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編報告

標題: 海水可提鋰，鋰礦并不缺？ [打印本頁]

作者: 煙雨西安 時間: 2022-9-18 08:05
標題: 海水可提鋰，鋰礦并不缺？
寧德時代董事長曾毓群在世界動力電池大會上稱，“但實際上，礦產資源并不是產業發展的瓶頸。”曾毓群同時表示，已探明的鋰資源儲量已可以生產160 TWh的鋰電池，完全足夠生產全球需要的動力電池和儲能電池。同時，隨著鋰資源探明量增加，潛在產能還會進一步提升。
特斯拉的馬斯克說，鋰礦實際上相當常見，“幾乎無處不在”，鋰價飆升是因為鋰供應受限，而這背后的原因并非是原材料稀缺，，而是因為精煉超高純度電池級氫氧化鋰和碳酸鋰的能力有限。
兩位大佬雖然認為鋰礦上漲的原因各不相同，曾毓群認為是炒作，馬斯克認為是冶煉能力不足，但是兩人都認為，鋰資源并不缺，甚至是無處不在。
他們說的是對的，鋰資源并不存在物理上的絕對短缺，而且也可以說是“無處不在”。
2021年全球已探明的鋰資源量達到8900萬金屬噸，合計2.2億噸碳酸鋰，今年碳酸鋰消耗量70多萬噸，2025年不超過200萬噸，2030年估計在350萬噸左右，現在的探明儲量可以支撐70年。
這個儲量是會繼續增加的，不用70年，30年之后，回收鋰資源估計也能滿足大部分需求了。
但這2.2億噸碳酸鋰并不是地球上的全部鋰金屬儲量，這大概率只包含了已經探明在物理性質上適合用來提取鋰礦的資源。
有些資源可能并不在這個方位，比如墨西哥和云南的黏土礦，可能就不在這個范圍，包括一些江西的鋰云母礦，因為鋰品位低，可能就不在這個范圍。但是現在，這些礦準備開發了。
這還不止。
這些加起來也不過是陸地上的鋰資源儲量（包括鹽湖），海水里的鋰資源儲量估計可能是陸地鋰資源儲量的一千倍以上。
海水有132億億噸，0.17mg/L計算，合計儲量2244億噸鋰金屬，合5456億噸碳酸鋰。
夠不夠用呢？
不要說海里，就陸地上現在探明的2.2億噸碳酸鋰，就夠了。
1GWh電池需要700噸左右的碳酸鋰。
全球現在汽車保有量是15億輛，22年6月，全球新能源汽車保有量將突破2000萬大關。
我們說可見未來的終極情況，比如2040年，假設汽車保有量還是15億輛，其中乘用車12億輛，電動車保有量6億輛，年電動車銷售量4500萬輛。
2022年，電動車全球銷量約為650萬輛，假設每車帶電55度，325GWh電池，消耗碳酸鋰25萬噸，其它用途約22萬噸。合計47萬噸。
2022年，電動車全球銷量約為1000萬輛，假設每車帶電57度，560GWh電池，消耗碳酸鋰40萬噸，其它用途約24萬噸。合計64萬噸。
中性終極情況，年電動車銷售量4500萬輛，意味著年碳酸鋰消耗量180萬噸，加上其它需求34萬噸，合計214萬噸。
電動車保有量6億輛，需要2400萬噸碳酸鋰，加上其它需求400萬噸，需要2800萬噸碳酸鋰。對應電池39200GWh，40T。
曾毓群說的沒錯，已探明的鋰資源儲量，完全足夠生產全球需要的動力電池和儲能電池。
已探明2.2億噸碳酸鋰，已可以生產300TWh的鋰電池，超過了曾毓群說的160T，達到了馬斯克曾經說的300T。
沒錯，只需要把已探明的陸地鋰礦采完就可以了，我們就可以實現一個電動化的世界。
如果真的還不夠，那可以海水提鋰啊！
海水提鋰并不是天方夜譚，甚至也不是鋰礦漲價后的幾年，才開始有人提出的。
海水提鋰至少從2003年就還是有論文，而且至少在2015年以前就有了一些工藝進展，至少，在實驗室里，是可行的。
在海水提鋰研究中主要應用溶劑萃取法和吸附劑法。由于海水中鋰濃度僅為0.17mg/L，因此從低鋰濃度海水中提鋰，吸附劑法被認為是最有前途的海水提鋰方法。
雖然現在還只是在實驗室，但是將來未必。
海水提鋰方面，上市公司東方集團、魯北化工都已經貼上海水提鋰概念標簽了。
東方集團說，已經建成海水提鉀中試車間，生產能力為氯化鉀銨50公斤/天或氯化鉀25公斤/天，公司從海水中提取的氯化鉀樣本所檢項目符合GB/T37918—2019《肥料級氯化鉀》要求，達到粉末結晶狀I型級別。公司正在積極推進一期年產20萬噸氯化鉀項目，已初步選址為福建省泉州市石獅市鴻山鎮。項目一期計劃2022年下半年開始建設，2023年年中將實現達產。
東方集團說，擬在海水提鉀項目基礎上，積極推進海水提鋰、溴技術及產業化研究。目前公司海水提鋰、提溴技術尚未進行中試，產業化存在較大不確定性。
可以說，只要價格夠高，海水提鋰終究會有人干出來。
這不，南京大學實現“海水提鋰”重大突破！據說采用離子選擇性的陶瓷膜，制備的速度和效率是比較高。
還有，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的團隊，采用了固態電解質膜，提煉出純度為99.94%的磷酸鋰，初步的經濟分析表明，當與氯堿工業結合時該工藝可以盈利。
海水提鋰不但技術可行，還可能盈利！
這么說，鋰礦不缺，甚至過剩了？
不是這樣的，任何礦產資源，缺不缺，不是取決于儲量，而是取決于大量取得的經濟性。
地球上不缺鋰，缺的是可經濟性獲得的鋰。
其實地球上不缺任何礦產資源，缺的是可經濟性獲得的礦產資源。
你隨便抓一把土，里面就包含了組成全宇宙的幾乎所有94種自然元素，只是含量多少的問題罷了。
如果你用任一元素的豐度乘以地殼質量，所計算出來的任一礦產資源總量都會多得取之不竭，用之不盡。
當任何人告訴你某一元素并不稀缺之時，那多半就是個語義模糊的，拋開經濟性談稀缺性的假命題。
隨便抓上一把泥土都會含有少量鈾元素，但這個量不是能給人帶來任何影響和傷害的量。
普通人最容易接觸到的資源案例就是生產玻璃、芯片、光伏電池所用的硅元素。該元素含量太多了，普通沙子就含有90%+的二氧化硅，其282000PPM的地殼元素豐度，也意味著你隨便拿起一塊石頭，抓上一把泥土，平均就會有占比28.2%的單質硅原子，所以如果不談經濟性，那硅資源一點也不稀缺。但具備經濟性的沙子（即：優質石英沙）卻是很稀缺的戰略性資源。稀缺得全世界早就把地表所有優質石英沙全部開采完了（這種含有高純度二氧化硅的石英沙是生產石英坩堝的原材料，且石英坩堝的工業用途廣泛，用量很大），所以多年來，石英沙價格一直在上漲，這是石英股份上漲的邏輯，也是硅料價格持續上漲的邏輯。
占地殼成分5.63%的鐵元素也同樣如此，南方最常見的土質就是因含鐵量太高而帶有紅黃色的紅壤土，并且在江西、湖南等長江以南省份的很多紅壤土里，含鐵量可達15%~30%。但這種品味的“鐵礦”是沒有任何經濟性的，其煉出來的鋼鐵都是大煉鋼運動時搞出來的那種沒法用的鐵土疙瘩。需要付出很高的成本，才能在實驗室里分離出大量的雜質，把鐵土疙瘩進一步精煉成可用的鋼鐵，并且在處理鐵土疙瘩的問題上，至今還沒有出現可以走出實驗室的工業化量產技術，所以中國才成了一直以來的全球最大鐵礦石進口國，每年都要從國外進口大量鐵礦石。
任一礦產資源的價值，主要取決于經濟性（即：生產成本），然后才是特定經濟性下的儲量。
中國最具開采潛力的二個鋰鹽湖，青海察爾汗鹽湖和西藏扎布耶鹽湖，就是由我國鹽湖學及鹽湖礦產開發的奠基人鄭綿平院士分別于1950年代和1980年代發現的。此后中國社會各界就這二個鹽湖的鋰、鉀等多種礦產資源的開發問題，不停的呼吁、規劃、籌建了幾十年。但一直到現在，還是因缺乏經濟性而無法大規模開采。只能象業界說的那樣，現在的中國鋰開采看察爾汗鹽湖，未來的中國鋰開采看扎布耶鹽湖。
再舉個例子，比鋰礦值錢得多的金礦。僅應該是很值錢的貴金屬了，375元一克，一公斤37.5萬，一噸37500萬，比鋰礦值錢1000倍。
海水中溶解有約77種元素，海水里是有金的，大概400萬噸的黃金。
可能一般人沒有概念。2018年全球的黃金產量約3503噸。全球黃金儲量大約5.677萬噸，探明量則為12.946萬噸，總計也就18.623萬噸。
為什么沒有人提取呢？因為成本實在太高了。
海水中金的濃度極低，一般僅為0.001-0.5mg/t，平均為0.0112mg/t，而鋰含量是0.17mg/L，170mg/t。
金含量比鋰礦還低，只有海水中鋰含量的萬分之一，所以盡管金比鋰礦值錢1000倍，也沒有人去海里提金。
技術上是可行的，曾研究過的海水提金方法主要有吸附法、離子交換法及沉淀法等。
其實不光海里，地球上的黃金簡直太多了。
據科學家概略地測量與估算，地球上黃金的總儲量大約為48億噸。乍聽起來，這真是一個天文數字。每人可以分到一噸黃金了。
《自然》雜志上的一篇文章指出，地球上大約有4億億噸黃金，如果全部開采出來平鋪在地球表面，厚度可以達到4米。如果將這些黃金平分給全球大約75億人，每人可以分得超過530噸黃金
但實際上，以48億噸為例，其分布于地核內的約47億噸，地幔內的約8600萬噸，地殼內的約960萬噸，海水中的約440萬噸。也就是說，99.7083%的黃金，深藏于地核與地幔中。而地核與地幔中的黃金，人類在相當長的時期是無法得到的。目前人類探測和開采黃金的深度一般都在1000米以內，少數國家能達4000多米，而地幔的深度平均是35公里以下。就是蘊藏在地殼中和海水中的黃金，也有90%是可望而不可及的。
從古至今人類所開發的黃金都在陸地的地殼，即地球的最外圈層。地殼中的金主要包含在巖石里，這是巖金。因巖石風化后自然金等含金礦物被分離出來后被流水帶到河流中并沉積下來，隱藏在砂和卵石中，這是砂金。但目前我們一般所能開發利用的僅是品位大于3克/噸的巖金礦（科技發達國家和易選的金礦石可降低到1克/噸左右）和品位高于0.1克/噸的砂金礦，其余數量巨大的含金巖石中的金都沒有開采價值，只有經過復雜的地質作用使巖石中的金富集1000倍以上，我們才能開采并將其中的金提取出來。
所以，即使貴如黃金，品位和開采成本，決定了，每年只有4000噸的產量，其它幾十億噸的儲量，按照現在的黃金價格，都是不值得開采的。
甚至，黃金還能人工合成呢，真正的金。在上世紀八十年代初，就有美國科學家想到了利用了原子對撞機的原理，通過對撞的方式制造出"人造黃金"。在1997年的時候，日本科學家松本已經用水銀通過照射方式變成一個新的原子，最后提煉出了七百克左右的黃金。
對于人工造黃金這個問題，科學家表示：人工造黃金的成本是非常昂貴的，而且制造出來的一克黃金需要花費很長時間。拿日本造黃金這項實驗技術來說，投入的人力物力的成本已經高出黃金本身價值很多倍，由此可見人工造黃金的成本已經超過了商品的實際價值，而且人工造黃金對實驗條件非常苛刻，建設這種高端實驗室需要巨額投資，還包括特殊設備的引進，所以說人工造黃金是不可能投入大量生產的。

這只是以黃金作為例子，黃金如此，其它礦產資源莫不如此。
云母可提鋰，黏土可提鋰，氣田水可提鋰，海水也可提鋰，甚至從理論計算，地球上的鋰礦非常多。
但鋰礦儲量沒有用，可經濟性獲得的鋰礦儲量才是有用的。
這個經濟性上的成本，不只是純粹的生產成本，人力和設備、資源的投入，還有軟性的環境環保成本。
但是，即使解決了成本問題，比如鋰輝石生產鋰鹽可能5萬成本，云母可能6萬一噸成本，鹽湖可能3萬一噸的成本，黏土提鋰可能10萬一噸成本，海水提鋰可能200萬一噸成本，那么鋰礦鋰鹽的價格就是在成本上加個幾千或幾萬的利潤嗎？
這是另外一個問題：價格是由成本決定的嗎？

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