盐湖提锂赛道蓄势待发，国产化进程稳步向前

盐湖提锂工艺百家争鸣，吸附+膜法脱颖而出 国内盐湖锂资源储量丰富，以吸附+膜法技术工艺为主。我国锂资源以盐湖为主，主要分布于青海和西藏，两地盐湖锂资源量占比高达91.32%。锂资源供应保持平稳快速增长，2022年上半年锂资源产量超25万吨。西藏盐湖锂资源品质更高，锂矿资源优质，盐湖的镁锂比相对较低。青海盐湖提锂开发较早，产能释放大。盐湖中锂的富集分离可通过多种方式实现，吸附+膜法提锂工艺在未来更具有发展前景。目前国内盐湖提锂的技术路线主要有沉淀法、吸附法、萃取法、膜分离法、太阳池法、煅烧法、电化学法等。我们认为吸附+膜法或为未来盐湖提锂工艺的主流发展方向，寻找高效持久的吸附剂、实现膜的进口替代或将成为行业的核心壁垒所在。 提锂材料市场具有潜力，国产替代曙光将至 膜材料市场空间增量较大，基础材料国产替代值得关注。膜分离法技术工艺成熟，膜材料是膜分离法最重要的构成部分，长期有望实现增量扩张。 随着盐湖卤水提锂开发进程持续加快，膜产品使用量有望进一步增加，以反渗透膜和纳滤膜为代表的分离膜将具有较大的消费潜力。我们预计未来我国用于盐湖提锂的纳滤膜年需求量将达18.2~22.8万个，市场空间约为7~9亿元。吸附剂年需求量将达2.3~2.7万吨，市场空间约为6~8亿元。把握政策机遇，国产替代进程不断提速。我国已经在己二腈、聚砜以及聚酯等基础材料方面实现国产技术突破。随着研发经费不断投入和研发持续推进，未来基础材料的国产替代程度有望提高，成本具有较大下降空间。 膜工艺集成商和膜材料生产企业的价值 市场价格竞争较为激烈，国产膜材料实现替代渐入佳境。膜产业进入快速成长期，市场规模不断扩大。随着分离膜在未来的应用范围不断拓宽，膜行业的企业数量、市场规模不断递增，2021年分离功能膜市场规模为307.8亿元。国内企业的技术进步推动国产膜逐步实现进口替代，膜性能与膜材损耗仍需优化，国内企业的技术进步预计将推动膜材料进口替代率不断提升。 国内企业依托产品技术优势和本土化优势逐步挤占国际巨头的市场份额，逐步实现膜产业的国产替代；同时，积极进入海外市场，在全球范围内开展市场竞争并取得了良好的业绩表现，市场空间不断增长。 风险提示：宏观政策风险；产能释放不及预期；国产替代进程不及预期；需求增速放缓风险；测算具有一定主观性 1.盐湖提锂工艺百家争鸣，吸附+膜法有望脱颖而出 1.1.盐湖锂储量丰富，资源供应集中度高 全球锂资源储量丰富，盐湖锂资源储量充足。根据Wind数据统计，截至2021年末，全球锂矿储备量达2,200万吨，同比2020年增长4.76%。锂资源储量集中分布程度较高，2021年，智利、澳大利亚、阿根廷、中国和美国的锂矿资源储备量位居前五，储备量分别为920万吨、570万吨、220万吨、150万吨和75万吨，前5国家累计储备量占比达87.95%。根据勘探结果，盐湖卤水锂资源占据全球已探明锂资源总量约为65%，盐湖锂资源集中分布在美洲和中国，2021年，玻利维亚、智利、阿根廷三个南美国家的盐湖锂储量约为1,840万吨，约占全球储量70%，盐湖锂资源成为锂资源供应的重要渠道之一。 图1：2000-2021年全球锂矿资源储量（万吨） 图2：2021年全球主要国家锂矿资源储量（万吨） 锂资源供给相对集中，以西澳锂矿和南美盐湖为主。根据美国地质局（USGS）统计数据显示，2021年全球锂矿资源产量达10.48万吨，其中，澳大利亚以5.5万吨的产量位居榜首，占全球锂矿产量的53%，其次为智利、中国、阿根廷和巴西，锂矿年度产量分别为2.6万吨、1.4万吨、0.62万吨和0.15万吨。2021年，全球锂矿产量前5国家的累计产量占比达98%，全球锂资源的供给集中程度较高。 图3：2000~2021年全球锂矿资源产量（万吨） 图4：2021年全球主要国家锂矿资源产量（万吨） 我国锂资源以盐湖为主，主要分布于青海和西藏等地。截至2021年末，全球已探明的锂资源约为8,900万吨，盐湖卤水占比58%，锂精矿占比26%。我国已探明的锂资源（金属当量）储量约为534万吨，约占全球储量的6%。其中，含锂盐湖主要分布于青海和西藏等地，锂辉石和锂云母主要分布于四川和江西等地。根据自然资源部发布的《2019年中国矿产资源报告》显示，我国锂矿资源中盐湖卤水的潜在资源量约占全国锂资源总量的90%以上。 锂资源供应保持平稳快速增长，2022年上半年锂资源产量超25万吨。2022年上半年，我国碳酸锂产量达16.8万吨，同比增长42.4%，氢氧化锂产量达11万吨，同比增长35%。 随着新能源汽车等产业快速发展带动锂产品需求扩张，在综合因素的影响下，锂资源供应有望延续快速增长的趋势。 图5：2019年我国锂矿潜在资源量结构情况（单位：%） 图6：2021年及2022H1碳酸锂产量及进口情况（单位：万吨） 1.2.西藏锂资源品质高，产能释放潜力大 盐湖资源方面，青海和西藏两地盐湖锂资源储量均较为丰富。根据2010年亚洲金属网金属百科统计，我国盐湖卤水锂资源集中分布在青海和西藏，两地盐湖锂资源量占比达91.58%。根据钜大锂电网测算可知，我国青海盐湖区氯化锂储量共计约为2,447万吨，锂资源主要分布在西台吉乃尔、察尔汗、大柴旦等五大盐湖；西藏盐湖的氯化锂储量共计约1,738万吨，主要分布于扎布耶、龙木错等盐湖区域，绝大部分盐湖为地表卤水。 图7：我国盐湖锂资源量分布情况（2010年） 图8：我国青海和西藏氯化锂储量情况（单位：万吨） 图9：青藏高原盐湖型锂矿分布图 盐湖特征方面，西藏盐湖锂资源品质更高，具有潜力。青海锂矿资源包括盐湖卤水型和硬岩型两种类型，前者锂资源储量充足；盐湖类型以硫酸盐和氯化物为主，镁锂比相对较高，卤水品质较低，但是具有丰富的储量。西藏盐湖大致分为碳酸盐型、硫酸钠亚型和硫酸镁亚型盐湖，盐湖锂浓度普遍更高，卤水品质比较高，盐湖的镁锂比相对较低。 图10：西藏富锂盐湖类型分布情况（单位：%） 图11：青海和西藏代表盐湖卤水锂元素含量情况（单位：mg/L） 表1：青海和西藏主要盐湖基本特征情况 盐湖开发方面，青海盐湖提锂开发较早，产能释放大。青海盐湖以卤水矿为主，埋藏浅，品位高，容易开采，由于开发较早，目前盐湖提锂产能处于成长阶段，主要开发利用的盐湖有察尔汗、西台吉乃尔、东台吉乃尔和一里坪盐湖；根据青海省工信厅数据显示，截至2022年上半年，该省碳酸锂产能达12万吨，在建碳酸锂项目产能达5万吨，金属锂产能达0.15万吨。西藏地区基础设施相对缺乏、高海拔条件下产线建设难度大以及环境保护等要求，盐湖开发程度相对较低，目前在开发利用方面基本上以扎布耶盐湖为主。 图12：青海省盐湖提锂主要产能分布情况 1.3.盐湖提锂技术路线 盐湖中锂的富集分离可通过多种方式实现。盐湖提锂的全过程包括前端卤水开采、中端富集分离、后端产品转化三个环节。前端和后端的操作流程相对统一，工艺的差别主要体现在中端富集分离环节。目前国内盐湖提锂的技术路线主要有沉淀法、吸附法、萃取法、膜分离法、太阳池法、煅烧法、电化学法等。 图13：盐湖提锂工艺差别主要体现在中端富集分离 1.3.1.沉淀法：传统经典工艺，适合优质、低镁锂比盐湖 沉淀法利用化学沉淀反应，通过将部分组分转为难溶物从卤水中沉淀出来达到分离效果。 其基本原理是充分利用盐湖矿区丰富的太阳能资源，将含锂卤水在多级盐田中进行蒸发浓缩和逐级除杂，提钾后尾卤经酸化除硼后加入沉淀剂分离钙镁离子，加入碳酸钠使锂以沉淀形式析出，最后经过干燥剂制得碳酸锂产品。根据加入沉淀试剂的不同，沉淀法又可以分为碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法和硼镁、硼锂共沉淀法等。其中，碳酸盐沉淀法最早研究并已在工业上应用，具有工艺成熟、操作简易、能耗和成本较低的优点，适合从低镁锂比盐湖卤水中提锂；但该工艺需要建设并维护大规模盐田，初始投资较大，且锂的一次回收率较低。我国盐湖多为高镁锂比卤水，因此碳酸盐沉淀法难以被我国盐湖适用。 图14：碳酸盐沉淀法从盐湖卤水中提取碳酸锂工艺流程图 1.3.2.吸附法：选择性好，回收率高，提高吸附性能是未来趋势 吸附法利用了吸附剂对锂离子的高选择性：吸附法以含有镁、锂盐湖卤水或盐田日晒浓缩老卤作为提锂原料，通过选择性吸附剂将盐湖卤水中的锂离子吸附，再通过酸洗等方法将锂离子从吸附剂中脱附出来，从而实现锂离子的分离提取。所用吸附剂需要具有高选择性、无毒性、良好的机械性能和循环性能，且必须经济、安全、易制备。吸附剂主要分为有机吸附树脂吸附剂和无机吸附剂，无机吸附剂又分为离子筛吸附剂、铝盐吸附剂、天然矿物吸附剂等类型。该种吸附剂对锂的选择性高、吸附量大、洗脱率高，是研究程度更高、应用更多的吸附材料。吸附材料龙头厂商蓝晓科技公司所用吸附剂为吸附分离树脂，公司自研的吸附树脂对锂离子有特异性选择，特别适合从低品位的盐湖卤水中提取分离锂元素。 当现存矿石的品位随着资源开发的推进，且对于环境保护的要求日趋严格，分离树脂提锂的工艺优越性将与来越突出。 图15：吸附树脂结构示意图及吸附原理 图16：蓝晓科技所生产吸附树脂 图17：吸附提锂工艺流程 图18：常见吸附剂分类 究所天风证券研究所 风证券研究所 吸附法提锂技术的优点在于：工艺流程简单、稳定性强、回收率高、选择性好、产品纯度高、能耗成本低、易于产业化、对环境无污染，且对盐湖卤水的镁锂比没有苛刻要求，适合于从原卤直接提锂或从高镁锂比盐湖卤水中提锂；吸附法的劣势在于：淡水消耗量大，在淡水资源稀缺的盐湖矿区受限；吸附剂多为粉末状，其流动性和渗透性差，工业应用时需要将粉末制成颗粒状，但同时又会导致其吸附性能下降。 提升吸附剂性能将是未来吸附法提锂技术发展的重要课题。各种锂吸附剂目前的发展方向多为提升吸附性能、提高循环次数、降低溶解损失等。在高镁锂比盐湖项目中，吸附性能将是锂离子分离、富集过程的重要因素，对工艺成本和产品纯度有直接影响。 1.3.3.萃取法：分离效率高，存在较高环保成本 萃取法分离效率高、成本低廉，但该方法会对设备、环境造成损害，大规模应用受到制约。 锂离子与有机溶剂发生络合反应，生成可溶于有机相的络合物，将锂离子与其他杂质离子分开，最后再通过反萃取将其提取出来。此法的关键在于使用高选择性的萃取剂，常见的萃取体系有有机磷类、离子液体、冠醚类、季铵盐-偶氮离子螯合-缔合类、β-双酮类以及醇类等。萃取法的优点在于分离效率高、固定投资小，适合在镁锂比较高的盐湖卤水中提取盐酸锂；缺点在于萃取工艺中需要处理大量卤水，会对设备造成较大腐蚀；废液含有过多有机物，会对盐湖造成污染，为企业带来环保压力；并且在高酸反萃液中，锂元素难以被回收。这些因素都制约了萃取法的大规模应用和产业化达产。 图19：萃取法提锂的工艺流程 我们认为，未来萃取法的研发方向主要为探索环保、稳定的萃取剂。受制于对设备和环境的破坏，萃取法在当下的发展空间受限，寻找更环保、稳定的萃取剂是学界主要的发展趋势。 1.3.4.膜分离法：通过膜的选择性实现镁锂分离，维护成本较高 膜分离法，又称离子选择性迁移法，是通过外在驱动力的作用对溶质进行分离的方法，主要分为电渗析法和纳滤膜法。 电渗析膜法提铝主要利用了离子交换膜的选择性，利用电场力驱动卤水中的阳离子发生迁移，带电的膜表面会阻止二价离子（如镁离子）通过膜，而使单价的离子（如锂离子）顺利通过膜孔，实现分离效果。此法具有绿色环保、生产成本低及分离效果好等优点，但由于氢氧化镁沉淀会覆盖离子交换膜从而导致电渗析效率降低，因此需要经常拆洗交换膜。 纳滤法提锂利用了纳滤膜的截留分子量和膜孔径对单价无机盐截留效果特异性，在压力差的驱动下使溶剂穿过纳滤膜，实现镁、锂分离。但纳滤法对卤水的镁锂比要求较高（一般要求低于30），因此当前尚未能实现独立提锂，需要与吸附法、电渗析法等技术配合使用。 图20：电渗析过程示意图 图21：纳滤法提锂工艺流程 经过纳滤膜前期处理后的富锂卤水可以通过反渗透技术进一步除杂提纯。反渗透是渗透