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青海段东平:动力电池布局上游 全球锂资源和青海锂产业的现状

2016-11-08 作者:曈欣 来源:客车网
  2016年11月2日,中国电动汽车百人会召集国内动力电池产业链相关企业举行“动力电池材料及材料综合利用研讨会”,这是百人会针对“动力电池技术升级与产业链研究”课题项目第二次研讨聚焦于动力电池材料及材料综合利用话题,会上,青海锂产业技术创新战略联盟理事长段东平就锂电池上游的锂产业现状和未来做了分析报告,具体内容如下:

  青海锂产业技术创新战略联盟和中国无机盐工业协会锂盐行业分会,是2015年成立的两个机构,针对国内锂电行业原料价格大幅上涨,同时需求大幅增加,对技术的需求和产业内的行业竞争也提出了更高的要求,因此,我们在2015年上半年成立了这样两个行业性的机构来开展工作。

  下面我从三个方面和各位做一些交流:

  第一,锂资源以及战略的概念。全球锂资源分布比较广,但是储量比较有限,现在来看主要集中在南美和中国,以及非洲的一些地方。从我们国家的情况来看,我们国家总的资源分布集中在两块,一个是盐湖,一个是矿石,这是现在已经探明有明确数据的,就是我们国家的总量大概70%以上集中在青海的盐湖里面,还有一部分集中在矿山里面。这两种资源由于它天生的禀赋不同,所以在后期的开采、提取、生产工艺以及产品的质量上都有差别。

  就国内的盐湖资源来看,国内盐湖分布在西部的五个省份,这五个省份占了中国一半的面积,但是有锂资源的盐湖只集中在青藏高原,跟历史成因有关系。这里边我们说重点的集中在青海更多一些,西藏是不允许建任何工业的,所以西藏的工业开发在2013年的时候青海和西藏经过中央协调,成立了一个藏青工业园,建立在青海的格尔木市,所以西藏以资源开发为主的工业体系现在都建在青海,所以现在和未来能够和盐湖锂资源提取开发的产业,应该都集中在青海这个地方。

  从锂资源的储量上来讲,这个现在也是经过美国地调局公布的一些数据,每年还都在变化,最近两年依然在变化,但是这些数据还有待核实。根据2013年核实公布的数据,我们中国在全球的锂资源总储量还是比较丰富的,占全球总量的大约20%左右。

  全球的锂资源,从类型上讲主要集中在盐湖,因此从现在来看,在技术开发和生产建设方面,基础集中在对盐湖资源的开发和有效利用上。因为对盐湖资源的开发和利用,对环境的破坏目前相对来说是最小的,而对矿山的开发和开采环境破坏是极其严重的。我们可以分析一下国内外盐湖的情况,看国外的一些盐湖,本身成份上讲,含量高一点的比如像阿卡塔玛大概是0.15克升这个量,其他地方只在几十到几百个ppm这样的范围,低一点的在几个ppm这样的范围。其中储量最大的或者品质最好的还在开发的过程中,现在开发最多的比如像玻利维亚的乌尤尼和阿根廷的里肯。我们目前国内能够开发的肯定都集中在青海了,现在青海非常重要的几个含锂的大型盐湖区,是两个区域,一个是察尔汗盐湖区域,还有东台和西台、一里坪,从矿的禀赋来看,我们在盐化工当中特别强调镁锂比的问题,使得我们的难度和成本都大大提高,和我们前面提到的阿特卡玛他们的镁锂比高很多,像南美都在10以下这样的范围,它的提取技术和成本都比我们要容易。

  从我们国内整体来分布,包括国务院李克强总理专门做过一些批示,今年的8月份习近平总书记专门到了青海去视察,特别指示了对盐湖资源的综合开发利用,里面重要的就是钾和锂,对于锂的问题,现在目前直接涉及到我们国家对外的依赖程度,同时涉及到我们国内一直在开发的,比如像中国科学院正在研发的第四代核能系统等等,所用到的一些高纯度的锂锡这样的核能系统所需要的原料,都需要从盐湖资源来获得,因此我们把盐湖资源的开发以及提锂提到了重要的议事日程上来。

  我们的重点从第二部分,有关的开发现状和现有的技术给大家做一个简单的介绍。

  现在国内不论是矿石提锂还是盐湖提锂都归到了五个方面来,这五个方面在盐湖资源的开发当中都有应用,其中有四个是集中在青海的盐湖,还有一个是在西藏的扎布耶掩护。这个是电渗析法,通过膜和电厂的驱动,让最小的离子通过膜,剩下的都流到膜那边去,比如镁离子通过沉淀的办法、通过电厂的办法如何能够有效的消除掉是技术的难点,所以电渗析法最核心的在解决这个问题。实际上电渗析法在成本上最大的问题也是,由于要把镁进行隔离,所以镁离子在膜上面的吸附、粘接、影响、通过率这样的效果,也使得整个生产成本和生产周期都受到了一些影响。

  另外一个,在几十年以前一直就在探讨,最近一两年突然之间获得快速发展的萃取法,我们国家在50年代末开始筹备研发第一颗氢弹的时候,当时最早就提出了用萃取法来先提高纯的氯化锂,然后再提纯,由于当时的设备、材料、萃取剂等等几个方面都没有达到理想的状态,所以一直没有实现。所以在提锂方面,我们刚才说其他的几种方法都是有点无奈之举,这个方法经过了几十年的进步之后,在最近两年开始全方位的在推进,现在核心问题,就是通过新研发的萃取剂,以及现在在萃取基和耐腐蚀材料方面的进步,满足了现在萃取法的要求,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。实际这个方法和技术方面有很大的不同就是,我们现在在电池材料,正极材料、负极材料逐渐使用的过程中,已经不仅仅限于碳酸锂的需求,同时在对氢氧化锂,甚至未来的氯化锂,都可以逐渐的作为材料来使用。因此这种方法可以进行多种原料的制备,而且纯度,像我们在左边这块的工艺里边,我们得到的氯化锂目前的纯度可以高达9999,因此这个纯度是完全可以满足目前我们最高级别水平的电池级的碳酸锂的需要的。

  从化学基本原理上讲,最常规或者是最简单的方法就是沉淀法,沉淀法两个问题,一个是通过浓缩结晶、再一个是通过碳化来沉淀,这个产品我个人认为相对来说纯度要差一点,当然现在在后续提纯加工的路线上还有后续的一些辅助厂家或者是二级厂家来进行加工,所以还能够满足电池材料的需求。

  现在技术难度一直没有完全突破的是吸附法,由于它的吸附特性,所以目前主要把它应用于锂含量、浓度最低的一些盐湖,比如说刚才我们在前面提到的察尔汗盐湖,它的镁锂比高达1800倍,它的锂离子浓度在原卤当中的锂离子浓度只有30左右的ppm,用吸附法进行提锂。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。按照最新的合作愿望,深圳的比亚迪也正是和吸附法的厂家蓝科锂业开展了新一轮的合作,10月29日这天也正是奠基年产3万吨电池级碳酸锂的生产线破土动工要做,基于这样的方法,当然他们现在合作的方法之前结合了前面我们提到的电池吸附法联合进行处理。

  还有一个工艺,是由我们中信国安这个公司在开展的,这个工艺从化学原理上讲没有问题,但是再生产实际当中出现严重的环境污染问题,就是在尾气方面,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,实际生产能力,从现在看应该不超过3000吨。

  从以盐湖为主的提锂工艺截止目前已经建成的生产线,我们全部列在了这个地方,包括我们刚才说的吸附法盐湖集团的蓝科锂业,产能1万吨,去年只生产了1500吨,今年的量我估计也在这个数量级。东台,采用的是牵一发,今年的目标是8000万吨。西台,现在有三个企业在投资,用的是三种方法,包括刚才我前面提到的中信国安采用的煅烧法,产能是1万吨,估计今年是3000吨左右的产量。还有一个是依赖于中信国安的原料,采用的是离子迁移发油点模仿类似的方法,建设的是2万吨的生产线,现在还没有投产,如果顺利的话,在2017年的年中可能会投产,但是产量现在不好预测。还有一个,有两个同时在开展的萃取法,分别在不同的两个掩护,针对相同类型的盐湖资源用萃取法技术氯化锂的提取。不同之处,在西台的是中国科学院的技术,针对核能的需要,研发的起源也来自于这个地方,这个产品是9999的氯化锂,这9999的氯化锂目前生产线已经完成,而且已经立项,2017年动工、2018年完工,直接是国内第一条明确提出电池级碳酸锂的生产线,因为指标是按照99.6这样的指标以及其他杂质,严格按照此前提出的行业准来执行,这是第一个提出电池级碳酸锂1万吨生产线的地方。在另外一个地方,有色萃取行业的一些专家们介入到了这个行业开始建设,目前他们模仿了这条线建了1000吨的氯化锂,由于纯度大约在95%左右,所以它生产的也就是一些普通碳酸锂,这是目前在青海所有的根据盐湖资源开发的碳酸锂生产线的情况。

  从我们国内现有的这些生产的情况看,实际上矿石法提锂和用盐湖资源提锂优劣势差别还是很大的,尤其现在对环保进行明确的要求,甚至是一票否决的前提下,矿石法未来生存的压力会非常巨大。一方面,它本身的生存成本是比较高的,包括它的原料,现在大量要从国外进口。另外,它的环保问题,在矿石法过程中,因为有高温,有活法、有湿法,联合在作业,所以它的气、液、固废三种物体的排放都比较严重。用盐湖资源提锂,一方面现在来看,现有的几种工艺成本控制起来都比矿石提锂的成本低一些。同时刚刚提到的五种方法各有不同,准确的数字没有任何一家公布出来,大约就在这个范围,1万—2万这个范围的生产成本。从环保的角度来讲,如果我们有去过青海盐湖区域去旅游或者是调研的人可以了解当地的情况,因为是在数万平方公里之内荒芜人烟、寸草不生的烟碱或者盐湖区域,这些盐湖区域本身如果单一的把提锂之后的我们叫老卤堆纯或者排放到另外一个固定地点,对环境来说没有直接的影响,比如说不存在大气的污染,不存在固废的污染,老卤的堆放只是把里边的锂和钾提取之后换了一个地方堆纯,有可能影响的就是未来的地下水,还有这个区域资源频繁的陆地运输等等这样一些影响。所以从环保上讲,应该要比矿石法优越很多。现在我们已经在开展的这些工作当中,包含了一系列的产能,后面我会有一个总表跟大家说。

  第三个问题,有关这个锂盐产品消耗上讲我们也做了大量的统计,不仅仅在电池上,当然电池它的需求,从我们现在看到的数据上讲,占总需求量的大约50%这样的情况,其中增速最大的应该说是电池。

  还有有关对二次电池的需求,我们在座的各位都在做这个工作,所以大家比较了解。从全球的情况看,我们也在测算有关碳酸锂的总的需求量,和我们动力电池的需求有一定的关系,我们看比例,大约也是一半左右的关系,未来我们现在预测,动力电池的总体需求可能按比例还在往下降。2015年的情况,我们国内包括有固体矿和盐湖矿提取的碳酸锂的情况我们看,总数就是4万吨左右,增加其实并不多,尽管价格上扬很多,但是数量增加并不多。

  这是连续一些年,包括碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂等等一些产品的价格波动,价格最高的时候也是历史最高点,就是今年的年初1月份左右,达到了这样一个数字,非常吃惊。整个从原料开始,两种原料,一直到后续各种工序的加工,现在从技术上都在逐渐完善,形成了一系列的产品。我们后续研发产品面向的对象就意味着在座各位所研发对象的产品需求。盐湖资源的开发也是有一系列完整的研发体系和产品体系,我们就不细说了。

  这是一个数据,在座的我们讨论这个问题的时候可能需要或者关注到这样一个数,这是最新的我们在调整完了“十三五”规划之后,因为青海已经明确要打造了“十三五”一千个亿的锂电材料产业,还有青海省还有一个地方要打造一千亿的锂产业,有这两个构建,就涉及到我们目前说的锂的材料,基本上有明确的投资方的碳酸锂20万吨、氯化锂3万吨、氢氧化锂1万吨、金属锂1万吨,前三种都是和锂电相关的,新型的材料像金属锂未来可能也会用到锂电上来。

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