陳喜峰,陳玉明,趙宏軍
(中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心,北京 100037)
鋰被稱為“工業(yè)味精”,在電池、玻璃、陶瓷、潤滑劑、冶金、航空航天、聚合物、核工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,尤其是近年來,隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)及計算機、通訊、消費類3C電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰產(chǎn)品市場前景廣闊,世界各國圍繞鋰的競爭越來越激烈,美國、歐盟、日本將其列為關(guān)鍵礦產(chǎn)[1-5]。全球鋰資源豐富,但分布不均衡,探明儲量主要集中分布在南美“鋰三角”(玻利維亞、智利、阿根廷三國交界處的普納高原地區(qū))、澳大利亞、中國、美國等地區(qū)和國家;此外,在非洲、歐洲一些國家也有分布。南美“鋰三角”鋰資源的儲量、產(chǎn)量、鋰產(chǎn)品貿(mào)易等在全球鋰產(chǎn)業(yè)鏈中占有重要地位,是全球鋰資源勘查、開發(fā)利用投資的熱點地區(qū)之一,美國、澳大利亞、加拿大、日本、印度等世界礦業(yè)大國都在積極獲取該地區(qū)鋰市場的份額,該地區(qū)已成為全球鋰產(chǎn)業(yè)鏈的重要戰(zhàn)略高地。南美“鋰三角”鋰資源在資源品質(zhì)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)成本、吸引外資能力等方面具有明顯的競爭優(yōu)勢,已形成了完整的鋰產(chǎn)業(yè)鏈,但同時存在礦業(yè)政策不利于外資投資、投產(chǎn)周期長和伴生硼、鉀資源綜合利用水平低等問題。
全球鋰礦床可劃分為硬巖型和鹽湖鹵水型兩大類,南美“鋰三角”鋰礦床類型屬鹽湖鹵水型,探明鋰儲量約1 580×104t(金屬鋰,下文鋰儲量、鋰資源量、鋰產(chǎn)量均為金屬鋰),占全球鋰探明儲量2 250×104t的70.2%,是全球鋰探明儲量最豐富的地區(qū);鋰資源量4 700×104t,占全球的53.4%[6-7](表1),也是全球鋰資源量最豐富的地區(qū)。
南美“鋰三角”鋰資源主要分布在智利東北部、阿根廷西北部和玻利維亞西南部。智利是南美洲和全球最大的鋰礦資源國,鋰儲量860×104t,占全球的38.2%;玻利維亞是全球第二大鋰礦資源國,鋰儲量550×104t,占全球的24.4%;阿根廷是繼智利、玻利維亞、澳大利亞之后的全球第四大鋰礦資源國,鋰儲量170×104t,占全球的7.6%。
表1 南美“鋰三角”鋰探明儲量、資源量和產(chǎn)量
2014—2019年,南美“鋰三角”鋰資源勘查找礦取得較大進展,鋰資源量增加了2 400×104t,占同期全球鋰資源量增量4 822×104t的49.8%,是全球鋰資源量增量最多的地區(qū)(表3);玻利維亞是全球鋰資源量增量最多的國家,由2014年的900×104t增加到了2019年的2 100×104t,增加了1 200×104t,占“鋰三角”增量的50%,占全球增量的24.9%;其次是阿根廷,增加了1 050×104t,占“鋰三角”增量的43.8%,占全球增量的21.8%[6]。此外,智利仍有較大的鋰資源量增長空間。據(jù)估算,南美“鋰三角”鋰潛在資源量將超過6 000×104t,勘查找礦潛力巨大。
表2 2014年與2019年南美“鋰三角”、全球鋰資源量變化對比
目前,南美“鋰三角”已知含鋰鹽湖約190個,僅有智利的阿塔卡馬(Salar de Atacama)和阿根廷的翁布雷穆埃爾托(Hombre Muerto)、林孔(Rincon)、高查理—奧拉羅斯(Cauchari-Olaroz)共4個鹽湖處于生產(chǎn)階段,另有55個鹽湖處于初級勘查階段、21個鹽湖處于勘探階段,其余110個鹽湖基本未開展過勘查工作,總體勘查程度較低。
從開發(fā)程度看,至2019年底,按“鋰三角”鋰探明儲量1 580×104t、產(chǎn)量2.44×104t計算(USGS,2020年),儲產(chǎn)比高達647.5,開發(fā)程度非常低。
2019年,南美“鋰三角”鋰產(chǎn)量2.44×104t,占全球的31.7%,僅次于澳大利亞,是全球第二大鋰生產(chǎn)地。智利和阿根廷是南美“鋰三角”主要的鋰生產(chǎn)國。2019年,智利是南美“鋰三角”第一大、世界第二大鋰生產(chǎn)國,鋰產(chǎn)量1.8×104t,占南美“鋰三角”的73.8%,占全球的23.4%;阿根廷是南美“鋰三角”第二大、世界第四大鋰生產(chǎn)國,2019年鋰產(chǎn)量0.67×104t,占南美“鋰三角”的26.2%,占全球的8.7%;玻利維亞由于提鋰技術(shù)和資金問題的影響,其鋰資源還未得到較好的開發(fā)利用,目前無在產(chǎn)鋰礦山。據(jù)預測,至2025年,隨著南美“鋰三角”鋰產(chǎn)能的不斷提高,該地區(qū)將超過澳大利亞成為全球最大的鋰生產(chǎn)地。
從鋰鹽市場供應(yīng)格局看,智利化學礦業(yè)有限公司(SQM)、美國雅寶公司(ALB)、美國Livent Corporation三家公司控制了南美“鋰三角”88.1%的鋰鹽供應(yīng)份額,基本壟斷了該地區(qū)鋰鹽供應(yīng)市場。
從鋰產(chǎn)品出口類型看,澳大利亞是全球硬巖型鋰礦礦石的最大出口國,而南美“鋰三角”則是全球最大的鋰鹽出口地。2018年,南美“鋰三角”碳酸鋰出口量約9.73×104t,主要出口至韓國、中國、日本、美國、比利時和德國,其中,韓國是該地區(qū)碳酸鋰的最大進口國,進口量占該地區(qū)碳酸鋰總出口量的31%,其次依次為中國、日本、美國,進口量占該地區(qū)碳酸鋰總出口量的比例分別為23%、19%和13%?!颁嚾恰笔侵袊M口碳酸鋰的最大供應(yīng)基地,2018年從該地區(qū)進口的碳酸鋰占中國碳酸鋰全球進口總量的97%。未來,南美 “鋰三角”有望成為全球最大的碳酸鋰供應(yīng)基地。
從鋰賦存狀態(tài)和品位看,南美“鋰三角”鹽湖中鋰的賦存狀態(tài)為可溶態(tài)的鋰化合物,與世界其他地區(qū)鋰礦相比,易于開發(fā)利用;同時,大多數(shù)鹽湖鹵水中鋰離子(Li+)濃度為580 ppm ~1 600 ppm,是世界其他地區(qū)鹽湖鹵水中鋰平均含量的2倍~3倍,而且鎂鋰比值在1.4~10之間,一般<8,鎂鋰比值全球最低,資源品質(zhì)好。
從主要鋰礦床規(guī)???,南美 “鋰三角”分布有多個世界級鋰礦床,如智利的阿塔卡馬(Atacama)、瑪麗貢加(Maricunga),阿根廷的翁布雷穆埃爾托(Hombre Muerto)、高查理—奧拉羅斯(Cauchari-Olaroz)、林孔(Rincon)和玻利維亞的烏尤尼(Uyuni)等世界級鹽湖鹵水型鋰礦床[8-9](表3)。此外,隨著該地區(qū)鹽湖鹵水型鋰礦勘查程度的不斷提高,仍有發(fā)現(xiàn)新的世界級鹽湖鹵水型鋰礦床的潛力。
表3 南美“鋰三角”主要鹽湖鹵水型鋰礦床特征
相較于澳大利亞及世界其他地區(qū)硬巖型鋰礦需經(jīng)過粉碎、選礦、磨礦、1 100℃高溫焙燒、250℃硫酸溶解浸出、加堿過濾沉淀等復雜工序才能生產(chǎn)出碳酸鋰的工藝流程,南美“鋰三角”鹽湖鹵水中鋰直接為可溶態(tài)的鋰化合物,可直接經(jīng)晾曬、蒸發(fā)濃縮即可分離出高濃度含鋰鹵水,再經(jīng)過提純即可生產(chǎn)碳酸鋰,生產(chǎn)工藝非常簡單,競爭優(yōu)勢明顯。
由于鋰資源品質(zhì)好、生產(chǎn)工藝簡單,南美“鋰三角”是全球碳酸鋰平均生產(chǎn)成本最低的地區(qū),約為4 500美元/t,遠低于全球硬巖型鋰礦7 000美元/t的碳酸鋰平均生產(chǎn)成本,阿根廷的翁布雷穆埃爾托(Hombre Muerto)鹽湖是全球碳酸鋰生產(chǎn)成本最低的鋰礦山,約3 600美元/t。相比較而言,我國鹽湖鹵水型鋰礦的碳酸鋰生產(chǎn)成本約是南美“鋰三角”的1.3倍;盡管我國硬巖型鋰礦鋰輝石提鋰工藝日趨成熟, 但成本約仍是南美“鋰三角”的2倍左右(圖1[11])。澳大利亞、葡萄牙、津巴布韋、巴西等國的碳酸鋰生產(chǎn)成本也明顯高于南美“鋰三角”。綜上所述,南美“鋰三角”碳酸鋰生產(chǎn)成本低,競爭優(yōu)勢明顯。
圖1 全球主要鋰企業(yè)碳酸鋰生產(chǎn)成本對比
目前,南美“鋰三角”已成為全球鋰資源勘查、開發(fā)利用投資最為集中的地區(qū),除了“鋰三角”本土的12家礦業(yè)公司外,來自美國、澳大利亞、加拿大、中國、日本、德國、法國、荷蘭和韓國等國家的37家礦業(yè)公司在該地區(qū)從事鋰資源勘查、開發(fā)利用投資(表4),總體看,以美國、加拿大、澳大利亞三國的礦業(yè)公司為主。目前,美國已獲得了該地區(qū)近50%的鋰權(quán)益儲量和權(quán)益產(chǎn)量,加拿大、澳大利亞兩國也獲得了規(guī)模可觀的鋰權(quán)益儲量和權(quán)益產(chǎn)量,中資企業(yè)獲得了一定規(guī)模的鋰權(quán)益儲量和權(quán)益產(chǎn)量(表5)。
自1997年南美鹽湖鹵水型鋰礦開發(fā)技術(shù)實現(xiàn)突破以來,隨著鹽湖提鋰技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用,世界鋰資源的產(chǎn)業(yè)格局已從傳統(tǒng)的以硬巖型鋰礦開發(fā)為主逐步演變?yōu)橐缘统杀镜柠}湖鹵水型鋰礦開發(fā)為主。盡管2015年開始,隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展對鋰需求的爆發(fā)式增長,導致鋰價格暴漲,使生產(chǎn)周期相對較短的硬巖型鋰礦短期內(nèi)在全球鋰產(chǎn)業(yè)鏈中占居主導地位,但隨著全球鋰產(chǎn)能快速擴張,鋰鹽供給嚴重過剩,導致鋰價格斷崖式暴跌,使硬巖型鋰礦生產(chǎn)成本高的劣勢日益明顯,致使大批硬巖型鋰礦山停產(chǎn),退出市場。未來,隨著鋰價格的理性回歸,鹽湖鹵水型鋰礦相較于硬巖型鋰礦易于開發(fā)利用、成本低等優(yōu)勢將日益凸顯,鹽湖鹵水型鋰礦將成為全球鋰礦勘查、開發(fā)利用投資的主體。
表4 南美“鋰三角”鋰資源勘查開發(fā)公司統(tǒng)計表
表5 中資企業(yè)在南美“鋰三角”投資的主要鋰礦項目
鹽湖鹵水型鋰礦的開發(fā)利用技術(shù)方法主要取決于鋰資源的品質(zhì)和礦山所在地的地理環(huán)境、降水與蒸發(fā)條件等因素,不同的開發(fā)利用技術(shù)方法對環(huán)境的要求和對環(huán)境的影響不同。南美“鋰三角”鋰資源分布在光照較強的南美普納高原一帶,而且該地區(qū)年蒸發(fā)量大(>2 300mm),降雨量小(<200mm),有利于鹽湖鹵水的晾曬、蒸發(fā)濃縮,能耗以太陽能為主;而硬巖型鋰礦鋰輝石提鋰工藝雖然成熟,但能耗高、污染重;相較于硬巖型鋰礦,南美型鋰礦,高鹽湖鹵水型鋰礦鋰生產(chǎn)工藝清潔、能耗低、對環(huán)境污染相對較小。
在南美“鋰三角”的阿根廷、智利、玻利維亞3個鋰礦資源國中,智利、玻利維亞均將鋰資源開發(fā)列入國家戰(zhàn)略,開發(fā)均受國家監(jiān)管。智利鋰資源開發(fā)受智利核能委員會(CCHEN)的監(jiān)管,采取配額制限制開發(fā)的政策,對外資限制較多。玻利維亞鋰資源開發(fā)由玻利維亞鋰礦總公司(YLB)統(tǒng)籌、監(jiān)管,目前允許外資以技術(shù)入股的方式參與鋰資源開發(fā),但股權(quán)比例最高為49%;此外,2019年11月玻利維亞新政府上臺后,其鋰礦外資投資政策可能存在不確定性。盡管阿根廷對外資投資鋰資源的限制相對較少,但近年來對外資申請鋰礦權(quán)、鋰礦項目股權(quán)比例等的管理更加嚴格,如鋰資源大省胡胡伊省要求省屬礦業(yè)公司在鋰礦項目中一般占有8.5%的股權(quán),薩爾塔省取消了原來可以直接申請鋰礦礦業(yè)權(quán)的優(yōu)惠政策,采取向社會公開招投標的方式管理鋰礦礦業(yè)權(quán)。
從鋰礦開發(fā)項目的投產(chǎn)周期看,南美“鋰三角”鹽湖鹵水型鋰礦開發(fā)項目投產(chǎn)周期遠長于澳大利亞硬巖型鋰礦項目,前者投產(chǎn)周期十年左右,后者投產(chǎn)周期三年左右。同時,從全球主要鋰礦資源國看,智利、阿根廷和玻利維亞的鋰礦礦集區(qū)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施總體相對較為落后,是影響鋰礦開發(fā)投產(chǎn)周期的主要因素之一。
南美“鋰三角”的大多數(shù)鹽湖鹵水型鋰礦中伴生較豐富的、可綜合回收利用的硼、鉀等的有用組分,如阿根廷鹽湖鹵水中伴生氯化鉀的平均含量為0.52%,其中,翁布雷穆埃爾托鹽湖氯化鉀平均含量達0.90%,最達到2.57%??傮w看,南美“鋰三角”鹽湖鹵水型鋰礦中伴生硼、鉀資源具有較大的綜合利用潛力,但目前受運輸條件、綜合利用技術(shù)水平低等因素的限制,還沒有得到較好的開發(fā)利用,造成資源浪費。
如前所述,南美“鋰三角”阿根廷、智利、玻利維亞3個鋰礦資源國的鋰礦礦業(yè)政策均不同程度地存在不利于吸引外資投資的因素,在一定程度上限制了外商投資,阻礙了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展,尤其是近年來經(jīng)濟持續(xù)低迷的阿根廷,已認識到礦業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要作用,鋰資源開發(fā)是當前阿根廷礦業(yè)發(fā)展的主體,因此,為使鋰資源開發(fā)帶動國民經(jīng)濟的發(fā)展,阿根廷需進一步調(diào)整礦業(yè)政策,改善鋰礦投資環(huán)境,加大吸引外資投資力度。智利、阿根廷應(yīng)抓住當前全球鋰礦市場格局深度調(diào)整的機遇,逐步放開鋰礦外資投資市場,改善投資環(huán)境,合理開發(fā)利用豐富的鋰礦資源,促進國民經(jīng)濟發(fā)展。
近年來,在南美“鋰三角”投資鋰礦勘查開發(fā)的中資企業(yè)逐漸增多,當前全球鋰礦產(chǎn)品價格處于低迷的窗口期,鋰礦投資機遇與挑戰(zhàn)并存,未來中資企業(yè)可能會加大該地區(qū)的鋰礦勘查開發(fā)投資,但投資方式因國而異。相較于智利、玻利維亞,阿根廷具有相對寬松的鋰礦外資投資政策,鋰礦市場化程度相對高,目前是“鋰三角”鋰礦外資投資最集中的國家,可作為該地區(qū)鋰礦投資的首選區(qū),介入方式以直接投資為主,薩爾塔、卡塔馬卡兩省可作為外資在該國優(yōu)選的投資目標區(qū)。目前,盡管玻利維亞政府對外資投資鋰礦限制較多,但鼓勵外資以 “技術(shù)入股”的方式介入該國鋰礦的勘查開發(fā)。智利近年來鼓勵外資參與該國鋰礦產(chǎn)品的深加工、提高附加值等鋰產(chǎn)業(yè)鏈下游的投資,投資方式以并購為主。
加強南美“鋰三角”鋰礦礦集區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),改善運輸條件,提升電力供應(yīng)能力;同時,重點加強鹽湖鹵水中伴生硼、鉀組分綜合利用技術(shù)的研發(fā),提升伴生硼、鉀綜合利用水平,既能避免資源浪費,又能提高鋰礦項目的附加值和經(jīng)濟效益。
南美“鋰三角”鹽湖鹵水型鋰礦開發(fā)涉及鋰資源勘查評價、可行性研究、礦山建設(shè)、鹽湖鹵水提鋰技術(shù)研發(fā)等多個環(huán)節(jié),其中,鹽湖鹵水提鋰技術(shù)研發(fā)周期長是影響投產(chǎn)周期的主要因素之一,原因是該地區(qū)每個含鋰鹽湖的鋰資源品質(zhì)、鋰賦存形式、鎂鋰比值等各不相同,需根據(jù)每個鹽湖的上述特點,采用不同的提鋰技術(shù)方法。如世界鋰儲量規(guī)模最大的玻利維亞烏尤尼鹽湖,其鎂鋰的比值為22~30,是智利Atacama鹽湖的4倍,導致提鋰技術(shù)難度增大,再加上政治環(huán)境不穩(wěn)定的影響,目前投產(chǎn)時間仍不確定。因此,為進一步增強南美“鋰三角”在全球鋰產(chǎn)業(yè)鏈中的競爭力,需加強鹽湖提鋰技術(shù)研發(fā),加大鋰礦礦集區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度,促進鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展。