中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:鈷金屬是新能源行業(yè)發(fā)展所必需的材料。鈷金屬因具有良好的耐高溫、耐腐蝕、鐵磁性和延展性而被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造、電氣電子、化學(xué)、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。
文章通過分析全球及我國(guó)鈷資源稟賦、鈷精礦與精煉鈷供需情況和鈷資源產(chǎn)業(yè)政策,得出我國(guó)鈷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題為:我國(guó)鈷礦資源極其稀缺,但卻是全球第一大精煉鈷生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó);超高的對(duì)外依存度疊加不可替代的單一進(jìn)口來源,使得我國(guó)鈷資源保障面臨重大隱患。針對(duì)上述問題,提出下列鈷資源保障對(duì)策:加強(qiáng)我國(guó)鈷礦資源有效增儲(chǔ)舉措;拓展多元化鈷資源進(jìn)口渠道,確保穩(wěn)定獲取境外鈷礦資源;實(shí)施扶持性政策,幫扶海外中資企業(yè)鈷資源平穩(wěn)產(chǎn)出;建立鈷資源儲(chǔ)備體系,提高鈷資源保障能力;提升鈷資源綜合利用技術(shù)水平,增加可利用鈷資源量;重視海底鐵錳結(jié)核(結(jié)殼)等潛在鈷資源開采方案研究。
一、前言
鈷金屬因具有良好的耐高溫、耐腐蝕、鐵磁性和延展性而被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造、電氣電子、化學(xué)、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。從自然界采掘的鈷礦石經(jīng)過富集處理后,形成品位較高的礦料,稱為鈷精礦。鈷精礦經(jīng)加工后制成鈷中間品或直接制成氯化鈷、硫酸鈷等鈷鹽產(chǎn)品,稱為精煉鈷。鈷鹽產(chǎn)品經(jīng)加工后可制成鈷氧化物、鈷粉及電解鈷等產(chǎn)品。金屬鈷和鈷粉等主要用于高溫合金、硬質(zhì)合金、催化劑和磁性材料領(lǐng)域;四氧化三鈷主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信類、消費(fèi)類電子產(chǎn)品(3C)的鋰電池,硫酸鈷主要應(yīng)用于動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域。3C類鋰電池的正極材料以鈷酸鋰為主,主要用于便攜式電子產(chǎn)品,如手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼電子產(chǎn)品等;動(dòng)力鋰電池正極材料以三元材料(如鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰)、磷酸鐵鋰等為主,主要用于新能源電動(dòng)汽車。鈷對(duì)確保鋰電池的耐久性和安全性至關(guān)重要,是實(shí)現(xiàn)新能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略金屬。
我國(guó)的鈷資源儲(chǔ)量極其有限,作為全球最大的鈷消費(fèi)國(guó),每年需要進(jìn)口大量的鈷原料,且進(jìn)口渠道單一。隨著國(guó)際鈷價(jià)飆升,進(jìn)口成本不斷增加,使得我國(guó)鈷資源供應(yīng)鏈面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。此外,美國(guó)《通脹削減法案》和歐盟《關(guān)鍵原材料法案》等政策的實(shí)施與我國(guó)鈷資源產(chǎn)業(yè)供需之間存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。全球范圍內(nèi)鈷供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定性和不確定性加大了我國(guó)的鈷資源風(fēng)險(xiǎn),保障鈷原材料供應(yīng),確保國(guó)內(nèi)鈷資源產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)、持久發(fā)展問題亟待解決。
針對(duì)上述問題,本文通過總結(jié)全球及我國(guó)鈷資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),分析我國(guó)鈷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題,提出保障我國(guó)鈷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對(duì)策建議。
二、全球鈷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)
(一)全球鈷資源稟賦
全球鈷資源相對(duì)豐富,且潛在資源量很大,可以保證全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)鈷的需求。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù),截至2022年,全球鈷資源儲(chǔ)量約為8.3×106 t。其中,剛果民主共和國(guó)的鈷資源儲(chǔ)量為4×106 t,約占全球鈷資源總量的48%,其次是澳大利亞、印度尼西亞、古巴、菲律賓等國(guó)(見表1)。此外,在大西洋、印度洋和太平洋海底的多金屬結(jié)核(結(jié)殼)中發(fā)現(xiàn)了超過1.2×108 t的鈷資源,但目前尚不能被利用。
表1 全球鈷資源產(chǎn)量與儲(chǔ)量分布表
陸地上鈷礦床的主要類型有:沉積巖容礦型銅 - 鈷礦床、紅土型鎳 - 鈷礦床、巖漿型鎳 - 鈷硫化物礦床、熱液脈型鈷礦床四種。沉積巖容礦型銅 - 鈷礦床中的鈷資源量占全球鈷資源量的41%,主要集中在中非新元古代銅礦帶,該礦帶由贊比亞中部向西南延伸至剛果民主共和國(guó)境內(nèi),具有規(guī)模大、品位高的特點(diǎn),主要銅 - 鈷礦有Katanga、Mutanda、Tenke Fungurume (TFM)、Kisanfu (KFM)等;紅土型鎳 - 鈷礦床占全球鈷資源量的36%,主要分布在北緯23.6°~南緯23°的熱帶地區(qū),包括新喀里多尼亞、印度尼西亞、菲律賓等國(guó)家,主要富鈷礦物是鈷土礦、含鎳鈷土礦和含鈷的鐵氫氧化物,鈷平均品位為0.06%~0.09%;巖漿型鎳 - 鈷礦床占全球鈷資源量的15%,絕大部分鈷集中在鎳黃鐵礦中,該類礦床中的鈷含量與鎳品位密切相關(guān),鎳品位越高,鈷的含量也就越高;熱液脈型鈷礦床占全球鈷資源量的2%,目前僅有摩洛哥Bou Azzer地區(qū)的超大型鈷(鎳 - 金)礦床以鈷為主要開采對(duì)象,礦體賦存于蛇紋巖與中酸性侵入巖體的接觸部位,含鈷礦物主要為鎳鈷砷礦物,鈷品位在1.0%~1.6%,最高可達(dá)18%。
(二)鈷資源生產(chǎn)情況
1. 鈷精礦供應(yīng)概況
2022年,全球鈷金屬產(chǎn)量為1.9×105 t,鈷精礦主要供應(yīng)國(guó)包括剛果民主共和國(guó)(73%)、印度尼西亞(5%)、澳大利亞(3%)、菲律賓(3%)等(見圖1)。剛果民主共和國(guó)在全球鈷供應(yīng)中占主導(dǎo)地位,2022年的鈷產(chǎn)量為1.3×105 t。剛果民主共和國(guó)主要的鈷精礦生產(chǎn)商有嘉能可斯特拉塔股份有限公司和洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱洛陽(yáng)鉬業(yè))等。嘉能可斯特拉塔股份有限公司旗下?lián)碛袃纱笫澜缂?jí)銅鈷礦山Mutanda和Katanga,2022年的鈷產(chǎn)量共計(jì)4.9×104 t。洛陽(yáng)鉬業(yè)旗下?lián)碛袃纱笮屡d的世界級(jí)銅鈷礦山TFM和KFM,2022年TFM鈷產(chǎn)量為2.03×104 t,占全球鈷產(chǎn)量的10%。
圖1 2022年全球鈷供應(yīng)量概況
2022年,印度尼西亞成為第二大鈷生產(chǎn)國(guó),鈷產(chǎn)量為1×104 t,超過了澳大利亞、菲律賓和古巴等主要鈷生產(chǎn)國(guó)。隨著紅土鎳礦濕法冶煉工藝的不斷發(fā)展,高壓酸浸工藝(HPAL)已成為處理低品位紅土型鎳 - 鈷礦的主流技術(shù)路線。寧波力勤資源科技開發(fā)有限公司的紅土鎳礦濕法冶煉項(xiàng)目(OBI項(xiàng)目)是印度尼西亞首個(gè)HPAL項(xiàng)目,2022年的鈷產(chǎn)量為2800 t;華友鈷業(yè)股份有限公司的華越鎳鈷項(xiàng)目是第二家投產(chǎn)的HPAL項(xiàng)目,2022年的鈷產(chǎn)量為2400 t;格林美股份有限公司的青美邦HPAL項(xiàng)目在2022年8月投產(chǎn)后,鈷產(chǎn)量達(dá)1600 t。隨著印度尼西亞鎳 - 鈷化合物生產(chǎn)線的逐漸投產(chǎn),紅土型鎳 - 鈷礦有望成為未來鈷供應(yīng)增速最快的原料來源(見表2)。
表2 2021—2025年全球主要鈷增量項(xiàng)目情況
2. 精煉鈷供應(yīng)概況
2022年,全球精煉鈷供應(yīng)量為1.65×105 t,同比增加1.2×104 t 。我國(guó)作為全球主要精煉鈷供應(yīng)國(guó),2022年精煉鈷(包括電解鈷、鈷粉、鈷鹽等)整體產(chǎn)量約為1.45×105 t,占全球精煉鈷供應(yīng)量的76%。越來越多的精煉鈷化學(xué)品(硫酸鈷和其他鹽類)被用于制造鋰電池,2022年的精煉鈷化學(xué)品占到精煉鈷總產(chǎn)量的80%。2022年,我國(guó)精煉鈷化學(xué)品產(chǎn)量占全球精煉鈷化學(xué)品供應(yīng)量的91%;其他國(guó)家主要是生產(chǎn)精煉鈷金屬產(chǎn)品,占金屬鈷供應(yīng)量的66%。除中國(guó)外,主要精煉鈷供應(yīng)國(guó)還包括芬蘭、加拿大、挪威和澳大利亞等國(guó)家(見表3)。
表3 全球精煉鈷產(chǎn)量份額
(三)精煉鈷消費(fèi)及需求情況
2015—2020年,全球鈷需求量從2015年的不足1×105 t增長(zhǎng)到2020年的1.43×105 t,以9.2%的復(fù)合年均增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。2020年,疫情對(duì)大多數(shù)鈷應(yīng)用行業(yè)形成了沖擊,需求增長(zhǎng)放緩甚至處于停滯狀態(tài)。隨著全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,鋰電池市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng),2021年的鈷需求量上升至1.75×105 t,比2020年增加了3.16×104 t 。2022年鈷需求量增至1.87×105 t,比2021年增加了1.2×104 t。如前所述,鈷金屬主要被應(yīng)用于鋰電池、合金、磁性材料等產(chǎn)業(yè),隨著第五代移動(dòng)通信(5G)技術(shù)與新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,鈷在電池產(chǎn)業(yè)的用量超過了高溫合金產(chǎn)業(yè),2022年,鋰電池的鈷用量占鈷總需求量的70%(見圖2)。
圖2 2022年鈷應(yīng)用量概況
1. 新能源電動(dòng)車市場(chǎng)
2021年,全球新能源汽車銷量(純電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車的總和)增加340萬(wàn)輛,達(dá)到670萬(wàn)輛,銷量同比增長(zhǎng)102%。2022年,全球電動(dòng)汽車銷量增長(zhǎng)380萬(wàn)輛,達(dá)到1030萬(wàn)輛。全球三大新能源電動(dòng)車市場(chǎng)分別為中國(guó)、歐洲和北美(見圖3)。電動(dòng)汽車行業(yè)成為全球最大的鈷消費(fèi)行業(yè),占鈷總消耗量的40%(見圖2),且這一比例還在繼續(xù)上升。2022年,新能源電動(dòng)汽車行業(yè)的鈷需求量達(dá)到7.4×104 t,較2021年(5.6×104 t)增長(zhǎng)33%。
圖3 2019—2022年全球電動(dòng)汽車銷量圖
2. 便攜式電子產(chǎn)品
隨著5G技術(shù)產(chǎn)品的涌現(xiàn),智能手機(jī)的更新?lián)Q代,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)設(shè)備、無人機(jī)等新興電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、娛樂、安全等領(lǐng)域,便攜式電子產(chǎn)品需求穩(wěn)步增長(zhǎng)。2020年,筆記本電腦、平板電腦等便攜式設(shè)備的購(gòu)買量顯著增加。
鈷對(duì)便攜式電子產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要,77%的便攜式電子產(chǎn)品需要鈷酸鋰(LCO)作為鋰電池的正極材料。2021年,便攜式電子產(chǎn)品的鈷需求量占鈷總需求量的31%,共計(jì)5.2×104 t。其中手機(jī)是最大的應(yīng)用市場(chǎng)。2021年,手機(jī)市場(chǎng)鈷需求量約為2.6×104 t,同比增長(zhǎng)12%。第二大市場(chǎng)是筆記本電腦和平板電腦,2021年的鈷需求量為1.6×104 t,同比增長(zhǎng)約1200 t。此外,無人機(jī)正越來越多地用于娛樂、工業(yè)和軍事,占2021年鋰離子電池鈷需求增長(zhǎng)量的5%。2022年,便攜式電子產(chǎn)品的需求繼續(xù)下滑,不再是鈷需求量的最大驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)公司的電子產(chǎn)品消費(fèi)數(shù)據(jù),2022年全球智能手機(jī)出貨量同比下降11.3%,筆記本和平板電腦市場(chǎng)也面臨壓力。
3. 工業(yè)應(yīng)用
2021年,工業(yè)應(yīng)用占鈷總需求量的25%,包括多種金屬和化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)用。金屬應(yīng)用包括硬質(zhì)合金、高溫合金和釤鈷磁鐵;化學(xué)應(yīng)用包括顏料、催化劑、輪胎、油墨和干燥劑。2021年金屬應(yīng)用需求量占工業(yè)應(yīng)用總需求量的57%。硬質(zhì)合金是最大的鈷金屬應(yīng)用行業(yè),占2021年工業(yè)金屬應(yīng)用量的37%。聚酯產(chǎn)品是鈷化學(xué)應(yīng)用最大的消耗領(lǐng)域(占2021年工業(yè)化學(xué)應(yīng)用量的31%),緊隨其后的是陶瓷和染料(占工業(yè)化學(xué)應(yīng)用量的28%)。2022年,鈷的工業(yè)應(yīng)用占鈷總需求量的28%,對(duì)年需求增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率為6%(約為1300 t)。
(四)主要國(guó)家鈷產(chǎn)業(yè)政策
1. 美國(guó)《通脹削減法案》
2022年8月,美國(guó)政府通過了《通脹削減法案》,該法案規(guī)定,電池中一定比例的關(guān)鍵礦物材料必須在美國(guó)或與其簽訂自由貿(mào)易協(xié)定的國(guó)家開采或加工,才能享受相應(yīng)的優(yōu)惠政策。此外,電池中不得包含由外國(guó)關(guān)注實(shí)體(FEOC)制造或組裝的部件,以及由FEOC開采、加工或回收的關(guān)鍵礦物。2023年12月,美國(guó)能源部明確FEOC涵蓋的國(guó)家包括中國(guó)、俄羅斯、朝鮮和伊朗。
目前,美國(guó)已經(jīng)與20個(gè)國(guó)家簽訂了全面自由貿(mào)易協(xié)定,包括澳大利亞、巴西、加拿大等。美國(guó)財(cái)政部和國(guó)內(nèi)收入署提議,將更多國(guó)家納入自由貿(mào)易協(xié)定伙伴范疇。2023年3月,美國(guó)與日本簽訂了《關(guān)鍵礦產(chǎn)協(xié)議》,其中包含“確保關(guān)鍵礦產(chǎn)自由貿(mào)易”的強(qiáng)制義務(wù)?!锻浵鳒p法案》可能會(huì)重新塑造全球鈷供應(yīng)鏈。目前未被列入《通脹削減法案》合規(guī)國(guó)家名單的主要鈷生產(chǎn)國(guó)有剛果民主共和國(guó)、印度尼西亞、馬達(dá)加斯加和菲律賓(2022年,這些國(guó)家鈷開采總量占全球鈷產(chǎn)量的82%)。2023年1月,美國(guó)與剛果民主共和國(guó)、贊比亞簽署了一份關(guān)于“電動(dòng)汽車電池價(jià)值鏈”的諒解備忘錄。因此,從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看,美國(guó)或其他合規(guī)國(guó)家的精煉鈷原料仍需要來自這些國(guó)家。
2. 歐盟《關(guān)鍵原材料法案》
考慮到美國(guó)《通脹削減法案》頒布可能會(huì)使電池投資者轉(zhuǎn)移到美國(guó)本土,歐盟于2023年3月出臺(tái)了《關(guān)鍵原材料法案》,承諾在未來10年大幅增加關(guān)鍵原材料的開采和礦物加工,發(fā)展歐洲清潔能源經(jīng)濟(jì),減少對(duì)中國(guó)的依賴?!蛾P(guān)鍵原材料法案》的目標(biāo)是到2030年,歐洲礦業(yè)至少滿足歐盟戰(zhàn)略原材料年消費(fèi)量的10%,至少滿足其加工礦物需求的40%,至少有15%的礦產(chǎn)材料來自歐洲本土的回收利用,來自非歐盟國(guó)家的關(guān)鍵原材料比例不超過65%。鈷與其他重要的電池金屬一起被列為關(guān)鍵戰(zhàn)略原材料。為了實(shí)現(xiàn)《關(guān)鍵原材料法案》制定的目標(biāo),歐盟將加大對(duì)精煉鈷的投資,精鈷礦原料將會(huì)依賴剛果民主共和國(guó)供應(yīng)。
3. 加拿大政府基金支持關(guān)鍵礦產(chǎn)行業(yè)
2023年11月,加拿大能源和自然資源部宣布將在7年內(nèi)提供高達(dá)15億美元的資金,以支持“戰(zhàn)略性”基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵礦產(chǎn)的可持續(xù)生產(chǎn),并將資源與市場(chǎng)聯(lián)系起來,強(qiáng)化供應(yīng)鏈。強(qiáng)調(diào)加拿大將與美國(guó)互相支持,推動(dòng)電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展,并將制造業(yè)、煉油業(yè)和采礦加工業(yè)遷回北美。
三、我國(guó)鈷資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)
(一)我國(guó)鈷資源稟賦
截至2022年,我國(guó)已探明鈷資源量為1.4×105 t,僅占全球鈷資源量的1.7%。我國(guó)的鈷礦特征為:富礦少、貧礦多,鮮有獨(dú)立的鈷礦床,主要伴生在其他礦產(chǎn)中。最主要含鈷礦床類型為:巖漿鎳 - 鈷硫化物礦床、熱液及火山成因鈷多金屬礦床、沉積巖容礦型銅 - 鈷礦床。目前,我國(guó)可利用的鈷金屬全部來自巖漿型鎳 - 鈷礦床,且回收率不足20%,以上3類鈷礦床分布見表4。
表4 我國(guó)主要鈷礦床分布表
(1)巖漿鎳 - 鈷礦床,位于華北克拉通南緣的金川銅鎳硫化物礦床是我國(guó)鈷儲(chǔ)量最大的礦床,伴生鈷品位為0.05%~0.11%,金屬量約為1.6×105 t,產(chǎn)量占全國(guó)的70%以上;位于中亞造山帶南緣圖拉爾根、黃山西、黃山東和紅旗嶺銅鎳礦床中的鈷品位為0.03%~0.05%,金屬量約為1×104~2×104 t;東昆侖造山帶夏日哈木銅鎳礦床中的鈷品位約為0.03%,金屬量約為4.3×104 t 。此外巖漿型釩鈦磁鐵礦床中也伴生大量鈷,如攀枝花釩鈦磁鐵礦床中的鈷品位為0.01%~0.02%,金屬量約為2×104 t 。
(2)熱液及火山成因鈷多金屬礦床,青海德爾尼銅鈷礦是賦存于蛇綠巖中的塊狀硫化物礦床,該礦床為大型銅鈷礦,鈷品位約為0.1%,鈷金屬量約為3×104 t 。此外,矽卡巖和鐵氧化物 - 銅 - 金(IOCG)型礦床中伴生大量鈷,該類型占據(jù)全國(guó)鈷資源量的16%。
(3)沉積巖容礦型銅 - 鈷礦床,遼吉裂谷目前已發(fā)現(xiàn)10余處大中型及小型銅 - 鈷礦床,其中大橫路銅礦床的鈷品位為0.04%,金屬量>2×104 t ,該礦床目前尚未開發(fā)利用,且成因仍存在爭(zhēng)議。
(二)我國(guó)鈷資源生產(chǎn)和需求情況
1. 鈷精礦供應(yīng)概況
在鈷原料供應(yīng)方面,2008年以來,國(guó)內(nèi)鈷需求快速增長(zhǎng),國(guó)際鈷價(jià)飆升,刺激國(guó)內(nèi)礦山擴(kuò)大開采。2016年,國(guó)內(nèi)鈷產(chǎn)量達(dá)到7700 t的歷史最高水平;2016年后,進(jìn)口原材料成本低于國(guó)內(nèi)礦山生產(chǎn)的鈷,國(guó)內(nèi)礦山鈷產(chǎn)量穩(wěn)步下降,最近幾年國(guó)內(nèi)鈷產(chǎn)量穩(wěn)定在2200 t。
2013年,剛果民主共和國(guó)執(zhí)行采礦禁令,限制原料出口,導(dǎo)致我國(guó)鈷礦石進(jìn)口量逐年減少,鈷濕法冶煉中間品進(jìn)口逐年增加。2022年,我國(guó)進(jìn)口鈷的濕法冶煉中間產(chǎn)品為3.466×105 t,鈷礦砂及其精礦為2.62×104 t,其他鈷锍及冶煉鈷時(shí)所得的中間產(chǎn)品為1.1×104 t,未鍛軋鈷為2700 t,鍛軋鈷及鈷制品為1000 t。經(jīng)折合,2022年全年進(jìn)口鈷金屬量約為1.13×105 t ,是國(guó)內(nèi)鈷制品企業(yè)最主要的原料來源。此外,隨著二次資源回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2022年我國(guó)回收的金屬鈷產(chǎn)量約為2.7×104 t,主要原料有廢舊三元鋰電池、鈷酸鋰電池,以及鋰電池生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的報(bào)廢料、邊角料等。
2. 精煉鈷生產(chǎn)、需求概況
2022年,我國(guó)精煉鈷(包括電解鈷、鈷粉、鈷鹽等,折合金屬量)整體產(chǎn)量約為1.45×105 t。國(guó)內(nèi)鈷產(chǎn)品的消費(fèi)量約為1.41×105 t,約有4000 t的鈷產(chǎn)品出口,其中鋰電池是鈷產(chǎn)品的最大終端消費(fèi)領(lǐng)域。2022年,我國(guó)四氧化三鈷的產(chǎn)量(鈷酸鋰前驅(qū))為6.7×104 t,硫酸鈷(三元鋰電池材料前驅(qū))的產(chǎn)量為8.7×104 t,消費(fèi)金屬鈷合計(jì)約為1.25×104 t。
除了用于鋰電池外,鈷粉(電解鈷、電積鈷)還用于硬質(zhì)合金、磁性材料、鈷化合物、催化劑等生產(chǎn)。隨著裝備制造業(yè)、信息技術(shù)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)良好,我國(guó)硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量方向穩(wěn)定發(fā)展。上海有色金屬網(wǎng)顯示,我國(guó)硬質(zhì)合金產(chǎn)量從2010年的2.2×104 t,增長(zhǎng)至2022年的4.9×104 t(消費(fèi)鈷粉約5000 t)。此外,2022年我國(guó)釤鈷磁鐵產(chǎn)量約為3000 t,消費(fèi)鈷粉量約為1500 t;其他消費(fèi)及庫(kù)存鈷約為9500 t。
四、我國(guó)鈷資源產(chǎn)業(yè)存在的問題
(一)鈷資源儲(chǔ)量極低
我國(guó)的鈷資源極其稀缺,截至2022年年底,我國(guó)已探明的鈷資源可采儲(chǔ)量?jī)H占全球鈷儲(chǔ)量的1.7%。我國(guó)已知鈷礦有150處,分布于24個(gè)省份,儲(chǔ)量超過2×104 t的有甘肅金川銅鎳硫化物礦床、青海德爾尼銅鈷礦床、吉林大橫路銅鈷礦床。對(duì)我國(guó)鈷儲(chǔ)量大于1000 t的58個(gè)礦床的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,鈷的平均品位僅為0.02%,伴生鈷品位偏低,鈷精礦回收率低且生產(chǎn)成本高。總體來看,我國(guó)鈷礦資源稟賦不足,呈現(xiàn)分布地區(qū)較廣、伴生礦多、礦床規(guī)模小、品位低、分離難度較高的特征。
(二)不能滿足新能源行業(yè)發(fā)展的需求
2015—2019年,我國(guó)新能源汽車年銷售量從20萬(wàn)輛上升到120萬(wàn)輛,占同期全球銷售總量的46%。2021年,我國(guó)新能源汽車銷售量達(dá)350萬(wàn)輛,銷售量突飛猛進(jìn)的一個(gè)主要因素是迷你電動(dòng)車憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)急速暴發(fā)。2022年,我國(guó)繼續(xù)引領(lǐng)全球電動(dòng)汽車市場(chǎng),銷售量超過600萬(wàn)輛(見圖3),占全球總增長(zhǎng)量的75%,比2021年翻了一番。我國(guó)新能源汽車出口也在迅速增長(zhǎng),國(guó)際上對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車的需求顯著上升。2021年我國(guó)十大新能源車型中有五款使用的是磷酸鐵鋰電池。雖然磷酸鐵鋰電池比三元鋰電池成本低,但續(xù)航能力和性能相對(duì)較差。三元鋰電池由于其優(yōu)越的能量密度、性能和可回收性,在電動(dòng)汽車領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。為了追求更高的能量密度,進(jìn)一步提高汽車的續(xù)航里程和性能,三元鋰電池將向能量密集型的高鎳和低鈷材料的方向發(fā)展。雖然高鎳電池中鈷的用量有所降低,但對(duì)于穩(wěn)定性和安全性而言,鈷仍然是一種至關(guān)重要的材料,源于整個(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)的支撐,鈷的需求仍將保持強(qiáng)勁的年增長(zhǎng)率。
(三)超高對(duì)外依存度構(gòu)成重大安全隱患
我國(guó)鈷礦資源先天不足,卻是全球第一大精煉鈷生產(chǎn)國(guó)和鈷資源消費(fèi)國(guó)。2022年我國(guó)鈷產(chǎn)量?jī)H為2200 t,鈷資源累計(jì)消費(fèi)量約為1.41×105 t,對(duì)外依存度高達(dá)98%。2001—2021年,我國(guó)精鈷礦石、濕法冶煉鈷中間品以及其他原材料的累計(jì)進(jìn)口總量達(dá)1.495×106 t,其中83.4%的精鈷礦石以及96%的濕法冶煉中間品來自剛果民主共和國(guó)嘉能可斯特拉塔股份有限公司、洛陽(yáng)鉬業(yè)、歐亞資源有限公司等礦業(yè)公司。超高的對(duì)外依存度疊加不可替代的單一進(jìn)口來源,構(gòu)成我國(guó)稀缺戰(zhàn)略金屬資源在穩(wěn)供、保供中的最大隱患。一旦供應(yīng)鏈條中出現(xiàn)任何不可抗力,或者地緣政治發(fā)生變化,均有可能造成我國(guó)鈷資源的臨時(shí)性短供、斷供。
(四)鈷產(chǎn)業(yè)鏈有待提升
剛果民主共和國(guó)的鈷原料產(chǎn)量占全球鈷原料產(chǎn)量的73%,中國(guó)的精煉鈷產(chǎn)量占全球精煉鈷產(chǎn)量的76%。剛果民主共和國(guó)的礦業(yè)公司產(chǎn)出半成品粗制氫氧化鈷后,由國(guó)際金屬貿(mào)易商通過運(yùn)輸公司從剛果民主共和國(guó)經(jīng)南非德班港口運(yùn)輸鈷原料至中國(guó)港口,鋰電池生產(chǎn)商再?gòu)膰?guó)內(nèi)鈷冶煉生產(chǎn)商處購(gòu)買。鈷行業(yè)已經(jīng)形成了“剛果民主共和國(guó)鈷資源 - 中國(guó)鈷冶煉”的產(chǎn)業(yè)格局。
在鈷資源產(chǎn)業(yè)鏈中,由于冶煉擴(kuò)張相對(duì)容易,因此,上游資源對(duì)鈷的供給有較強(qiáng)的約束,而下游市場(chǎng)前景和技術(shù)發(fā)展對(duì)鈷的需求則有重要影響。我國(guó)是全球最大的鈷原料進(jìn)口國(guó),以及最大的精煉鈷生產(chǎn)國(guó)和鈷加工產(chǎn)品出口國(guó),鈷資源的稀缺性加上巨大的冶煉加工產(chǎn)能使我國(guó)在鈷市場(chǎng)上沒有定價(jià)權(quán)。因此,我國(guó)的鈷產(chǎn)業(yè)鏈一體化水平有待進(jìn)一步提升。作為全球最大的鈷鹽加工中心和需求中心,我國(guó)亟需建立自己的鈷市場(chǎng)定價(jià)權(quán)。
五、我國(guó)鈷資源產(chǎn)業(yè)保障對(duì)策
(一)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)鈷資源有效增儲(chǔ)
與世界主要鈷礦類型不同,我國(guó)的鈷礦床類型主要為巖漿型鎳 - 鈷硫化物礦床,占我國(guó)鈷儲(chǔ)量的45%。我國(guó)需深化巖漿型鎳 - 鈷硫化物礦床研究,建立巖漿型鎳 - 鈷礦床有效勘查模型,繼續(xù)在金川礦床深邊部、中亞造山帶南緣、昆侖造山帶等鎳 - 鈷成礦帶開展找礦勘查,保證我國(guó)鈷資源有效增儲(chǔ)。沉積容礦型銅鈷礦床目前已發(fā)現(xiàn)了大橫路等大型銅鈷礦床,應(yīng)結(jié)合中資企業(yè)在剛果民主共和國(guó)同類型銅鈷礦床的勘查經(jīng)驗(yàn),予以主攻,爭(zhēng)取在我國(guó)沉積容礦型銅鈷礦床實(shí)現(xiàn)找礦重大突破。此外,我國(guó)造山帶中廣泛分布的蛇綠巖帶,為熱液型鈷礦的形成提供了可能,應(yīng)加強(qiáng)蛇綠巖與中酸性火成巖接觸帶相關(guān)熱液脈型鈷礦床的勘查和調(diào)查研究,切實(shí)提高我國(guó)鈷礦資源安全保障水平。鈷作為幔源橄欖石的相容元素,巖漿硫化物型、沉積容礦型和熱液型鈷礦床的形成,均與地質(zhì)歷史上的高程度部分熔融形成的幔源巖漿作用有關(guān),或直接熔離成礦、或經(jīng)熱液作用成礦。因此,應(yīng)以此為主線,加強(qiáng)鈷礦成礦理論和勘查技術(shù)方法的研究。
(二)加強(qiáng)國(guó)外鈷資源保障
1. 多元化鈷資源進(jìn)口渠道
擴(kuò)大和穩(wěn)定海外鈷資源供應(yīng)對(duì)我國(guó)鈷資源保障至關(guān)重要。想要改變高度集中的供應(yīng)模式,化解供給風(fēng)險(xiǎn),一方面要繼續(xù)穩(wěn)定從剛果民主共和國(guó)獲取更多鈷資源;另一方面要引導(dǎo)國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)企業(yè),積極投入國(guó)外礦山資源勘查和開發(fā),拓寬資源進(jìn)口來源,通過“開源”切實(shí)提高鈷金屬資源的保障能力。2022年,印度尼西亞的鈷產(chǎn)量為1×104 t,是其2020年鈷產(chǎn)量的10倍,成為全球第二大鈷生產(chǎn)國(guó)。印度尼西亞作為新興的鈷資源供應(yīng)國(guó),其鈷資源主要為紅土型鎳礦中的伴生鈷。目前正在運(yùn)營(yíng)或于2023年開工的所有HPAL項(xiàng)目均由中國(guó)和印度尼西亞的公司運(yùn)營(yíng),產(chǎn)出的氫氧化鎳鈷大部分運(yùn)往中國(guó)。這很大程度上要?dú)w功于中資企業(yè)在高壓酸浸技術(shù)方面的突破,以及中國(guó)為印度尼西亞新興鈷資源選礦市場(chǎng)提供了充足的設(shè)備和材料。到2040年,印度尼西亞的鈷產(chǎn)量預(yù)計(jì)還將增長(zhǎng)10倍。此外,俄羅斯擁有的鈷儲(chǔ)量達(dá)2.5×105 t,2022年的鈷產(chǎn)量為8900 t,自2022年2月俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)以來,歐美針對(duì)俄羅斯的鈷出口進(jìn)行制裁,使得俄羅斯向我國(guó)銷售的鈷數(shù)量有所增加。
2. 幫扶海外中資企業(yè)平穩(wěn)產(chǎn)出
洛陽(yáng)鉬業(yè)是全球第二大鈷生產(chǎn)商,預(yù)計(jì)2025年以后洛陽(yáng)鉬業(yè)將具備約6×104 t /a以上的鈷生產(chǎn)能力。類似的海外中資公司還有華友鈷業(yè)股份有限公司、寧波力勤資源科技股份有限公司、格林美股份有限公司、金川集團(tuán)國(guó)際資源有限公司等。隨著中資企業(yè)在供給國(guó)的發(fā)展,海外從事鈷資源開發(fā)的中資企業(yè)的平穩(wěn)運(yùn)行一定程度上保障了我國(guó)鈷資源的供給安全。建議加大對(duì)相關(guān)海外中資企業(yè)的全方位支持力度,注入優(yōu)質(zhì)資本和提供充分的外交協(xié)助等,增強(qiáng)企業(yè)內(nèi)生動(dòng)力,切實(shí)保障國(guó)外鈷資源的穩(wěn)定供給和運(yùn)輸安全。
3. 建立鈷資源儲(chǔ)備體系
2022年,我國(guó)精煉鈷產(chǎn)量為1.45×105 t,占全球鈷礦總產(chǎn)量的75%,而我國(guó)國(guó)內(nèi)鈷的消費(fèi)量只有6.8×104 t,僅占精煉鈷產(chǎn)量的48%。也就是說,我國(guó)大量進(jìn)口的鈷礦資源經(jīng)過冶煉后,超半數(shù)的精煉鈷以其他形式出口。鈷作為我國(guó)極度稀缺的金屬品種,只在我國(guó)進(jìn)行了形式轉(zhuǎn)化的短暫停留,并未對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源保障提供應(yīng)有的作用?;谝陨戏治觯ㄗh在我國(guó)建立鈷資源儲(chǔ)備體系,并通過市場(chǎng)手段,剝離產(chǎn)業(yè)鏈中的無效、低效資產(chǎn),同時(shí)還要減少不必要的出口,提高我國(guó)鈷資源保障能力,推動(dòng)我國(guó)鈷金屬行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
(三)加強(qiáng)鈷資源綜合利用
鈷礦在開采過程中形成了大量的品位相對(duì)較低的尾礦,同時(shí),在冶煉過程中也會(huì)形成大量的含鈷礦渣。隨著冶煉技術(shù)和裝備水平的提高,早期積累的低品位尾礦和礦渣二次開發(fā)成為現(xiàn)實(shí);此外,從鋰電池回收鈷也是我國(guó)鈷來源的一個(gè)重要補(bǔ)充。加強(qiáng)鈷資源的二次利用,可有效增加可利用的鈷資源儲(chǔ)量,這將有助于滿足鈷的供需平衡,促進(jìn)鈷的可持續(xù)發(fā)展。因此,我國(guó)應(yīng)在改進(jìn)鈷的回收率技術(shù)方向加大投入,優(yōu)化選冶技術(shù),在技術(shù)研發(fā)過程中加強(qiáng)“產(chǎn)學(xué)研”合作,促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步,提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
(四)重視潛在鈷資源研究
在全球范圍內(nèi),巨大的鈷資源量位于現(xiàn)代海底鐵 - 錳結(jié)核(結(jié)殼)中,這些鈷資源處于海底6000 m以下,現(xiàn)有的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和法律等方面的問題阻礙了鈷資源的開采。深海采鈷技術(shù)、海底采礦對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響以及采礦船只排放廢水污染等問題正在被北美和歐洲的投資者關(guān)注,投資深海采礦的熱度堪比19世紀(jì)北美的“淘金熱”。我國(guó)也應(yīng)提早布局,加強(qiáng)海底富鈷鐵 - 錳結(jié)核(結(jié)殼)分布規(guī)律和形成環(huán)境的研究,探索經(jīng)濟(jì)高效的開采方式,確保未來我國(guó)鈷礦資源的安全穩(wěn)定供給。




