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钴能否永葆“生”机?

茜茜
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楼主 发表于:2020-04-08 10:45:32
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中国粉体网讯  钴,是一种银白色铁磁性金属,表面呈银白带淡粉色,是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。随着新能源汽车在全球范围内的普及,动力电池的需求也在日益上升,钴金属也作为动力电池的重要成分,其价格十分昂贵。



钴金属需求量逐步上升未来需求缺口还将增加


报告数据显示,在2019年,全球新能源乘用车(包括纯电动车、插电式混合动力车等)钴金属的使用量达到1.44万吨以上,同比去年增幅高达34%。在全球市场中,宁德时代“一马当先”,钴金属使用量所占份额为21%,LG化学和松下分列第二和第三位,市场份额分别为20%与17%。此外,比亚迪和三星SDI也紧跟其后,其市场份额分别为11%和9%。


上述5家动力电池电芯供应商2019年全球乘用车钴金属使用量所占市场份额总占比高达78%,而2018年电池电芯供应商前5名的总市场份额为69%,可以看出,2019年相较上一年市场集中度有了小幅提升。


美国、欧盟和日本相继把钴列为战略性矿产,中国的供应形势更加严峻,根据2018年公布的数据,中国钴资源储量占世界的1.2%,年消费量却占到了世界的51.3%,自我保障能力十分有限。


2000年以来中国钴消费与新能源汽车产量增长趋势



钴需求和下游领域变化息息相关


资料来源:万方数据,平安证券研究所


2015年以前,中国钴消费需求主要由3C产品拉动增长,近年来主要由新能源汽车拉动增长。随着新能源汽车的逐渐普及以及其他行业对钴的需求,有学者预计,2025年中国钴需求量可能达到11.1万吨,其中锂电池领域需求8.1万吨。目前国内钴矿90%的原料依赖进口,钴资源缺口为5.4万吨,原料缺口达6.8万吨,未来随着需求增长,缺口还将增加。


钴在战略性新兴产业中的直接应用

数据来源:《战略性新兴产业分类(2018)》


开采难度较大致矿产稀缺


钴是一个典型的地幔型元素。同时具有迁移能力强的特点,在地壳中主要呈分散状态。因此钴除少量以独立矿床产出外,主要作为其他矿床的伴生金属产出。主要的原生含钴矿物包括硫铜钴矿、硫钴矿、镍黄铁矿、辉砷钴矿、镍辉砷钴矿、钴辉砷镍矿、块硫镍钴矿、辉钴矿、钴硫砷铁矿、斜方砷钴矿、方钴矿、黄铁矿和磁黄铁矿等。次生含钴矿物主要有含钴白云石、钴土、钴华、水钴矿和含钴的针铁矿、褐铁矿等。


钴大多伴生在其他矿物中而且成分复杂,因此钴的冶炼方法繁多,流程复杂。钴的冶炼方法一般分三个步骤:一是把钴从矿石中转入溶液,或制成粗钴合金或钴锍,后再转入溶液;二是除杂净化;三是制取金属,最终钴与其他金属同时回收或作为副产品回收。


金川钴冶炼工艺流程图


从上面的流程图发现,钴冶炼工艺复杂,排污节点众多,污染控制难的特点。钴复杂的冶炼和提取工艺,对生产加工地区的电力及工业基础具备一定的要求,而提供全球60%以上矿山钴产量的刚果(金),电力及化工产品稀缺,在本国冶炼成本高于选取精矿精矿后运输至全球各地冶炼的成本,导致全球矿山钴生产和精炼钴生产地区完全分离,但产量仍呈相关性。


全球主要钴矿床类型按照产出的背景,可分为大陆钴矿和现代海底钴矿两种。全球范围内钴矿资源比较丰富,目前陆地保有探明储量约为710万t,而海底铁-锰-钴结核和结壳之中还有3.97~7.93亿t的钴矿资源。虽然各国都在研制开采深海富钴结壳的新技术,但是目前可利用的仍是陆地的钴矿资源。


全球钴矿床主要类型


沉积岩赋矿层控型Cu-Co矿床。这类矿床包含了全球超过50%的钴资源储量,产量约占全球的65%以上。主要集中在中非的赞比亚-刚果(金)铜-钴矿带中,具有规模大、品位高的特点,品位一般为0.1%左右。而风化型红土Ni-Co矿床,虽然也是全球最具有经济价值矿床,分布地区广,包括喀麦隆、古巴、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾、澳大利亚、美国、马达加斯加等国家,但这类矿床钴平均品位为0.06%~0.09%。但此前有报道称,在钴矿的主要开采地刚果(金)存在着雇佣童工、环境污染等多项问题,影响了各国对钴的需求。


钴能否永葆“生”机?


值得一提的是,由于钴金属价格高昂以及矿产稀缺等因素影响,动力电池领域逐渐掀起了“去钴化”的研究风潮。进入2020年,特斯拉宣布将采用宁德时代的“无钴”电池。业内人士分析认为,特斯拉此次宣称使用“无钴”电池,主要原因还在于降低成本。


另外,通用和LG化学合资在俄亥俄州建立电池工厂,他们将研究方向从NCM转变为NCMA的电池,加入铝元素之后,可以降低大约70%的钴元素。这样的低钴电池,有望将电池成本降低至每千瓦时「100美元」以内。单降低了成本还是不够的。通用还宣称新电池将提高单位体积下的能量密度,新电池的单位体积下的能量密度比上代的BoltEV电池多出60%。在当前形势之下,钴能否经受考验,继续焕发“生”机?


参考资料:

?汽车之家.占比21%宁德时代钴金属使用量暂列首位

?东方财富网.有色行业:钴需求中长期增长趋势未变龙头公司引领钴供给收缩之变

?王京等.未来中国钴资源需求预测

?孙毅豪.中国钴资源供应安全评价及安全战略研究

?李静.镍钴冶炼中典型重金属污染识别与防控对策研究

?赵俊兴.富含钴矿床研究进展与问题分析

?新浪财经