿石)和铌产品供应商。
烧绿石和铌铁矿是生产铌的主要原料。
国外主要的铌矿床基本情况如表10所示。
中国三处最好的铌资源是内蒙包头白云鄂博、扎鲁特旗(801矿)和湖北竹山庙娅铌矿,其原矿中Nb2O5平均含量在0.1%-0.3%之间。
我国一些铌矿基本情况如表11所示。
与国外当前开采的大型钽铌矿相比,我国同类型矿床的钽铌品位远比国外的要小得多。
我国没有独立的铌矿山,铌往往与稀土、钽伴生,原矿品位低,矿物嵌布粒度细而分散,赋存状态差,选矿处理量大,可选性差,造成难分、难选,回收率低,投资回收周期长[14,15]。
表10国外主要铌矿床基本情况
国家
矿山
矿床类型
Nb2O5品位,%
Nb2O5储量,万吨
主要铌矿物
现状
巴西
Araxa矿
碳酸岩
3.1
1493
烧绿石
露天开采
巴西
Catalao矿
碳酸岩
1.34
24
铌铁矿
露天开采
加拿大
Niobec矿
碳酸岩
0.58-0.66
31.44
烧绿石
地下开采
马拉维
Kanyika矿
伟晶花岗岩
0.3
16.6
烧绿石
勘探、可研
表11我国铌矿基本情况
矿区名称
矿床类型
Nb2O5品位,%
储量,吨(Nb2O5)
备注
内蒙古扎鲁特旗801矿
蚀变碱性花岗岩型
0.048-0.258
309331
特大
江西横峰钽铌矿
花岗伟晶岩
0.045
22701
中型
四川安康呷基卡
花岗伟晶岩
0.0139-0.0273
8687
小型
内蒙白云鄂博都拉哈拉
含铌稀土白云岩
0.097-0.202
669951
特大已采
湖北竹山县庙娅铌稀土矿
碳酸岩
0.118
929535
特大
内蒙白云鄂博铁矿
高温热液型
0.108-0.141
909014
特大已采
20.1.4.2铌的产销
铌因为熔点高而密度是钽的一半,在宇宙航行和航空工业中用途更广泛。
全世界每年生产的铌产品超过22600吨以上。
90%以上的铌产品主要以铌铁的形式应用于钢铁工业,而高纯Nb2O5(>99.9%)则主要应用于高科技领域。
铌的消费领域如图5所示。
20世纪70年代末,世界铌消费量达到1000-1200吨,到80年代末,铌的消费量增至1600-1800吨[15]。
根据美国地质调查局2014年发布的数据,2013年,全球铌产量约为5.1万吨,并且生产相对集中,仅巴西、加拿大两国铌产量就占了世界铌总产量的98%左右。
北美、欧洲为铌的主要消费地区,中国也是铌消费大国,2010年中国铌消费量占全球总消费量的四分之一。
当前世界的铌工业,无论是选矿、冶炼、加工工艺,还是生产规模、产量、应用领域和消费量,都发展到很高水平。
各种铌产品也被广泛应用到钢铁、超导材料、电子、医疗等行业,其中铌在钢铁领域的消费量最大,约占全球铌总消费量的90%左右[8]。
图5铌的消费领域分配图
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