中國儲能網(wǎng)訊：碳酸鋰，一種無機化合物，化學式為Li2CO3，為無色單斜晶系結晶體或白色粉末。密度2.11g/cm3。熔點618℃（1.013*10^5Pa）。溶于稀酸。微溶于水，在冷水中溶解度較熱水下大。不溶于醇及丙酮?？捎糜谥铺沾?、藥物、催化劑等。常用的鋰離子電池原料。根據(jù)品質不同，碳酸鋰分為工業(yè)級碳酸鋰和電池級碳酸鋰兩種類型。
一、行業(yè)總述
1、碳酸鋰簡介
碳酸鋰是生產(chǎn)二次鋰鹽和金屬鋰制品的基礎材料，因而成為了鋰行業(yè)中用量最大的鋰產(chǎn)品，其他鋰產(chǎn)品其本上都是碳酸鋰的下游產(chǎn)品。碳酸鋰不僅可以直接使用，還可以作為原料制備各種附加值高的鋰鹽及其化合物，廣泛應用于鋰電池、催化劑、半導體、陶瓷、電視、醫(yī)藥、原子能工業(yè)等領域，但是在高技術應用領域如彩色螢光粉、藥用及鋰電池等電子材料對碳酸鋰質量的要求很高，工業(yè)級碳酸鋰必須通過精制除去其中的無機鹽類等雜質才能達到各種不同專用品的質量指標要求。碳酸鋰的應用已經(jīng)超過了100種用途，目前大家對它的關注則主要是跟新能源汽車和新能源掛鉤。
2、碳酸鋰產(chǎn)業(yè)鏈條
3、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
全球碳酸鋰行業(yè)集中度高，全球三大廠商SQM、FMC、雅寶共占市場份額的50%以上，主要廠商對下游企業(yè)的議價能力很強，擁有較強的定價權，可按照市場供需情況和生產(chǎn)成本的變化調節(jié)價格。
我國鋰資源含量居世界第五，但國內碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)受資源和生產(chǎn)工藝限制，產(chǎn)能供需十分有限，目前智利和澳大利亞占據(jù)著全球70%以上的碳酸鋰產(chǎn)能。
從全球碳酸鋰碳酸鋰供應來看，主要包括鹵水提鋰和礦石提鋰兩種方式，其中又以鹵水提鋰為主導，大約占供應量的70%左右，其中智利地區(qū)的就占全球鋰產(chǎn)品供應的50%。
4、碳酸鋰制取工藝
碳酸鋰制取工藝因使用資源的不同而分為兩大類：礦石提鋰和鹽湖鹵水提鋰。國外公司生產(chǎn)碳酸鋰的主要原料是鹽湖鹵水。
（1）礦石提煉
礦石提鋰，是指用鋰輝石、鋰云母等固體鋰礦生產(chǎn)碳酸鋰和其他鋰鹽產(chǎn)品。礦石提鋰歷史悠久，技術較為成熟，其工藝主要有石灰石燒結法和硫酸法。目前最主要的方法是硫酸法，即將鋰輝石（一般含氧化鋰4-6%）進行焙燒轉型，與硫酸混合生成硫酸鋰，經(jīng)浸出、凈化、蒸發(fā)、沉鋰、干燥等工序，制得初級材料碳酸鋰成品。
礦石提鋰的產(chǎn)能主要集中在我國。我國鋰行業(yè)的主要企業(yè)均為礦石提鋰企業(yè)。由于國內已開采的鋰礦品質不穩(wěn)定且生產(chǎn)規(guī)模較小，不能滿足企業(yè)生產(chǎn)需要，近年來我國鋰行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)所需礦石基本上以進口為主。
我國礦石提鋰企業(yè)所采用的硫酸法加工鋰礦石的工藝技術經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已較為成熟，由于該工藝所處理的原料為鋰輝石精礦，原料化學組成較穩(wěn)定簡單，除硅和鋁主要雜質外，其它雜質含量均很低，因而工藝過程易于控制，產(chǎn)品質量穩(wěn)定可靠，并在近年來世界鋰產(chǎn)品需求日益旺盛的背景下，得到了快速發(fā)展。
（2）鹽湖鹵水提鋰
鹽湖鹵水提鋰，是指從含鋰的鹽湖鹵水中提取碳酸鋰和其他鋰鹽產(chǎn)品。鹽湖鹵水提鋰通常要經(jīng)過鹽田日曬、分階段得到不同鹽類、除去雜質元素、得到較純鋰鹽溶液等階段，最后將鋰鹽從溶液中分離提取，得到所需鋰鹽產(chǎn)品。目前世界上鹵水提鋰技術主要有沉淀法、溶劑萃取法、離子交換吸附法、碳化法、煅燒浸取法等。
鹽湖鹵水中微量鋰與大量堿金屬、堿土金屬共存，特別是鎂與鋰化學性質極其相似，鎂鋰分離很困難，因此鹽湖鹵水提鋰的最主要影響因素有兩個：一是鹽湖中鋰含量的高低，通常鹽湖鋰含量越高成本越低；二是鹽湖中鎂鋰比，一般鎂鋰比越小越好。此外，由于鹽湖鹵水的物理化學性質的特殊性及其自然環(huán)境與技術的制約，液體鉀鹽和鋰鹽在開采過程中受結鹽、結晶順序和結晶轉化等各種因素的影響，會導致鹵水的產(chǎn)量和質量出現(xiàn)大幅度下降。所以，要實現(xiàn)鹽湖鹵水提鋰的工業(yè)化，必須根據(jù)鹽湖鹵水的具體條件，研究出經(jīng)濟可行的鎂鋰分離技術和經(jīng)濟實用的生產(chǎn)工藝。
（3）礦石提鋰與鹽湖鹵水提鋰的比較
1）鹽湖鹵水提鋰的成本分析
目前全球主要的碳酸鋰產(chǎn)能集中于鹽湖鹵水提鋰。鹽湖鹵水提鋰的優(yōu)勢在于其資源豐富，如果能較好地綜合利用鹵水中的鉀、硼、鎂等其他資源，可降低工業(yè)級碳酸鋰的生產(chǎn)成本。鹽湖鹵水開發(fā)通常是對各有用成分進行分別提取，而不是單純提鋰。鹽湖鹵水提鋰的生產(chǎn)成本低，其關鍵是它的開采、濃縮成本已計入鹽湖鹵水開發(fā)的鉀鹽及其他產(chǎn)品中。所以，鹽湖提鋰的成本低廉實際上取決于與鉀鹽及其他產(chǎn)品共同分攤成本。鹽湖鋰資源的開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，必須考慮鉀、鎂、鋰、硼、鈉、溴等元素的綜合利用，不可能就單一鋰產(chǎn)品進行直線擴產(chǎn)，否則生產(chǎn)成本將大大提高，極不經(jīng)濟。
世界三大鹽湖提鋰企業(yè)SQM、FMC和Chemetall都是鹽湖鹵水綜合開發(fā)企業(yè)，其生產(chǎn)過程是使用在提取了鉀、硼、鎂等資源后剩余的濃縮鹵水生產(chǎn)碳酸鋰，從而降低各項產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。此外，從產(chǎn)品結構來講，其主要產(chǎn)品是鉀肥、硼肥等其他產(chǎn)品，鋰產(chǎn)品僅占很小的部分。
2）礦石提鋰和鹽湖鹵水提鋰的生產(chǎn)特點
國內外幾十年鹽湖資源開發(fā)的實踐表明，由于鹽湖鹵水中鉀、硼、鎂等化學物質復雜，物理化學性質特殊，鹵水提鋰工藝受自然環(huán)境與技術的制約較大，生產(chǎn)過程不易控制，因而產(chǎn)品產(chǎn)量、質量波動均較大。到目前為止，鹽湖鹵水提鋰所直接生產(chǎn)的碳酸鋰僅能作為工業(yè)級碳酸鋰，還需要進一步加工、增加后續(xù)成本后才能轉化為電池級碳酸鋰、高純碳酸鋰等高端鋰產(chǎn)品。
此外，鹽湖是多礦種的動態(tài)礦床，又是多來源、多因素聯(lián)合形成的地質體。鹽湖表層鹵水、晶間鹵水和補給河流、地下水之間存在著廣泛的水力聯(lián)系，而鹵水提鋰需要大量淡水資源，過度的開采會導致鹽湖區(qū)域生態(tài)破壞，影響鹽湖資源的合理開采和可持續(xù)利用。
相對于鹽湖鹵水提鋰， 礦石提鋰具有以下優(yōu)勢：
A、礦石提鋰工藝技術成熟，產(chǎn)品質量穩(wěn)定可靠。礦石提鋰工藝經(jīng)過50多年的發(fā)展已趨于成熟，同時由于該工藝采用的原料為鋰輝石精礦，原料化學組成較穩(wěn)定，雜質成分較少，且除硅和鋁外的其他雜質含量低，因而工藝過程易于控制，產(chǎn)品質量穩(wěn)定可靠。
B、礦石提鋰工藝靈活，可實現(xiàn)多種鋰化合物同時生產(chǎn)。礦石提鋰工藝靈活，可以用酸化焙燒后的硫酸鋰浸出液和其他廉價的化工原料直接生產(chǎn)其他多種鋰產(chǎn)品。鹽湖鹵水提鋰的直接產(chǎn)品是工業(yè)級碳酸鋰，要加工成其他鋰產(chǎn)品，還必須進一步加工，從而增加生產(chǎn)成本。
綜上所述，鹽湖鹵水提鋰和礦石提鋰兩種生產(chǎn)工藝，采用不同類型的原料、不同的生產(chǎn)工藝，產(chǎn)出不同品級的碳酸鋰產(chǎn)品，兩者各有優(yōu)勢。可以預見在未來相當長一段時期內，礦石提鋰和鹽湖鹵水提鋰將并存發(fā)展。
（4）國內外鹽湖鹵水提鋰的區(qū)別
1）開采工藝的區(qū)別
西藏礦業(yè)、西部礦業(yè)集團、鹽湖股份、SQM、FMC和美國雅寶等公司掌握著全球著名的鹽湖，不同鹽湖，鎂鋰比值也有很大的差別，運用的開采工藝也會“因湖而異”。
中國是個多鹽湖的國家，但其中大部分較分散不利于大規(guī)模開采，且鎂鋰比較高。國外能夠利用經(jīng)典的沉淀法從鹵水中大規(guī)模開采鋰，一個重要的原因是鹵水中鎂鋰比較低或者不含鎂。經(jīng)典的沉淀法不適合（西藏扎布耶鹽湖等除外）從中國絕大部鹽湖鹵水中提鋰，主要原因有：①該法要求鹵水中 Li+質量濃度大于 0.5 g/L，而中國大部分鹽湖鹵水低于此值；②該法要求鹵水中 Ca2+和 Mg2+含量不能太高，尤其是 Mg2+不能太高，而中國大部分低鋰鹽湖中 Ca2+和 Mg2+含量普遍較高；③該法要求干旱、降雨量少、日照時間長、年蒸發(fā)量大的特殊地理條件，但中國內地的鹽湖多不能滿足此要求。
下表是全球已開發(fā)的著名鹽湖提鋰技術：
2）開采成本的區(qū)別
（5）鋰輝石和鋰云母提鋰的區(qū)別
1）成本方面
鋰輝石精礦目前價格在1000美金左右，按照1噸碳酸鋰需要8噸6%鋰輝石精礦計算，原料成本在5.6-6萬，再加上兩萬多的制造成本，整體的成本在8萬左右。鋰云母提鋰這邊，4%鋰云母精礦價格2000元左右，制取1噸碳酸鋰目前控制在14-15噸之間，算下來原料成本控制在3萬元左右，但整個加工成本比鋰灰石稍微高一點，差不多是3-4萬，整體成本也可控制在7萬左右，鋰云母具有的成本利潤優(yōu)勢。
2）提鋰技術方面
鋰輝石提鋰是個比較傳統(tǒng)的技術，很成熟，鋰云母的技術是一個新的技術，云母提鋰工藝發(fā)展較晚，大多數(shù)工藝發(fā)展都不成熟。相對于鋰輝石精礦，鋰云母中Li2O含量僅3.5%~4.0%左右，但是，其還含有較豐富的 K、F、Rb、Cs 以及 Al2O3。如何綜合利用鋰云母中的各種有價值的元素是這種低品位的含鋰礦物利用的關鍵。相對于鋰輝石精礦提鋰工藝來說，如何提高鋰云母品位，減少浸出過程、分離過程的渣量，在浸出過程中盡可能將有價元素經(jīng)濟地將他們分離開來，工藝流程盡可能短，同時能處理好設備的腐蝕問題是鋰云母提鋰工藝選擇應該考慮的問題。
二、需求側分析
1、碳酸鋰供需因素分析
鋰產(chǎn)品與下游行業(yè)的關聯(lián)性較強，鋰產(chǎn)品下游行業(yè)眾多，廣泛分布于電子、化工、特種工程塑料、醫(yī)藥、橡膠、核工業(yè)、航空航天、金屬冶煉等領域。上述行業(yè)的發(fā)展以及周期性變化都將對鋰產(chǎn)品的市場需求狀況產(chǎn)生不同程度的影響。鋰電池行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展對鋰產(chǎn)品的存量需求和增量需求是剛性的、強勁的，同時，有色金屬冶煉行業(yè)以節(jié)能減排為主的技術進步將進一步提高對鋰產(chǎn)品的需求。
據(jù)立木信息咨詢發(fā)布的《中國碳酸鋰市場預測與投資戰(zhàn)略研究報告（2017版）》顯示：2016年全球碳酸鋰產(chǎn)量為24.42萬噸，在新能源車新增產(chǎn)能得到完全釋放的情況下，全球碳酸鋰產(chǎn)量將快速增長，同時，受新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的影響，動力電池需求大增，全球碳酸鋰消費量22.60萬噸，其中電池行業(yè)所占份額最大為27%；而在中國的碳酸鋰消費結構中，電池領域占了41%。
自2015年上半年，碳酸鋰供需失衡已初見端倪，到了下半年，這種失衡情形尤為突出，讓材料及電池企業(yè)都感受到了前所未有的壓力。隨著2016年新能源汽車火爆市場行情及中上游產(chǎn)業(yè)鏈投資擴產(chǎn)潮的持續(xù)，對碳酸鋰需求進一步擴大。
毫無疑問，把握碳酸鋰供應及相應的價格走勢，應基于對碳酸鋰“供給”與“需求”過往情形及未來趨勢的準確判斷之上。對于碳酸鋰供需矛盾的關鍵在于：為什么上游鋰資源儲備豐富與現(xiàn)實供應有巨大缺口？上游鋰資源分布格局是不是造成現(xiàn)在碳酸鋰供應短缺及相應的價格攀升的源頭？
據(jù)美國地質調查所2015年的最新數(shù)據(jù)，世界已查明的鋰資源量約為3950萬噸，儲量約1350萬噸（資源量包含未達到經(jīng)濟可采條件的全部原地礦量，儲量僅包含經(jīng)濟可采的礦量）。這些鋰資源主要集中在南美的鋰三角（智利、阿根廷和玻利維亞），為鹽湖鹵水型；其次是澳大利亞和加拿大，為硬巖型鋰輝石；中國鹵水型和硬巖型兩者都有，且儲量巨大。
全球鋰資源儲量如此龐大，看似并不稀缺，如今中國碳酸鋰市場供應卻出現(xiàn)短缺局面，主要基于以下原因：
（1）開采鋰資源難以一蹴而就，不像下游擴建鋰電材料或電芯產(chǎn)能一樣，資本一介入就立馬可以開動，而是受開采條件、技術、區(qū)域差別等諸多復雜因素的限制，以致鋰資源開采往往滯后于市場需求增長。
（2）擁有鋰資源的碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)同下游企業(yè)一樣都是自負盈虧的市場主體，如何把握鋰資源開采進度及供給預算、是否啟動建設廠房增加產(chǎn)能投放等，都需要考慮投資回報率及可持續(xù)的經(jīng)營，一旦匆忙投入而產(chǎn)出不理想，或將很快面對產(chǎn)能過剩帶來的極大經(jīng)營風險。
（3）鋰資源并非都用于電池，還有很多其他用途。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鋰業(yè)分會的數(shù)據(jù)顯示，在世界鋰消費結構中，電池用途僅占35%，其余占到65%（陶瓷和玻璃32%、潤滑脂9%、空氣處鋰5%、連鑄保護粉5%、聚合物生產(chǎn)4%、原鋁生產(chǎn)1%、其他9%）。在全球用于電池的鋰消費中，中國市場也僅是其中之一。
客觀因素制約、合理的經(jīng)營思考及已經(jīng)簽訂的供給協(xié)議會讓上游一批生產(chǎn)企業(yè)用于電池的碳酸鋰產(chǎn)能投放與下游實際的市場需求產(chǎn)生“時間差”。這個“時間差”意味著并非不想依下游需求快速擴充產(chǎn)能，但這需要一個傳導、調節(jié)的反應過程。在這個過程中間，碳酸鋰供應沒增加而需求大幅增加（據(jù)觀察與推測，上游企業(yè)從2015年下半年起，應已開始了擴產(chǎn)進程），漲價也就成為了市場經(jīng)濟的一種自然反應。
2、過去五年和未來五年碳酸鋰市場規(guī)模
（1）中國碳酸鋰市場的需求量預測
根據(jù)浙商證券研究所的研究報告預測，到2020年中國電池級碳酸鋰和工業(yè)級碳酸鋰的市場需求將分別達到10.36萬噸和6.57萬噸，二者合計16.93萬噸。
（2）中國碳酸鋰的市場規(guī)模
根據(jù)浙商證券研究所預測2016-2020年中國碳酸鋰需求年復合增長率達到18.17%，預計到2021年，中國碳酸鋰的需求量將達到20萬噸 。假設按照目前市場，電池級碳酸鋰主流價在16-16.3萬元/噸，工業(yè)級碳酸鋰主流價在14.5-14.8萬元/噸，2021年中國碳酸鋰的市場規(guī)模將達到300億元。
