掘金盐湖：史上最全的盐湖提锂知识汇总

深度 | 比亚迪斥资2.45亿开发盐湖锂资源，电池级碳酸锂能否"中国造"？

来源：新材料在线
界启动了一场争夺锂资源的战争，锂被称为“白色石油”，成为石油和稀土之后的下一个资源王者。
工业级和电池级碳酸锂出厂价走势图（单位：万元/吨）

来源：同花顺 iFind、浙商证券研究所
从2016年的1月份到3月份，短短3个月，国内碳酸锂从4万涨到了十七八万。据同花顺 iFind 数据显示，最新截至 2016 年 8 月 8 日，工业级碳酸锂报价12.5万元/吨，电池级碳酸锂报价 13.5 万元/吨。推动碳酸锂暴涨的这只“无形的手”究竟是资源枯竭，还是需求暴增？
来源：长江证券研究所
从全球锂矿产量与需求量看出，全球锂总需求量不断上涨。锂资源从供大于求到供不应求，到达2020年，锂总需求量与锂产量持平，甚至可能出现锂资源不足。锂资源都用到什么应用，导致需求量大涨？
锂行业产业链
来源：赣锋锂业公司招股书，德邦证券研究所
《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，再次明确了新能源汽车的战略地位，到2020年，要实现当年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆。结合锂行业产业链，刚刚过去的2016年，锂电企业利润大幅增长，锂电产业景气度持续高涨，锂电行业投资并购呈现井喷态势，行业整合趋势明显。新能源汽车在国家政策的保驾护航下蓬勃发展，碳酸锂的需求量自然不断攀升。那么，全球锂资源有多少？足够应对碳酸锂暴涨的需求吗？
锂矿分类
来源：中国地质调查局
全球锂矿可分为卤水型和硬岩型两大类，66%存在于卤水当中，34%存在于矿石中。
据美国地质调查局2016年最新统计，世界已查明的锂资源量约4099万吨，储量约1400万吨。从分布来看，主要分布在南美洲和亚洲（约70%），重要富集地为南美洲“锂三角”（玻利维亚、阿根廷、智利）。
在全球巨大的锂资源面前，中国的锂资源情况又是如何？

来源：国泰君安证券
我国是世界第五大锂资源国，查明金属锂资源储量540万吨，预测资源潜力1760万吨，多分布在青藏高原生态脆弱地区。截至2015年底，我国共有锂矿区73处，其中硬岩锂59处、卤水锂14处，卤水锂矿占70%以上。
来源：中国电池杂志-中国电池网
锂矿资源储量的各省排序图
来源：国家市场调研中心
虽然拥有丰富的资源储量，但我国锂产品加工原料对外依存度很高。其中，进口锂辉石加工占比66%；进口高浓度卤水加工占比18%。以锂辉石为例，2014年，进口量为33万吨，国内产量仅约2万吨，资源严重依赖进口。虽然我国西藏、青海就有卤水，但国内锂加工企业需要从南半球运卤水来生产碳酸锂。我国锂资源含量居世界第五，为何碳酸锂还大量依赖进口？
其中原因主要有以下几点：
1.技术难度大。虽然我国盐湖锂储量丰富，但是大部分较分散不利于大规模开采，且镁锂比较高，加工难度较高。我国从盐湖中提取锂的技术难度要比国外大很多，这也是国内相关企业不得不从国外进口原材料的根本原因。
2.优秀人才不足。我国盐湖多在西部地区，自然环境相对于中东部地区来说较为恶劣，不利于优秀人才的引进。
3.物流成本高。在交通方面，虽然有兰新高铁、青藏铁路以及京藏高速等交通运输网，但相对于东部沿海地区物流成本仍然要高许多。
中国锂资源面临重重困难，却不能阻挡国人在研发创新上的步伐。
上世纪90年代，中科院青海盐湖研究所的科研团队不断尝试探索，经过多年攻关，在青海锂业有限公司的大力支持和协作下，完成了“高镁锂比盐湖提锂关键技术及应用”。时隔十余年，这一技术实现成果转化，不仅给企业带来了可观的经济效益，而且为青海打造千亿锂电产业基地奠定了基础。近日，中科院青海盐湖研究所“高镁锂比盐湖提锂关键技术及应用”专利技术以4000万元普通许可给青海东台吉乃尔锂资源股份有限公司和青海锂业有限公司两家公司，创下了青海省单项专利许可费的最高纪录。
扎布耶盐湖研发出盐梯度太阳池提锂和提纯技术，碳酸锂纯度可达到99.6%。相关项目于2006年正式投产后，扎布耶盐湖成为我国第一个锂产业化盐湖，科技日报评论“这标志着中国首次实现了在盐湖中提锂的工业化生产，并成为由高成本的硬岩提锂转化为低成本盐湖提锂的里程碑”。
近日，比亚迪出资2.45亿，在青海成立新公司开发盐湖锂资源。比亚迪在盐湖提锂吸附剂制备技术上取得重大突破，掌握了从盐湖卤水中提锂的锂吸附剂的制备技术，该科研突破是盐湖商业化提锂的关键。
电池级碳酸锂能否走上“中国造”的道路？在提锂之路，我国技术创新点在哪里呢？
硫酸法
矿石提锂技术较为成熟稳定，大多采用硫酸法。矿石提矿一般对矿石进行爆破，研磨成锂精矿，在通过酸处理等一系列步骤得到碳酸锂成品。齐天锂业、赣锋锂业等企业就是采用此工艺。
为了避免上世纪80年代SQM操纵市场锂盐价格、重蹈硬岩型公司纷纷倒闭的覆辙，特别要加强盐湖型锂盐的研发工作，解决镁锂比高的这个世界性难题。
西藏矿业、西部矿业集团、盐湖股份、SQM、FMC和美国雅宝等公司掌握着全球著名的盐湖，不同盐湖，镁锂比值也有很大的差别，运用的开采工艺也会“因湖而异”。下表是全球已开发的著名盐湖提锂技术。
全球已开发的著名盐湖提锂技术
盐湖提锂主要采取以下几种方法：
电渗析法
通过电力驱动，使得最小的离子通过膜，剩下的离子都隔绝在膜的另一边。镁离子在膜上面的吸附、粘接，以及镁离子在膜的通过率都会影响到整个生产成本和生产周期。电渗析法需要解决的最核心问题在于隔离镁。
萃取法
碱金属离子属于硬酸，能与硬碱形成稳定的配合物。根据这一性质，利用萃取法可以达到提锂的目的。现在核心问题是萃取剂、萃取基和耐腐蚀材料等这几个方面进行研发，满足现萃取法的要求，通过萃取、反萃液，先得到高纯的氯化锂，再进行萃化，最终得到碳酸锂。
目前我国有两个不同的盐湖，针对相同类型的盐湖资源用萃取法技术提取氯化锂。
在西台的盐湖使用中国科学院的技术，目前已经完成9999的氯化锂生产线并立项，2017年动工、2018年完工，国内第一条明确提出电池级碳酸锂的生产线，是第一个提出电池级碳酸锂1万吨生产线的地方。
另外一个盐湖，有色萃取行业的专家们介入，目前建了1000吨的氯化锂生产线，纯度大约为95%左右，生产一些普通碳酸锂。
沉淀法
通过浓缩结晶或碳化来进行沉淀，纯度相对低，后续还需要辅助厂家或者是二级厂家来进行加工，满足电池材料的需求。
中国是个多盐湖的国家，但其中大部分较分散不利于大规模开采，且镁锂比较高。国外能够利用经典的沉淀法从卤水中大规模开采锂，一个重要的原因是卤水中镁锂比较低或者不含镁。经典的沉淀法不适合（西藏扎布耶盐湖等除外）从中国绝大部盐湖卤水中提锂，主要原因有：1）该法要求卤水中 Li+质量浓度大于 0.5 g/L，而中国大部分盐湖卤水低于此值；2）该法要求卤水中 Ca2+和 Mg2+含量不能太高，尤其是 Mg2+不能太高，而中国大部分低锂盐湖中 Ca2+和 Mg2+含量普遍较高；3）该法要求干旱、降雨量少、日照时间长、年蒸发量大的特殊地理条件，但中国内地的盐湖多不能满足此要求。
吸附法
无机离子吸附法是利用无机离子吸附剂对Li+有较高的选择性和特定的记忆效应的特点，实现从稀溶液中选择提锂的方法。如今吸附法的技术难度一直没有完全突破。目前吸附法主要应用于锂含量、浓度最低的一些盐湖，比如察尔汗盐湖，其镁锂比高达1800倍，原卤当中锂离子浓度只有30ppm左右。这个办法到去年年底总共也就生产了1500吨左右，现在实际上也是全世界最大的一个吸附法的生产能力。
比亚迪和吸附法的厂家蓝科锂业开展新一轮的合作，2016年10月29日动工年产3万吨电池级碳酸锂生产线。
煅烧法
煅烧法锂的收率90%左右，还可得到纯度98.5 %的氧化镁副产品。这种方法有利于综合利用锂镁等资源，原料消耗少，但镁的提取使流程复杂，设备腐蚀严重，需要蒸发的水量较大、能源消耗大。
中信国安正是运用煅烧法提锂，在生产实际当中尾气方面出现严重的环境污染问题，这个技术目前仅有一条线正在青海进行生产，产能大概1万吨。
面对碳酸锂的巨大需求，全球都在不断创新，处理传统的矿石提锂和不断地克服盐湖提锂面临的种种困难，俄罗斯国家研究型大学莫斯科钢铁与合金学院还研究出从矿石废料和废旧锂离子电池中提取锂。
俄罗斯唯一的锂矿是位于后贝加尔东部的扎维京斯克矿场。1941年至1997年曾在那里开采锂辉石，但如今俄罗斯本土已不再开采和提炼锂矿石，金属锂及其化合物均依靠进口。俄罗斯国家研究型大学莫斯科钢铁与合金学院的专家建成了一套工业实验装置，能够从矿石废料和废旧锂离子电池中提取锂，其终端产品的成本将低于从国外进口的同类产品。该技术将在滨海边疆区的萤石矿场和后贝加尔边疆区的扎维京斯克矿区投入工业化应用。预计20年后，通过该工艺方法可生产出超过4万吨碳酸锂，从而满足整个俄罗斯的国内需求，使俄罗斯摆脱原材料进口。
既然提锂技术不断创新，各国锂产能又是如何？
目前全球主要的锂资源开采掌握在美国雅宝、美国FMC、智利SQM和澳大利亚泰利森四家公司手里。有数据称，这四家合计约占全球90%以上市场。其中前三家是卤水提锂技术，占市场60%以上。中国锂资源在过去很长一段时间内的开采量十分有限，约占全球总产量的5％左右。中国碳酸锂企业80%是从澳大利亚泰利森进口锂辉石进行加工，生产厂家包括天齐锂业、赣锋锂业等。如今中国在盐湖提锂方面有所突破，多处盐湖已经投产到提锂的队伍中。
国内外锂业公司主要有盐湖股份、中信国安、西部矿业、西藏城投、赣锋锂业、天齐锂业、海门容汇通用、江特电机、融捷股份、众和股份、SQM、FMC、Albemarle （Rockwood）、Orocobre、Talison和RB Enery。下表为这14家企业的锂产能。
国内外锂业公司产能情况（截止2016年3月）
来源：公司公告，浙商证券研究所
在新能源汽车的发展推动下，碳酸锂的需求不断增大，相关锂行业将加强盐湖型锂盐的研发工作，锂矿提锂技术将会不断攻关，开创出适合镁锂比高的盐湖提锂技术。
大家都说“得矿山者得天下”，伴随着电动汽车升温，世界启动了一场锂矿争夺战。众所周知，中东靠着世界第一的石油资源暴富，但如果有一天，汽车都用上锂电池，谁拥有世界第一的锂资源，是不是就会成为下一个中东？
一、锂矿提锂简介
1.锂矿提锂
全球锂资源分布66%存在于卤水当中，34%存在于矿石中，锂矿提锂就是在锂矿中提取出锂辉石精矿，再经一系列的步骤将其转变成工业级碳酸锂，甚至是电池级碳酸锂。
2.提锂分类
目前采取的提锂方法主要有以下三种：
（1）盐湖提锂，主要是利用太阳能将含锂卤水在蒸发池中自然蒸发、浓缩，析出碳酸锂。
（2）锂矿提锂辉石，采用洞采的方法，提取出锂辉石，再使用硫酸法等方法得到碳酸锂。
（3）锂云母提锂，但锂云母品味低，提锂后会产生大量的副产品和尾渣。
不同提锂方法优缺点对比
3.技术路线
矿石提锂技术较为成熟稳定，主要有4种细分技术路线，大多采用硫酸法。
二、锂矿提锂产业链
三、锂矿提锂市场分析
1.锂矿
我国锂矿成矿条件优越，根据锂矿成矿条件和成矿规律，全国划分出松潘－甘孜、阿尔泰、藏北、柴达木等12个锂矿成矿区带。
中国锂成矿带划分
我国绝大多数锂矿资源分布在青藏高原生态脆弱地区，自然环境恶劣、基础设施建设落后、利用技术难度大、开发条件差。四川西部地区硬岩锂矿地处高寒、偏远地区，交通条件、气候以及外部环境较为不利；青海柴达木盆地盐湖卤水型锂矿镁锂比高，提锂技术尚未完全成熟；藏北地区盐湖卤水锂矿镁锂比低，提锂技术趋于成熟，但受地理位置和外部环境制约难以形成规模化生产局面。
2011年起，全球锂矿产量突破3万公吨；2011-2016年，全球锂矿产量均维持在3万公吨以上，稳定产出。
2.碳酸锂
2017-2020年全球碳酸锂需求量及产能
进口碳酸锂数量、金额及单价
全球碳酸锂需求量持续增长，进口碳酸锂单价持续上涨。从2016年的1月份到3月份，短短3个月，国内碳酸锂从4万涨到了十七八万。
国内主要锂盐加工产能规划（折合碳酸锂当量，吨）
来源：公司研报，东方证券研究所
国内碳酸盐生产商主要是天齐锂业和赣锋锂业，预计2020年产能达2.5万吨以上。当今，十吨原矿能产出一吨锂精矿，而十吨的锂精矿能产出一吨碳酸锂。据市场调研得知，综合成本2万元的原矿可制成一吨市场价为十七八万的碳酸锂。
3.新能源汽车
锂电池普遍用于手机、笔记本、相机、电动工具、电动自行车等，随着新能源汽车以及储能行业的兴起，锂电池市场越发扩大。
全球锂终端消费分布（单位，吨，折合碳酸锂）
在电动汽车的推动下，从2009-2015年，锂用于电池的份额逐渐增大。预期达到2020年，电池将会超越玻璃陶瓷，占锂终端消费的最大份额。

在特斯拉电动汽车领头带来的新能源时代，电动汽车的产量逐年快速增长。同时，锂电池作为电动汽车动力提供部分，也将会随电动汽车的增长而增长。
四、锂矿提锂技术的未来与发展
《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，再次明确了新能源汽车的战略地位，到2020年，要实现当年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆。刚刚过去的2016年，锂电企业利润大幅增长，锂电产业景气度持续高涨，锂电行业投资并购呈现井喷态势，行业整合趋势明显。目前，锂矿提锂工艺技术如今已经很成熟，国内企业产线产量达到工业需求；加上，国家政策为锂产业发展保驾护航；新能源汽车成为大势所趋，锂矿提锂这一工艺技术将会成为锂产业生产的关键技术工艺。