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碳酸锂的“前世今生”

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7月21日,是碳酸锂期货上市一周年。自2023年7月21日以来,碳酸锂期货市场表现活跃,首日成交额便突破144亿元人民币,显示出其作为新能源汽车和储能领域核心原材料的重要性。上市初期,碳酸锂期货价格波动较大,现货价格高位回落,期现价格共振,自上市开盘246000元/吨至2023年底 107700元/吨,跌幅达56%。2024年一季度由于供需错配,价格短时间强势反弹回升,后因供给逐步释放,回到下行区间。截至发文,碳酸锂现货均价已跌破三年低点至9万元/吨左右。
中国碳酸锂产业自2016年以来经历了显著增长,产量从年产7.8万吨增至2023年的46万吨,年复合增长率达29%。资源开发周期与需求周期的错配,导致碳酸锂近2年仍面临着供应过剩的担忧。但随着新能源产业的快速发展,对锂资源的需求持续增长,碳酸锂期货的推出有助于企业进行风险管理和价格发现。此外,中国作为全球重要的碳酸锂生产和消费国,通过实物交割的碳酸锂期货有望在全球锂产品定价体系中提升影响力和话语权。
一、碳酸锂是什么
碳酸锂(Lithium Carbonate)是一种无机化合物,化学式为Li₂CO₃,分子量73.89 g/mol,密度2.11g/cm³,熔点723°C。它是锂的碳酸盐,是一种白色结晶性粉末,可溶于水,在自然界中以矿物形式存在,但主要以人工合成的方式生产。
碳酸锂在电池制造、玻璃和陶瓷工业、医药等领域有着广泛的应用。
电池制造:碳酸锂是生产锂离子电池的重要材料,用于电动汽车、电网储能设备和便携式电子设备。医药领域:碳酸锂被用作治疗双相情感障碍的药物,帮助稳定情绪波动。陶瓷和玻璃工业:用作助熔剂以降低熔点,提高产品的强度和质量。其他应用:在空气净化、冶金、聚合物等工业过程中也有使用。
二、碳酸锂是什么
可以将碳酸锂的发现及历史大概划分为三个阶段。
早期发现:碳酸锂的历史可追溯到1800年代。1817年,瑞典化学家Johan August Arfvedson首次从锂辉石(spodumene)中发现了锂元素。
工业化应用:到19世纪中叶,科学家们成功将锂提取并转化为碳酸锂。不过,碳酸锂的工业化生产则是在20世纪初才开始。1916年,碳酸锂首次被制备出来,并开始用于医学研究。1949年,澳大利亚医生John Cade首次表示碳酸锂可以作为治疗双相情感障碍的药物,这标志着其在精神病学中的应用。
现代发展:20世纪末,随着锂离子电池技术的发展,其成为新能源领域的关键材料,碳酸锂在电池制造中的需求大幅增加。锂离子电池因其高能量密度和长寿命成为广泛使用的电池技术,推动了全球对碳酸锂的需求。
三、锂资源分布
锂资源在全球的分布呈现明显的地域特点,主要集中在澳大利亚、智利、阿根廷、中国和美国。锂资源主要以锂辉石、锂云母等形式存在,通过硬岩矿和盐湖提取获得,开采和提炼过程对环境和技术要求较高。其中,澳大利亚是全球最大的硬岩锂生产国,主要矿区包括格林布什和皮尔巴拉,硬岩矿石锂浓度高,易于开采和加工。智利是全球第二大锂生产国,阿塔卡马盐湖的高锂浓度卤水具有低采收成本和高经济价值。
此外,阿根廷拥有巨大锂生产潜力,主要矿区在卡塔马卡省和胡胡伊省的盐湖卤水资源高,但采收工艺复杂。美国锂资源集中在内华达州和北卡罗来纳州,但产量相对较小,投资放缓,开发潜力大。玻利维亚乌尤尼盐湖拥有丰富的锂资源,但尚未大规模开发,位于南美锂三角地区。
我国也是重要的锂盐产品生产国,青海、西藏盐湖和四川、江西硬岩矿综合了卤水和硬岩资源,技术开发水平较高。
四、碳酸锂生产工艺
碳酸锂的生产主要通过矿石提锂和盐湖提锂两种方式。矿石提锂是通过物理、化学处理锂矿石来提取锂,而盐湖提锂则是从含锂的盐水中提取。两种方法各有优势,但都面临着成本和环境的挑战。
方法一:矿石提锂
硫酸酸化焙烧法(锂辉石)和硫酸盐焙烧法(锂云母)是两种已经基本成熟的锂矿石提锂技术,硫酸法处理锂辉石精矿是目前应用最为广泛的矿石提锂工艺,工艺过程易于控制,产品质量稳定可靠,且该法经过多年的发展和完善,工艺已经相对成熟。
硫酸酸化焙烧法工艺步骤包括如下环节:
矿石破碎和选矿:通过破碎和研磨,矿石被处理成适合的粒度,然后通过浮选或重选的方法,产出高纯度的锂精矿。大部分锂辉石和锂云母采用浮选工艺,具有较高的回收率。
焙烧(含酸化焙烧):将锂矿石在高温下焙烧,使其转化为可溶性化合物。此工艺技术成熟且产量稳定,但高温焙烧导致能耗高,并且会产生废气。
浸出:通常使用硫酸或纯水进行浸出,形成含锂溶液,也就是硫酸锂溶液。此步骤浸出率的高低,直接影响成本,且使用强酸存在环境污染的风险。
除杂和沉淀:为了从含锂溶液中提取纯锂,需要进行除杂和沉淀处理。通过中和、除杂和过滤,得到碳酸锂沉淀。此步骤提纯效率高,但需要精确控制沉淀条件。
干燥和包装:干燥处理需要控制温度和湿度,以确保成品的质量。该工艺成熟,易于实现规模化生产。
方法二:盐湖提锂
盐湖提锂的主流方法是"老卤提锂",通过提取原卤并经过钠、钾盐池处理,从富集的老卤中提取锂。这种方法利用高蒸发率和低成本将锂从低品位富集到高品位,但存在锂收率低、晒卤周期长(12至24个月)、需要大型盐田系统以及产能受钾肥生产规模限制等缺点。
近年来,盐湖原卤提锂技术(Direct Lithium Extraction,DLE)得到了显著发展。DLE技术直接从盐湖卤水中提取锂,省去盐田建设成本和卤水浓缩过程时间,显著提高锂资源综合收率,降低碳酸锂成本。青山与法国埃赫曼集团在阿根廷萨尔塔省开发的百年盐湖一期提锂项目将成为第一个万吨级DLE项目。


IP属地:上海1楼2024-08-11 18:32回复
    分析的很到位,哈哈哈


    IP属地:上海来自iPhone客户端2楼2024-08-20 14:54
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