2022年新冠疫情持续散发不断封控、国家房地产调控多个行业下行以及国内国际局势动荡和市场低迷，很少行业不受影响，更不用说逆势增长了！但锂矿新能源投资却异军突起，逆势白热化，成为新冠疫情3年来一道靓丽风景线。锂矿新能源为何逆势增长，有哪些新应用新情况新趋势？广东陶瓷协会原料专委会为您梳理，期盼对寻找新出路新赛道的矿山、加工厂和想进入锂矿行业的老板有益！
一、锂有哪些新应用？
锂是元素周期表中第3号元素，金属锂呈白色，非常软，用小刀就可以轻松切割。锂在已知金属中密度最小，仅有0.534g/cm3，约只有水的一半，因此锂虽然是一种金属，但却可以漂浮在水中。锂的性质十分活泼，遇空气和水会剧烈放热，而且极其易燃。由于极度活泼，自然界中锂仅以化合物形式存在于卤水或硬岩中，单质锂则必须在矿物油或真空安瓿中无水保存。
锂及其化合物独特的物理、化学和电化学特性，广泛应用于药物、润滑油、烟火、助熔剂、电池和核聚变等领域，与我们日常生活和高科技密切相关。
1.药物
最初科学家把锂作为药物，1850年医生们发现锂可以溶解从肾脏中分离出来的尿酸晶体，将锂制成药剂治疗痛风。而那时又有理论认为抑郁症和躁狂症可能与过量尿酸有关，因此使用锂来治疗这些疾病，但当时有些医生对锂制剂的剂量把握不准，可能会造成患者锂中毒，1949年碳酸锂药物一度被禁止销售。后来不断科学研究证明，锂盐确实能治精神相关疾病，比如双相情感障碍，能一定程度降低患者自杀风险。所以到了现代，在治疗相关疾病时，医生还会给患者开碳酸锂等含锂药物。
2.润滑剂
在药品之后，锂的第一大规模工业化应用是制作润滑剂。飞机轴承需要润滑剂，不然轴承很容易磨损断裂。但是二战以来飞机性能越来越高，其轴承处温度也越来越高，传统润滑油已经完全无法满足需求。这时研发出锂基润滑剂，它的熔点比其他润滑油高得多，且腐蚀性还很小，因此很快在工业领域中被推广开来。一直到现在，很多汽车中也都在使用硬脂酸锂制作的润滑剂。
3.烟火
锂元素在火中发出紫红色的光，锂、钛、铜、钾和铝等制成闪光粉，在烟火中产生声音和缤纷色彩。
4.助熔剂等添加剂
锂熔点低，在玻璃、搪瓷、冶炼和焊接等行业，作为助熔剂使用，能有效降低混合原料的熔点，降低能耗，并提升玻璃及搪瓷釉面的耐热耐磨性能；在焊接过程中促进金属的熔化，还可吸收杂质，去除或阻止氧化物的形成。美国在20世纪70年代发现，把锂辉石或含锂原材料加入拜耳法炼铝工业生产流程中，可以大大降低用电量。金属锂和其复杂氢化物如Li[AlH4]等，被认为是火箭推进高能添加剂。锂及其化合物可用于生产硼氢化物及作新型高能燃料的加成剂，具有燃烧温度高、火焰宽、发热量大和排气速度快等优点，用于飞机、火箭、导弹、炮弹、潜艇和等离子火箭发动机的推进燃料。
5.轻型材料
锂与镁、铝、镉、铜和锰化合，可用于制造高性能飞机、火箭及其他航空器的高端部件。镁锂合金是世界上最轻金属结构材料，具有密度小、高比阻尼系数、高比强度、高比刚度、高比模量等特点，是航空航天金属材料中减重效果最好材料之一。用镁锂合金替代镁合金、铝合金及碳纤维复合材料，可获得20~50%减重效果，使飞机和火箭在同样动力条件下飞得更远，维持时间更长。
6.电池
锂离子电池研发从1960开始，一直到2000年左右才逐渐成熟起来，锂离子电池广泛应用于手机、相机、电脑、汽车等各种电子电器和车辆等设备，这是锂真正大规模使用并被推上新的战略高度标志性进步。出于对气候变化的担忧，全球能源结构正逐渐从传统化石燃料向可再生能源转变，如果锂能源能代替煤能源，中国的环境保护问题将会得到巨大改观。这个过程中，用于储存电能的锂离子电池就显得非常重要。一方面汽车未来都将使用锂电，另一方面可再生能源发出的电量极不稳定，需要使用电池将发的电预先储存。作为锂离子电池重要原料之一，锂的战略意义凸显，因此锂被称作白色石油。
7.核聚变
早期氢弹中，氘化锂是聚变燃料，1967年中国成功爆炸的第一颗氢弹，利用的就是氘化锂。核聚变反应是氘和氚反应，氘在天然海水中含量丰富且易于提取，但氚在自然界几乎不存在，获得氚需要靠中子来轰击6Li。也就是说，6LiD(氘化锂6)是核聚变反应堆主要原料。氢弹利用氘和氚发生核聚变而产生巨大的能量，但液体的氘和氚需要在非常低温度、非常高的压力下保存，这就需要巨大低温设备和加压设备。美国的第一颗氢弹重量高达65吨，根本没有实战的价值。因此，后来的氢弹就使用了含有氘的锂盐——氘化锂。氘化锂常温下就能保存，体积也更小，而且锂会在核反应中转变为核原料氚，非常适合做氢弹。
目前全世界的学者多年来致力于研究平稳受控热核聚变问题，人工智能控制住威力巨大的核聚变，使之造福人类。因此，一旦核聚变电站工业化，锂将作为典型能源金属回归能源领域，在核聚变、锂电池及贮能装置等方面发挥重要作用，锂工业发展前景无疑非常光明，被称为21世纪新黄金、21世纪能源金属和白色石油等，锂金属在全球发展中的战略意义越来越凸显，战略地位也不断提升，广受各国青睐。2017年美国将锂矿列为43种重要矿产资源之一，2018年欧盟将锂作为14种关键原材料之一， 2019 年澳大利亚确定锂矿为24种关键矿产之一，中国也将锂矿列为24种国家战略性矿产资源之一。
据估计，生产100亿度电锂反应堆，只需10吨金属锂。国际核聚变反应堆于2019年开始实验，预计将在2040年前建成2000兆瓦至4000兆瓦示范性核聚变电站。
二、锂矿有哪些新情况？
1.锂矿有哪些种类？
自然界中目前已发现锂矿物和含锂矿石有150多种，其中提取锂的主要有盐湖卤水、锂辉石、锂云母、磷锂铝石、透锂长石、铁锂云母、锂霞石、锂蒙脱石、贾达尔石和地下卤水等，其中前4个最为重要。含锂主要矿物分子式和氧化锂含量如下：
2.世界和中国锂矿在那里？
全球锂资源丰富且分布高度集中，主要分布在南美洲“锂三角”地区(玻利维亚、智利和阿根廷)、美国、澳大利亚和中国。
中国锂矿主要分布于青海、西藏、四川、江西和新疆等地，陕西、内蒙、河南、湖南、福建、云南、广西和广东都有少量矿点。
3.目前锂矿储量有多少？未来紧缺吗？
截至2020年底， 全球已探明锂(LCE)资源量34943万吨，主要分布在玻利维亚(31.98%)、阿根廷(22.71%)、美国(15.72%)和澳大利亚(5.90%)，刚果(金)、加拿大、捷克、智利等国也有分布。
中国盐湖型锂(LiCl)资源量2596万吨，折合金属锂资源量425.01万吨，约占全国资源量的46.58%；伟晶岩型锂矿估算氧化锂(Li2O)资源量约740万吨，折合金属锂资源量343.75 万吨，占全国锂资源量的37.68%；花岗岩型锂矿氧化锂(Li2O)资源量约308万吨， 折合金属锂资源量143.63万吨，占全国可利用锂资源量的15.74%。
全球锂资源虽然非常丰富，但受开采条件和提锂技术的影响，许多估算资源量无法转化为储量，如全球已知最大的乌尤尼盐湖(Uyuni)锂矿床由于没有经济可行的锂盐提取方法， 其巨大的锂资源量无法计入储量。世界及中国黏土型锂矿没有真正投入生产，贾达尔(Jadar)锂硼矿、索诺拉(Sonora)锂矿等也未真正进入投产，提取工艺仍未走出实验室。随着碳达峰碳中和新能源产业的迅猛发展，对锂的需求不断增长。据国际能源署预测，仅靠现有和在建的锂矿生产项目，2030年全球锂需求缺口将达到50%，未来20年锂需求量将增长40倍，预计到2050年锂的年消耗量约3000-3500万吨，未来锂供应大概率会紧缺。
4.锂矿提纯有哪些新技术？
目前，中国盐湖型、伟晶岩型和花岗岩型锂矿均有不同程度开采，黏土型锂矿和地下卤水型锂矿尚未进入开发利用阶段。盐湖中提取锂主要包括沉淀法、吸附法、煅烧浸取法、电渗析法和萃取法。低Mg/Li值盐湖一般用沉淀法提取锂，Mg/Li值接近2000的察尔汗盐湖则使用吸附法和膜法来提取锂，极大增加了成本和难度。
伟晶岩型锂矿石的锂品位较高，开采比较容易。从矿石中提锂先要将锂矿石破碎、细磨，然后利用选矿工艺如浮选得到锂精矿，再将固体锂矿相转化为液体锂矿相进行提取，后续工艺与盐湖提锂方法接近，常用的提锂方法有石灰烧结法、硫酸盐法、硫酸法、氯化焙烧法和纯碱压煮法。
花岗岩型锂矿的含锂矿物主要为锂云母和铁锂云母，矿石的锂品位相对较低，目前采取破碎、磨矿、脱泥、浮选、磁选方法提取锂云母精矿。
5.最近锂矿价格如何？未来会涨价吗？
目前氧化锂含量2.5%的锂云母精矿含13%税全票出厂价约17000元/吨，碳酸锂含13%税全票出厂价约580000元/吨。
随加拿大对中国锂矿投资的限制，再加上中国国内锂矿资源相对短缺和需求的猛增，未来长期会处于求大于供的情形，无论锂精矿还是碳酸锂，价格都可能会不断上涨。
三、锂矿有哪些新趋势？
1.有“锂”走遍天下，抢锂矿白热化持续
面对电动汽车逐步取代传统燃油车以及可控核聚变新能源加速发展趋势，锂资源已等同于未来在新能源汽车、储能领域和廉价新能源的话语权，因此国内外锂矿资源争夺战愈演愈烈，现在已白热化，短期内不会降温。正如锂电池之父古迪纳夫在2019年获得诺贝尔化学奖之后所说：“锂资源的重要性不亚于石油等战略性资源，一旦锂资源开采出现瓶颈，可能会与石油一样成为战争的导火索。”
自2020年以来，为了更好控制原材料成本以及把握未来发展节奏，先是多家矿企、碳酸锂企业和锂电池相关企业如天齐锂业、西藏矿业、西部矿业、紫金矿业、赣锋锂业、江特电机等加快上游矿山布局，抢锂矿大战持续上演。接着原本处于产业链下游的整车企业，也加快向上游布局步伐，成为抢矿大军中一员。据不完全统计，目前包括宝马、大众集团、通用汽车、福特、特斯拉、雷诺、丰田、比亚迪、蔚来、广汽等车企，均对电池上游原材料展开投资，以保障自身供应链安全。
2.颠覆锂矿最低工业品位，贫矿也成香饽饽
按照锂矿床工业指标要求，锂矿最低工业品0.8%，这是基于过去锂矿选矿技术和锂矿市场情况确定的最低工业品位。自2020年以来，随新能源行业大热以及最近国外对中国锂矿开采限制，再加上选矿技术进步，目前锂矿最低工业品位已降到了0.3%，如果锂矿中锂云母好选，甚至可降到0.2%或更低，过去认为的贫矿现在都成了好矿。未来硬岩型锂矿以“低品位、大储量、露天开采”为特点，将成为新的锂矿找矿和开发利用方向。
3.锂电池固然重要，但锂用到核聚变解决能源问题更重要
过去锂应用到医药、润滑剂、烟火、助熔剂、添加剂、轻型材料等领域，目前锂电池是重要应用领域。实际上，锂作为重要能源金属，可用于可控热核聚变，是生产氢弹、中子弹和质子弹的重要原料，并在高能锂电池、受控热核反应中应用，它将成为人类解决能源供应问题的重要原料。锂之所以被称为“21 世纪的能源金属”并不只是因为锂电池，锂电池起到的是储能作用，本身并不产生能源，而要产生能源，就得靠可控核聚变。一旦实现可控核聚变发电，1g锂放出的有效能量最高可达8500～72000kW·h，比235U裂变所产生的能量大8倍，而且绿色环保无污染，对于“双碳”目标实现意义巨大。
4.锂矿勘查程度不够，开发粗放，迫切需要管控利用新模式
过去基于锂矿床工业指标要求，不仅勘查的锂矿床少，而且勘查程度低，大部分与稀有金属钽铌等合并做研究勘查，缺乏对锂矿单独详勘，锂矿总体储量相对低。锂矿开发相对粗放，处于锂云母精矿、锂辉石精矿提取和碳酸锂加工初级阶段，缺乏基础矿物学研究、选矿工艺流程和工艺参数专业设计以及锂矿全产业链开发利用和构建，更不用说综合利用和高附加值可控核聚变应用了。未来要从专业化勘查开始，首先搞清楚中国锂矿的分布、储量、矿床类型和成矿模式，并基于保障国家锂矿资源和能源安全的高度，从国家层面科学规划管控中国锂矿和新能源产业，精细化全产业链来开发利用锂矿，提高锂矿产值和附加值，避免一哄而上过度开发锂矿，科学专业有序渐进发展锂矿和新能源产业，保障锂矿和新能源产业以及国家能源安全和可持续发展。
5.锂矿尾矿重视和利用程度不够，尾矿处理成新问题
目前硬岩型锂矿尾矿一是堆放，二是简单加工用于陶瓷胚体。由于锂矿尾矿氧化铝含量低（约13-15%），陶瓷胚体添加量一般不超过10%，使用量有限，消化不了巨量锂矿尾矿，给锂矿开采加工造成了负担。就中国硬岩型锂矿产区江西宜春来看，2022年锂矿尾矿高达1000万吨左右，随锂精矿项目不断增加，预计2024-2025年尾矿可能达到3000-4000万吨。如果政府和企业不重视锂矿尾矿研究和开发利用，不仅影响现有锂精矿项目的正常运转，而且会给地方带来新的环保和安全问题。未来政府可从锂矿出让和新能源产业税收中拿出一部分资金，委托专业机构做锂矿尾矿处理前瞻性实用性研究，从根本上解决锂矿尾矿处理问题，而不是不管不顾，等出了问题再亡羊补牢就晚了。
