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  • 作为中国战略性矿产的钴,有何不同寻常?
      • 作为中国战略性矿产的钴,有何不同寻常?
        • 2024-10-19 10:44:53
        • 金属矿业网
      •      钴展现出银灰色的外观,并具备高硬度特性,其相对较大的密度赋予了它在特定应用领域的显著优势。钴的熔点高达约1495℃,沸点更是攀升至约2870℃,这使其在高温条件下仍能维持相对稳定的物理状态。
             化学性质上,钴展现了一定程度的活性,常态下于空气中表现稳定,但遇热会与氧结合,形成氧化钴。此外,钴还能与酸发生反应,过程中释放氢气并转化为相应的盐类化合物。

        图1 钴
             钴在军事科技中占据核心地位,不仅作为高性能电池的关键成分,确保军事装备能源供应的可靠性,还在特种合金制造中不可或缺,这些合金显著增强了武器装备部件的性能与耐久性。作为锂离子电池的核心材料,钴随着电动汽车与电子设备的蓬勃兴起,其需求日益攀升。
             它有效提升了电池的能量密度、稳定性及使用寿命。钴基高温合金,凭借卓越的高温强度与抗氧化特性,成为航空发动机、燃气轮机等高温环境部件的首选材料。
             在中国,钴已被战略定位为关键矿产,其战略价值不言而喻,深刻影响着国家安全与经济发展的长远布局。作为战略性资源,钴的储备、开发、利用策略直接关系到国家的安全利益与未来发展。钴的广泛应用,不仅限于合金、磁性材料及电池等高科技领域,更在新能源、航空航天、电子信息等新兴产业中发挥着无可替代的作用。随着这些产业的迅猛发展,钴的需求量持续攀升,进一步巩固了其作为战略性矿产的基石地位。
        资源分布与储量情况
        (一)全球分布
             钴资源在全球的分布格局显著集中,展现出显著的地域不平衡性,主要集中于数个特定国家和地区。尤为突出的是刚果民主共和国(简称刚果(金)),它以其近半(据USGS数据,约47.93%至近50%)的全球钴资源储量傲视群雄,同时作为钴产量最大的国家,其产量贡献超过全球总量的七成。
             刚果(金)的钴矿质量上乘,品位普遍介于0.3%至0.5%之间,远超多数产区。紧随其后的是澳大利亚,其钴资源储量约占全球的17.97%,尽管资源丰富,但在开采与供应领域尚不及刚果(金),但该国正加大开发力度,力图成为钴市场的重要供应商。此外,印尼、古巴、赞比亚、加拿大、俄罗斯、新喀里多尼亚、摩洛哥等国亦跻身钴资源丰富的国家之列,尽管储量相对有限,却在全球钴资源市场中扮演着不可或缺的角色。
        (二)中国分布
        中国钴资源相对匮乏,储量仅占全球总储量的较小比例。以下是中国钴资源的分布特点和主要产地:
        1.分布特点
        分布集中:中国钴资源主要分布在甘肃、山东、云南、青海、河北、山西等省份,其中甘肃的钴资源储量占比接近30%,排名全国第一。这些地区的钴资源相对集中,有利于钴矿的开采和加工。

        图2 中国矿产资源分布示意图(钴)
        矿床规模小:中国的钴矿床规模相对较小,多数为伴生矿,品位较低。
        伴生矿多:中国的钴资源主要以伴生矿的形式存在,与铜、镍、铁等金属共生。
        开采难度大:由于钴资源多以伴生矿的形式存在,且品位较低,因此开采难度较大,成本较高。
        2.主要产地和储量情况:
        甘肃:甘肃是中国钴资源储量最为丰富的省份之一,其钴矿主要分布在金川、白银等地。金川矿床是中国最大的钴矿床之一,钴平均品位0.019%,钴金属量9.8万吨。
        山东、云南等地:山东、云南等地也是中国钴资源的重要产地之一。这些地区的钴矿资源同样以伴生矿为主,品位较低但储量相对丰富。
        钴的地质特征与开采条件


        (一)地质特征
             钴元素在地壳中的含量相对不丰,其平均丰度约为20ppm,显著低于锡(40ppm)等常见金属,但相较贵金属如银(7ppm)则较高。钴资源富集于特定矿床,如砂岩型铜矿床、岩浆型铜镍矿床以及红土型镍矿床,且大多以伴生矿物的形式存在。
             自然界中,钴已知矿物种类繁多,超过百种,主要分为硫镍钴矿、砷钴矿、硫钴矿和方钴矿等类别。这些矿物各自拥有独特的化学成分与晶体结构特征,例如硫镍钴矿,其晶体形态为八面体,展现出金属般的光泽。

        图3 硫镍钴矿

        图4 砷钴矿

        图5 硫钴矿

        图6 方钴矿
             钴资源储量中,镍钴伴生占50%,铜钴伴生占44%,原生钴仅占6%。这种伴生情况使得钴的开采和提取过程相对复杂,需要采用特定的选冶工艺。
        (二)开采条件
             钴矿的采掘挑战显著,根源在于其常以低品位伴生矿形式存在,紧密伴生于其他金属矿物中,增加了分离难度。加之地质复杂性与环境因素的制约,推高了开采成本。
             技术层面,高效、环保地开采钴资源依赖于尖端设备与工艺,如浮选、重选等选矿技术精确分离矿物,随后对精矿进行精细的脱水干燥处理,整个流程对技术精度和设备性能要求极高。
             环境方面,钴矿开采活动若管理不善,废水、废气、废渣等排放物将威胁土壤、水源及空气质量,同时破坏地表生态,改变地形原貌。因此,实施严格的环保规范与生态修复策略,是钴矿开采中不可或缺的环节,旨在减轻对自然环境的负面效应。
        中国钴资源产业发展现状
        (一)生产情况
             中国傲居全球精炼钴生产榜首,据权威数据显示,2022年全球精炼钴总供应量达到16.5万吨,其中中国贡献了约14.5万吨,占比高达76%,彰显了其在这一领域的卓越地位。
             近年来,中国钴冶炼能力显著增强,以洛阳钼业为代表的大型企业,通过国际化战略,如海外投资并购,掌控了丰富的钴矿资源,如刚果(金)的TenkeFungurume大型铜钴矿,此举极大地增强了其钴产品的生产竞争力与品质优势。
             尽管如此,鉴于国内钴资源相对稀缺,对外部供应的依赖度较高,中国正积极寻求多元化的钴资源进口途径,旨在降低对单一渠道的依赖,确保钴资源的稳定与安全供应。
        (二)消费情况
             中国稳坐全球钴消费榜首,其需求受到新能源汽车与电子产品等蓬勃行业的强劲驱动。作为锂电池正极材料的核心,钴在新能源汽车领域发挥着不可替代的作用。
             此外,在3C电子产品,涵盖笔记本电脑、智能手机、数码相机等广泛应用的锂电池中,钴同样占据关键地位。特别是中国新能源汽车行业的飞速进步,持续拉动了钴需求量的攀升。
             与此同时,智能手机、平板电脑等高端3C市场的繁荣,加之5G技术的普及和新电子产品的层出不穷,进一步刺激了对钴酸锂电池的需求增长。上述多重因素共力,促使中国钴消费市场持续扩张。
        (三)产业链情况
             中国的钴资源产业链展现出高度的完整性,覆盖了从源头钴矿开采、含钴废弃物循环再生,到中游钴产品深加工(如硫酸钴、氯化钴、四氧化三钴等多样化生产),直至下游的多元化应用范畴,广泛涉足电池制造、高温合金、硬质合金、磁性材料、催化剂等多个行业。
             面对国内钴矿资源有限的情况,企业通过海外战略投资与并购,有效拓宽了资源获取渠道,并强化了含钴废弃物回收再利用,成为钴资源供给的新增长点。
             中游加工领域,企业依托技术创新与产业升级,显著提升了钴产品的品质与产量。同时,环保意识的觉醒与政策推动促使钴冶炼行业加大对环保治理与生态恢复的投入。
             在下游市场,钴因其独特性能,尤其在电池产业中占据核心地位,受益于新能源汽车与3C电子产品市场的蓬勃发展,钴的需求量预计将持续攀升。此外,钴在高温合金、硬质合金及磁性材料等领域的应用也展现出可观的市场前景。

        图7 钴矿选矿工艺流程
        用途与应用领域
        (一)主要用途
             钴,这一关键金属元素,在众多行业展现出其不可或缺的价值。在电池技术中,它作为锂离子电池正极材料的核心成分之一,特别是在驱动3C电子产品(涵盖手机、笔记本电脑、数码相机等)的锂电池内,钴酸锂凭借其卓越的能量密度与稳定性占据了主导地位。随着新能源汽车产业的蓬勃兴起,钴在动力电池领域的需求更是水涨船高。此外,钴在超级合金的锻造中扮演着举足轻重的角色,这类合金凭借优异的高温耐受性、抗腐蚀性和抗氧化性,成为航空航天、能源工业等高温环境部件的首选材料。钴的融入显著增强了超级合金的性能,确保其在极端工况下的稳定运行。
             在硬质合金领域,钴则充当了粘结剂的关键角色,通过其室温下的良好塑性,强化了硬质合金的抗冲击能力,使其在高硬度、高强度及耐磨性方面表现出色,广泛应用于切削工具与模具制造。同时,钴也是磁性材料制造的重要基石,钴基磁性材料凭借高饱和磁化强度、强矫顽力及优异的磁稳定性,在电子、通信、医疗等多个领域发挥着重要作用。
        (二)新能源汽车领域
             随着新能源汽车工业的快速发展,钴在电池材料方面的需求日益增长。新能源汽车的动力电池需要具有高能量密度、长循环寿命和安全性等特点,而钴酸锂正是满足这些要求的重要正极材料之一。此外,钴还在三元电池(以镍盐、钴盐、锰盐为原料)的正极材料中发挥着重要作用,进一步推动了新能源汽车产业的发展。
        (三)其他领域
             钴的用途广泛,不仅限于前述,它还深入航空航天、机械制造、化学及陶瓷工业等多个领域。在航空航天中,钴基合金凭借卓越的高温强度和抗氧化性能,成为制造发动机叶片、喷嘴等高温部件的关键材料。机械制造方面,钴加入硬质合金显著提升了切削工具、钻头等部件的硬度和耐磨性,从而延长了使用寿命并优化了加工效率。化学工业里,钴基催化剂是化学合成与石油精炼等过程中的重要助力,能加速反应速率,促进生产效率与产品质量的双重提升。此外,在陶瓷工业中,钴化合物作为釉料着色剂,为陶瓷产品增添了独特的色彩与光泽。
        市场供需与价格趋势
        (一)市场供需
        1.全球钴市场供需状况
             近年来,全球钴市场供需两端均展现出强劲的增长趋势。据英国国际钴业协会报告,2022年全球钴产量跃升至19.8万吨,其中刚果民主共和国以14.5万吨的产量占据主导地位,占比超过七成;而印度尼西亚则以9500吨的产量紧随其后,跃居第二大钴供应国。与此同时,全球钴需求亦持续攀升,2022年需求量达到18.7万吨。展望未来,预计2023年钴供给量将增至23.4万吨,需求量则预计为21.3万吨;至2024年,供给量有望进一步跃升至30.5万吨,而需求量预测为25.1万吨,预示着钴市场供给过剩的局面或将进一步加剧。
        2.中国钴市场供需状况
             中国稳坐全球精炼钴生产与消费的头把交椅。据2022年数据统计,全球精炼钴供应总量达到16.5万吨,而中国则以14.5万吨的精炼钴总产量(涵盖电解钴、钴粉、钴盐等形态)独占鳌头,贡献了全球供应的76%。鉴于国内钴矿资源有限,中国同时也是钴的重要进口国,大量依赖国际市场以满足钴矿原料及精炼产品的需求。消费端,受益于新能源汽车工业的蓬勃兴起与电子产品的持续繁荣,中国对钴的需求持续飙升,无可争议地成为全球钴消费的最大市场。
        (二)价格趋势
        1.近年来钴价格的变化趋势
             近年来,钴的市场价格经历了显著的起伏。具体而言,2018年初,受电动汽车产业蓬勃发展的强劲推动,钴价飙升至历史高点,超过每磅40美元。但随后几年间,随着供应量的稳步增长及需求暂时性回调,钴价于2019年显著回落至每磅约15美元的水平。进入2023年,钴市场再度展现其不稳定性,年初至11月间价格持续走低,从年初的26.7万元/吨跌至11月底的21.2万元/吨,展现了大幅波动。然而,市场迅速调整,至2024年初,钴价实现触底反弹,1月3日时1#钴均价已回升至22.4万元/吨。不过,好景不长,至同年6月,钴作为有色大宗商品的价格再次回落,降至21.58万元/吨,与去年同期相比,降幅达到了25.64%。综上所述,钴价受多方因素交织影响,展现出较为频繁的波动特性。
        2.影响钴价格的主要因素
             供需平衡作为钴价波动的核心驱动力之一,显著塑造着市场价格走势。供应过剩情境下,钴价趋于下行;反之,需求超越供应时,则驱动钴价攀升。近年来,全球钴产量的持续扩张与需求相对平稳并行,造就了供大于求的市场格局,进而引发钴价走低。
             此外,政策导向亦是不容忽视的钴价影响因素。各国针对钴矿采掘、精炼加工及贸易流通的政策调整,均能直接或间接地作用于钴价。譬如,环保标准的提升可能增加钴产业链成本,间接推高钴价。
             同时,国际市场环境的微妙变化对钴价亦具深远影响。美元汇率的波动直接影响以美元计价商品的全球定价,而地缘政治紧张局势及国际贸易政策的变动,如刚果民主共和国等关键产区的政治不稳与开采受限,均可能成为钴价飙升的催化剂。
        政策导向与监管框架
        (一)国家政策层面
             中国政府针对钴资源实施了一系列宏观调控政策,核心在于促进钴资源的科学开发、高效利用与全面保护。这一战略通过《全国矿产资源规划》等纲领性文件得以具体体现,为钴资源的勘探、开采、深加工及综合利用铺设了清晰的道路图。
        (二)监管举措概览
        1. 开采环节的精细管理:政府严格限定了钴矿开采的总量与规模,旨在保障资源的长期可持续性。同时,深化国内外市场合作,稳定供需平衡。此外,强化安全生产管理,制定详尽的安全规范,推动企业建立安全生产责任体系,利用先进技术提升安全生产标准,确保开采作业安全无虞。
        2. 加工环节的标准化与绿色化:政府设立钴矿加工的行业标准,覆盖工艺流程与产品质量,以保障加工过程的规范化和产品质量的稳定性。同时,对加工过程中产生的污染物实施严格管控,鼓励企业采取环保措施,减少排放,积极应用清洁能源和环保技术,以降低能耗与排放水平。
        3. 进出口环节的灵活调控:政府灵活运用关税政策,调整钴产品的进出口税率,以此影响国际市场价格格局与产品竞争力。通过对特定产品的出口实施临时税率调整,精细调节市场供需关系。同时,加强市场监测,收集并分析钴产品市场的关键数据,为政策调整提供坚实的数据支撑。
        4. 全方位的环保监管:政府颁布了一系列环保法规,详细规定了钴矿开采与加工过程中的环保要求,旨在减少环境污染,保护生态环境。同时,加大环保执法力度,对违规行为严惩不贷,确保环保政策的有效执行,推动钴产业向绿色、低碳方向发展。
        未来展望
        (一)供需趋势
             根据国际能源署与业界报告的深入剖析,钴的供应在未来数年间将呈现稳步增长的态势,尤以2024年为节点,预计市场将迎来供应激增,并可能长期处于供过于求的状态。
             这一趋势背后的驱动力包括新发现的矿产资源、现有产能的显著扩张,以及钴回收技术的提升与应用扩大。反观需求端,钴的核心消费市场聚焦于新能源汽车与3C消费电子产品的电池制造。尽管新能源汽车市场仍维持强劲增长,但其增速已有所放缓,多家主要电动车制造商对2024年的需求预测持保守观点。
             同时,手机行业对钴的需求在历经数年下滑后,预计将于2024年后逐渐复苏。值得注意的是,新型电池技术如钠离子电池与氢电池正逐步崭露头角,尽管短期内尚不足以撼动锂离子电池的主导地位,但它们的崛起无疑将分流部分市场需求,对钴市场构成一定的下行压力。
        (二)价格走势
             钴价在短期内经历显著波动,主要受供需失衡、政策调整及国际市场动态等多重因素交织影响,导致市场预测充满变数,即便是高盛等权威金融机构也调低了2024年钴价预期至每吨30,000美元左右,凸显了价格前景的不确定性。展望长期,随着钴供应的稳步增长与需求增速的放缓,钴价或面临向下的压力趋势。
             鉴于钴在战略性新兴产业中的核心地位及其日益凸显的经济价值,其价格不太可能深跌至成本支撑线之下。因此,预计钴价将在未来一段时间内维持在相对稳定的低位区间进行盘整。
        (三)发展建议
             鉴于中国面临的钴资源短缺挑战,亟需增强钴资源的勘探力度,运用地质勘探与遥感技术等先进手段,以提升钴矿发现率,确保钴产业持续发展的资源基础。同时,应促进开采技术创新与应用,引入高效采矿设备,优化作业流程,旨在降低成本并提升钴资源利用率。
             在国际层面,倡导深化合作,与全球钴业伙伴及主要生产国携手,通过合作协议、联合产业园区等形式,共谋钴产业国际发展新篇章。此外,激励钴产业链各环节企业加大技术创新与研发投入,提升产品附加值,引领钴产业向高端、智能、绿色方向转型升级。最后,完善钴资源开发利用的政策法规框架,强化行业监管,以规范市场秩序,保障钴资源的科学开发与合理利用。
             钴资源市场的前景交织着挑战与机遇。面对供需结构重塑与价格波动的不确定性,同时也迎来了技术创新飞跃与国际合作深化的契机。中国应敏锐把握这一战略时机,加大钴资源勘探力度,提升开采效率与效能,并积极促进技术创新与国际间的协同合作,以确保国家钴资源供应的稳定与安全,进而推动钴产业向更加绿色、可持续的方向迈进。