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申万期货_商品专题_有色金属:新能源金属材料专题系列二:金属钴(上篇)

2023-01-13 16:50:21
申银万国期货
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 摘要 

  • 实现“碳达峰、碳中和”是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。实现双碳战略,须立足我国能源资源禀赋,坚持稳中求进,以经济社会发展全面绿色转型为引领,以能源绿色低碳发展为关键,不断推动“双碳”工作不断迈上新台阶。

  • 新能源汽车作为全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展成果,也是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,同时,是推动我国绿色发展、实现双碳目标的战略举措。

  • 新能源汽车的核心部件——动力电池,目前使用较广泛的是三元锂电池和磷酸铁锂电池,三元电池又可分为镍钴锰酸锂电池和镍钴铝酸锂电池。因此,在动力电池的应用中,镍、钴、锂成为不可或缺的金属元素。

 正文

01

钴金属简介
钴(Cobalt),元素符号Co,银白色铁磁性金属。钴是具有光泽的钢灰色金属,表面呈银白略带淡粉色,比较硬而脆,有铁磁性。钴的熔点1495℃,沸点2870℃,居里点1150℃,当加热到1150 ℃时磁性消失。钴化学性质较为稳定,常温下不与水和空气发生反应,在潮湿的空气中也很稳定。在加热至300℃以上时氧化生成CoO,氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。

1780年,瑞典化学家伯格曼制得纯钴,确定钴为金属元素。1789年,法国化学家拉瓦锡把钴列入元素周期表,元素符号为“Co”,属过渡族元素。

钴,在早期被当作一种罕见的蓝色颜料使用。钴的一些氧化物可以呈现出鲜艳的蓝色,作为蓝色颜料的钴在瓷器和绘画中就得到了广泛使用。古代希腊人和罗马人曾利用它的化合物制造有色玻璃,生成美丽的深蓝色。
中国在早期已发现并将其用于陶器釉料,中华民族的艺术珍宝唐三彩、景泰蓝等使用的釉料中就含有钴元素,色泽艳丽历久弥新。唐三彩的彩色瓷器上的蓝色就是由于有钴的化合物存在。青花瓷中的青花是钴料(主要成分为钴的氧化物)勾勒在瓷胎上,再施透明釉经过1250 ℃左右的高温烧制,在釉下呈现青色的样子。
近现代,德国和挪威现代最早生产了少量的钴,1874年开发了新喀里多尼亚的氧化钴矿。1903年加拿大安大略北部的银钴矿和砷钴矿(方钴矿)开始生产,使钴的世界产量由1904年的16吨猛增至1909年的155吨。1920年扎伊尔加丹加省的铜钴矿带开发后,钴产量长期居世界首位,摩洛哥用砷钴矿生产钴,这段时期以火法生产钴为主。

02

钴产业链上游
钴产业链,主要由上游钴矿石的开采、选矿,中游冶炼加工以及下游终端应用组成。钴上中下游均呈现集中性较强的特征。

钴上游主要是矿石储量和产量方面,目前非洲的刚果(金)独占全球钴矿约一半份额;中游的冶炼环节,主要包括各类钴盐、金属钴和钴粉等,中国集中了全球约一半钴的冶炼产能;下游消费领域,钴主要用于制造电池材料、高温合金、磁性材料等方面,尤其在电池材料应用最广泛,约60%的钴用在电池领域,其次是高温合金,其他应用包括硬质合金、催化剂、磁性材料等方面。

据美国地质调查局USGS统计数据显示,目前已探明的陆地钴资源量约为2,500万吨,海洋地壳中的资源量超过1.2亿吨。
钴矿资源可分为陆地钴矿资源和海底钴矿资源,现在开采和利用的钴资源全部来自陆地钴矿床。陆地钴矿床主要有沉积岩型铜-钴矿床(41%)、红土型镍-钴矿床(36%)、岩浆型铜-镍-钴矿床(15%)和热液型富钴矿床(8%)四大类。
目前,陆地上的钴资源,绝大多数蕴藏在刚果(金)和赞比亚的沉积砂岩型铜矿床、澳大利亚及邻近的岛屿国家、古巴的含镍红土矿床,以及澳大利亚、加拿大、俄罗斯和美国的镁铁矿和超镁铁矿的岩浆镍硫化物矿床中。
2021年全球探明钴矿储量约759万吨,资源全球分布高度集中,主要集中在刚果(金)、澳大利亚、古巴、菲律宾、加拿大、俄罗斯等国,前三者的储量之和占据了全球70%的份额。其中,刚果金钴储量占据的近50%,而且其出口量排名首位。2019年,全球39.6%的钴由刚果金出口,远超第二名加拿大(7.38%)。
刚果(金)是陆地钴储量最丰富和年产出最大的国家,西南部拥有全球储量第一的中部非洲铜带,从加丹加延伸到赞比亚中北部,不仅钴矿的品味高,开采条件好,且都是大矿和富矿。刚果(金)最大的钴生产商是嘉能可,占总产量的29%。第二名是洛阳钼业,占产量的27%。第三名是意大利石化集团ERG,占产量的11%,刚果自有的手工和小规模采矿产量占约9%。
我国钴资源相对匮乏,钴金属储量约为13.74万吨,仅占全球储量的1%。我国钴矿主要集中在甘肃的金川岩浆型铜-镍-钴矿床,储量为9.8万吨,占总储量的71%。我国富钴矿床虽然类型多、分布广,但规模小、品位低,具有可经济开采利用的甚少,原生钴矿非常少,98%的钴来源于铜钴伴生矿、镍铜钴硫化矿和红土镍钴矿。因此,我国作为全球钴资源消耗量最多的国家,钴的对外依存度在95%以上,积极开拓全球钴能源势在必行。

下篇预告:下篇将重点讲述钴产业链中下游,与新能源领域的应用。

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