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鋰云母(鱗云母)——潛力巨大的新興鋰資源

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2020 年,我國鋰資源品(鋰輝石精礦、鋰云母精礦、鹽湖碳酸鋰)生產(chǎn)僅占全球 24%,但卻生產(chǎn)了全球 69%的鋰鹽(未計算鋰鹽進口后的提純或苛化)。在全球碳中和的宏大使命之下,作為不可或缺的能源金屬(沒有之一),鋰資源的重要性上升到了戰(zhàn)略高度,成為了真正意義上的“白色石油”。
隨著碳達峰、碳中和的進程逐步推進,鋰的重要性還會繼續(xù)提升(新能源車、新能源電站儲能等等),未來難免成為鋰資源強國的外交掣肘(石油是好的例子)。我國掌握了全球絕大多數(shù)的鋰加工產(chǎn)能,但鋰資源的自供能力明顯不足,2020 年原料自供率僅 32%。國內鋰資源沒有國際政治風險,對我國碳中和使命具有高的戰(zhàn)略意義,加快國內鋰資源的開發(fā)迫在眉睫。
3-4 年的時間,鋰云母完成了從全球高成本到全球**成本的驚人蛻變,降本主要由核心工藝路線的切換和其他多項改進完成,并且在目前的低成本下仍然有較大的繼續(xù)降本空間。另一方面,雖然宜春市政府披露宜春地區(qū)的鋰云母儲量有 636 萬噸碳酸鋰,但由于大部分礦山僅做了小面積勘探,未勘探的部分沒有上報,因此實際的儲量數(shù)字可能成倍于政府披露的數(shù)字。低成本+儲量豐厚使得鋰云母是潛力巨大的新興鋰資源。
鋰云母——和鋰輝石的相同與不同
鋰云母是鉀和鋰的基性鋁硅酸鹽,屬云母類礦物中的一種;鋰輝石一樣,也是鋰資源在自然界中的一種礦產(chǎn)形式。鋰輝石的化學組成為 LiAl(SiO3)2,其中 Li2O 的理論含量為8.03%,經(jīng)過采選之后,一般的化學級鋰輝石精礦中 Li2O 含量通常為 5.0~6.0%;鋰云母的化學組成為 K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](OH,F)2} (x=0~0.5) ,鋰云母精礦采選后Li2O 含量通常為 2.0~3.5%,常含銣、銫等。
和提鋰常用的礦物鋰輝石相比,鋰云母有三大主要特點:
  1. 鋰云母成分復雜,具備高的提煉難度。鋰輝石本質上是含鋰的硅鋁酸鹽,盡管通常伴生有各種雜質,但主成分中僅有鋰硅鋁。而從化學式來看,鋰云母顯然成分加復雜,主成分中就有鋰鉀硅鋁氟。
因此,在原料提煉和鋰鹽提純上難度大,這也是早期(2017 年及以前)以鋰云母為原料的碳酸鋰成本高且品質不佳(主要以工業(yè)級客戶為主)的核心原因。
2.鋰云母中 Li2O 含量低,因此單耗大。正如上文中所提到的,一般鋰輝石精礦中 Li2O 含量通常為 5.0~6.0%,而鋰云母精礦中 Li2O 含量通常為 2.0~3.5%。
也正是如此,通常約 7.8 噸鋰輝石精礦(按 6.0%品位計算)可以生產(chǎn) 1 噸碳酸鋰,而需要約 18-19 噸鋰云母精礦(按品位 3.0%計算)才能生產(chǎn) 1 噸碳酸鋰,若品位低單耗還會進一步上升。這也是造成云母提鋰在加工環(huán)節(jié)成本比鋰輝石提鋰高的原因。
3. 云母提鋰副產(chǎn)品收益顯著。鋰云母在選礦過程中,通常能產(chǎn)生大量的鉀鈉長石、鉭鈮、錫等副產(chǎn)品,副產(chǎn)品銷售可以產(chǎn)生顯著收益,對所得碳酸鋰的綜合成本能形成較大程度的抵扣。
據(jù)宜春市工業(yè)和信息化局披露,宜春市已探明的鋰礦資源儲量就高達 258 萬噸氧化鋰當量,折碳酸鋰約 636 萬噸。據(jù)了解,這并不代表宜春的全部鋰資源,相當一部分礦山目前僅僅詳細勘探了幾分之一的面積:例如,永興材料的化山瓷石礦,礦權面積 1.87 平方公里,但目前僅對其中的 0.38 平方公里進行了詳勘(占采礦權總面積的 20%)。
主因早年探礦時,鋰云母中的鋰難以提取,并未被認定為有顯著的經(jīng)濟價值,探礦以瓷石礦為主產(chǎn)品,因此探礦工作并不全面,宜春地區(qū)完全勘探的鋰云母礦(比如宜春鉭鈮礦)僅占少數(shù)??紤]到仍有不少潛在含鋰但暫未詳細勘探的區(qū)域,自然也暫未計入官方統(tǒng)計的已探明儲量。據(jù)此推斷,實際宜春地區(qū)的鋰儲量可能顯著高于目前政府披露的數(shù)字,鋰云母儲量上修潛力巨大。
近年來,云母提鋰在降本這條路上大超預期,從 2017 年的高 10 萬/噸降本至如今的低 3.6 萬元/噸(不含稅)。過去,云母提鋰廠家用硫酸提鋰(和鋰輝石提鋰的工藝相近),造成了以下主要問題:(1)早期直接通過硫酸浸出鋰云母精礦,浸出率低(低于60%),使得原料成本高,同時鋰云母中含有氟,和硫酸中的氫離子結合生成氫氟酸后,對設備腐蝕性大,甚至無法實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)(據(jù)了解,2017 年生產(chǎn)成本在 7-10 萬元/噸);(2)改進為硫酸鹽和硫酸的混合焙燒后,對設備的腐蝕性稍微減輕,但腐蝕問題依然沒有徹底解決,生產(chǎn)仍然不連續(xù),經(jīng)常性的設備檢修導致生產(chǎn)成本居高不下。

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