锂专题报告之二：锂辉石产能放量，供给加速多元化

期货研究报告|商品研究 锂专题报告之二 ——锂辉石产能放量，供给加速多元化 •研究员-颜正野 •yanzhengye@cmschina.com.cn •联系电话：0755-82763240 •执业资格号：Z0018271 2022年01月10日 结论 期货研究报告|新能源研究 1、全球锂资源总量整体并不短缺，锂辉石提锂技术成熟，可用于低成本的生产碳酸锂、氢氧化锂等主流产品。其中以硫酸法为基础的冶炼产线能耗低、效率高，并被广泛应用。相对于其它矿种，锂辉石矿在多方面具有优势，基于此，锂辉石以20%+资源量占比，贡献全球接近一半的锂工业矿物来源。 2、结构上，澳洲锂辉石矿品位好，储量高；国内锂辉石矿品位尚可，成本相对低；非洲矿山具有较大潜力；美洲矿则为重要补充。预计2023年、2024年全球锂辉石、透锂长石与黏土矿合计产量折57、76万吨LCE。传统供应集中的市场模式下，精矿供应结构决定定价，拍卖模式指引远期价格。 3、衡量锂矿质量的主要指标，包括所有权、储量、品位、成本、与基础设施等方面，这决定了该矿前期建设进度与后期生产稳定性。Greenbushes作为当前最成熟的锂辉石矿山，质地也是全球最优的。 4、展望未来，锂辉石仍是最重要的锂工业矿石来源，且放量可见度高。矿石结构上，非洲以及国内矿山的产量上升将改变供给集中的现状，并影响现有精矿定价模式，最终推动碳酸锂价格回归合理水平。 风险提示：海外新增锂辉石产能不及预期，盐湖提锂大规模放量。 目录 contents 01锂辉石资源、生产与前景 成熟、稳定的锂工业矿物来源 02锂辉石供给及结构 当下产能集中于海外，新增来源逐渐多元化 03典型锂辉石矿简析 Greenbushes是全球最主要的锂辉石矿之一 01 锂辉石资源、生产与前景 ：成熟、稳定的锂工业矿物来源 锂在自然界中丰度排名27位 全球主要硬岩型锂矿资源分布图（红色方框表示成矿区带） 数据来源：USGS，期刊《试论国内外大型超大型锂辉石矿床的特殊性与找矿方向》，招商期货 锂在地壳中含量约0.0065%，丰度排名第27位，从绝对量、相对量来看均不短缺。全球硬岩型锂矿资源大多分布于西澳、非洲南部、北美与中国等地。2022年全球硬岩锂矿产量中，80%以上来自于澳大利亚。 全球主要硬岩型锂矿类型及特点 资源类型化学式锂品位特点 锂辉石LiAl(Si₂O4) 化学组成稳定简单，含锂量高，Li2O的理论含量含Li₂O5.8%～除硅和铝主要杂质外，其它杂质8.1%，原矿的平均品位一般在含量均很低。提取金属锂的技术 锂云母K[LiAl[AlSiO](OH,F)₂](x=0-0.5) 1.0%～2.0%。 Li₂O理论含量为1.2%～5.9%，原矿实际品位远低于锂辉石,一般0.8%以下。 成熟、成本低。可用于成熟的冶炼碳酸锂、氢氧化锂。 一般只存在花岗伟晶岩中，常含铷、铯等杂质，资源分布尚可，主产于江西宜春地区。 为沉积型锂矿，具有分布广、储 高岭土矿床中，种类较多，处于 锂黏土Li₂O形式、伴生介于云母与锂辉石矿山之间。量大的特点。产于铝土矿、煤矿、 相对开发早期。 数据来源：公开资料整理，《锂辉石的工业应用》，招商期货 含锂矿石主要包括锂辉石、透锂长石、锂云母与锂黏土等等，其中黏土矿为沉积型锂矿。锂辉石化学组成简单[LiAl(Si₂O4)]，颜色丰富，含锂量高，除硅和铝主要杂质外其它杂质含量均很低。经过选矿组合工艺富集后，精矿可直接用多种方法提锂。锂辉石提锂技术成熟、成本低，是最稳定的锂工业矿物来源。 锂矿浮选法基本工艺流程示意图 数据来源：国家专利局，SMM，招商期货 锂辉石选矿工艺有多种，根据矿种不同包括正/反浮选法、磁选法、重介质选矿法与联合选矿法等。其中浮选法应用广泛，磁选法适合含铁杂质矿，重介质选矿法适用于结晶粒度较粗、锂辉石与其它矿物密度差异不大的矿种。锂选矿一般需求破碎机、球磨机、分级机、跳汰机、浮选机、磁选机等设备。工艺、设备整体并不复杂。 硫酸法锂辉石提锂流程图 焙烧 （+Ca（OH） 2）沉淀 （PH5.5-6.5） （+Ca（OH） 2 （PH11- 13） +Na2CO3） 沉淀 （+浓H2SO4）热溶解 （+HO）浸出 2 反复沉淀过滤 （ 滤渣 过滤 磨细 沉淀 沉淀Fe、Al沉淀Ca、Mg 锂辉石精矿 （氧化锂5.0%-7.5%） 高纯度碳酸锂 数据来源：公开信息整理，招商期货 硫酸法处理锂矿石需要先将锂精矿高温焙烧，使其结构由变的疏松，再经球磨后与过量硫酸混合，在回转炉中250℃环境下焙烧溶解，水浸后得粗硫酸锂溶液，经净化、沉锂、反复蒸发浓缩后获得碳酸锂产品。硫酸法优点是能耗低、效率高，但杂质较多并需要使用大量硫酸，对设备耐腐蚀性要求高。 出滤渣 蒸发浓缩 （+CO2）蒸发分离 +石灰石 焙烧 磨矿 浸出 过滤洗涤 碳酸化 蒸发 结晶分离 结晶 氢氧化锂产品 石灰石焙烧法锂辉石提锂流程图 硫酸盐法锂辉石提锂流程图 碳酸锂产 品 +硫酸钾 （钠） 造球焙烧（+稀硫酸） 酸浸 出滤渣 过滤净化沉淀碳酸锂产品 数据来源：CIAPS，招商期货 石灰石焙烧法是将矿石与石灰石混合，充分研磨后在高温度环境下焙烧，使含锂矿石晶型转变，难溶性的锂盐转变为易溶于水的锂盐。再通过蒸发、结晶与分离得到氢氧化锂产品，或通过碳酸化生产碳酸锂。石灰石焙烧法具有较强的适用性，几可用于所有资源提锂，但回收率相对低，能耗大。 硫酸盐法经过矿石与硫酸钾(钠)混合造球、高温焙烧，将得到硫酸锂，再经稀硫酸浸出，浸出液经净化、沉淀获得碳酸锂。硫酸盐法效率高、能耗低，但需要大量硫酸盐投入。 氯化焙烧法锂辉石提锂流程图 （+氯化剂、石灰石）配料 造球 焙烧 浸出 （+Na2CO3）除钙 蒸发 沉淀 碳酸锂产品 出氯化物出副产品 压煮法锂辉石提锂流程图 焙烧 （+水、 Na2CO3）压煮 压煮 （+CO2） 碳酸化 水浸 过滤 蒸发 碳酸锂产品 出滤渣 数据来源：CIAPS，招商期货 氯化焙烧法主要是采用氯化剂使提取锂及其他高价值金属金属，优点是效率高、能耗低，缺点在于氯化物与盐类原料投入较大。 压煮法将焙烧后的精矿与一定量的碳酸钠混合均匀，在高温与加压条件下，利用Na置换出Li;然后往水浸料浆中通入二氧化碳，使碳酸锂转化为溶解度较大的碳酸氢锂，过滤蒸发后得到析出碳酸锂产品。该工艺流程短成本低，但对精矿品质要求较高。 锂辉石矿前景：当前锂核心资源，长期生产仍具高经济性 期货研究报告|新能源研究 某国内垂直一体化锂盐厂生产碳酸锂成本结构（硫酸法；2021年平均水平） 14 精矿材料制造费用直接人工其它材料 12 锂辉石现金成本相对较低 现金成本下限（万元/吨LCE）现金成本上限（万元/吨LCE） 10 8 6 4 2 0 锂辉石盐湖锂云母 数据来源：根据上市公司披露信息整理，SMM，招商期货 在典型锂盐厂的成本构成中，锂辉石精矿占比达80%甚至更高，其它成本合计稳定在1.5-2.0万元/吨，自供精矿的锂盐厂，生产碳酸锂运营成本平均在5万元/吨左右，即相对于目前的高价，锂辉石制碳酸锂具有极高的经济性。 相对于盐湖提锂，锂辉石提锂具有技术可复制性强、前期投资少与产品丰富等特点，经济性前景较好；相对于锂云母，锂辉石资源规模、 前期投资与现金成本均有优势，尤其是对于低品位的锂云母提锂，往往在碳酸锂价格较高时才能盈利。 02 锂辉石供给及结构：当下产能集中于海 外，新增来源逐渐多元化 全球、中国锂辉石+锂云母资源量占比分别为26%、18% 期货研究报告|新能源研究 全球锂辉石、云母资源合计占比约为26.0% 中国锂辉石资源占比约10.9% 锂辉石+锂云母盆地盐湖卤水锂黏土矿其它卤水其它 锂辉石盐湖锂云母其它 10.9% 26.0% 数据来源：USGS，Wind，招商期货 据USGS数据，2021年全球已探明锂资源量/储量为8856/2200万金属吨，储量折合1.12亿吨LCE，其中锂辉石（主要占比）与锂云母合计占比26%。中国的锂资源占全球约7%，结构上国内锂辉石占比更低，约为全国锂资源的10.9%，锂云母资源相对丰富，占比约为7.5%。 全球锂产量矿来源中锂辉石占比接近一半 锂辉石锂云母盐湖回收 中国锂产量来源中锂辉石产量占比相对低 锂辉石锂云母盐湖回收 锂辉石 38% 锂辉石46% 数据来源：SMM，Wind，招商期货 2022年，全球锂产量矿石来源中，锂辉石占比约46%；国内锂盐产量占全球比例达70%，按资源来源计，国内锂产量来源中锂辉石占比约为38%。 2.50% 澳洲锂辉石矿大多品位好，储量高 品位（Li2O）；储量（万吨LCE） Greenbushes, 2.00%,868 KathleenValley 1.50% 1.45% 中国锂辉石矿品位尚可，但储量偏小 品位（Li2O）；储量（万吨LCE） 马尔康党坝, 2.00% 1.50% 1.00% （资源量）,1.42%,539 MtMarion,1.50%,349 Finniss（资源量）,1.32%,48 MtCattlin,1.10%,22 1.40% 1.35% 1.30% 1.25% 1.20% 1.33%,120 甲基卡134#,1.42%,102 业隆沟（资源量）,1.30%, 27 0.50% 0.00% Pilgangoora,1.18%,472 Wodgina,1.17%, 440 BaldHill,1.01%, 28 1.15% 1.10% 1.05% 1.00% 李家沟,1.30%, 124 德扯弄巴(资源 量）,1.18%, 72 雅江措拉锂辉石矿,1.30%, 63 -2024681001234567 数据来源：上市公司披露，Wind，招商期货 澳洲拥有世界上资源最优质的锂辉石矿，2021年产量占锂的40%左右，如位于西澳，储量折868万吨LCE、品位可达2.0%的Greenbushes，基础设施成熟，水陆交通便利，全球无出其右。国内成熟的超大型锂辉石矿相对较少，且储量大多在200万吨LCE以下，品位尚可，但大多位于四川西北部地区，海拔较高、基础设施相对落后且对环保要求高。 1.80% 1.70% 非洲锂辉石矿储量大，品位尚可 品位（Li2O）；储量（万吨LCE） Manono, 1.63%,536 3.20% 2.70% 美洲硬岩锂矿数量较多，储量尚可 品位（Li2O）；储量（万吨LCE） 1.60% 1.50% Goulamina, Ewoyaa（资源 2.20% JamesBay,1.40%,123 Tanco,2.44%, 28 1.40% 1.30% 1.20% 1.51%,194 Arcadia（资源 Bikita,1.15%, 156 量）,1.31%, 69 1.70% Sonora,0.63%, 452 Whabouchi,1.30%,117 GrotadoCirilo,1.43%,118 MinadaCachoeira,1.60%,13 1.10% 1.00% 0.90% 0.80% 量）,1.06%, 190 kenticha,1.03%,171 1.20% 0.70% 0.20% ThackerPass,0.75%,314 NAL,1.01%, 49 Mibra,1.06%, 53 01234567-2024681012 数据来源：上市公司披露，Wind，招商期货 非洲锂矿具有较大潜力，如Manono储量在全球仅次于澳洲的Greenbushes，品位也较高。随着产能建设加速，2023年以后非洲新矿将逐渐贡献增量产能。美洲锂矿数量也并不少，有如Sonora等品位一般但储量较高的沉积型锂黏土矿，有望成为全球锂矿石供应的重要补充。 （万吨；折算LCE） 2021-2024年全球锂辉石（含少部分锂黏土）产量及预测 全球锂辉石供给（产量）2021A 2022