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摘要 钴全产业链涉及矿石开采、钴精矿/中间体供应、精炼钴供应与下游终端应用四个部分，上游为钴矿的铜镍伴生矿的开采，中游是钴矿的冶炼加工，下游以电池为主要消费领域。 中国作为冶炼加工第一生产大国，进口体量庞大，刚果金是中国最主要的钴原料进口来源国。近年来，中国冶炼的精炼钴产量占世界总产量比例逐年上升，中国钴矿及钴相关产品进口量也逐年上升。钴相关品类方面，自2017年开始中国从以钴矿进口为主转向以钴湿法冶炼中间产品为主。 目前，钴湿法冶炼中间产品基本为粗制氢氧化钴，由活性氧化镁沉钴工艺析出，我们试图通过追踪现工艺沉钴用料及产出比例与活性氧化镁出口量，确定粗制氢氧化钴产量，进而对钴原料价格做出预判。 现行的氧化镁沉钴工艺，2g/L-10g/L沉钴前液钴浓度的最终钴盐产品Co含量达39.65%，钴回收率达99%以上，1t MgO可沉粗制氢氧化钴3.98t；1g/L-2g/L的溶液，沉钴产品质量较不稳定，所得氢氧化钴中钴品位则偏低，钴含量为33%左右，钴回收率94%以上，1t MgO可沉粗制氢氧化钴3t。 遗憾的是，目前中国进出口数据中未单独列明活性氧化镁，仅列明氧化镁大类出口量，但氧化镁用途广泛导致难以判断其在刚果金的具体用途，加之2017年以来氧化镁出口月份分布不一，活性氧化镁出口量数据不可得，预估刚果金钴产量存在困难。但相信待出口数额方面稳定且可得的情况下，以期能够通过此方法做出钴产量的及时、准确预测。 最后，我们以2022年中国从刚果（金）进口钴数据及2021全年刚果金钴出口至中国的比例估算2022年刚果金各月份钴产量，进而估算2022刚果金全年钴产量14000吨。我们预测后续随着氧化镁沉钴工艺的成熟，中间品品味将提高且钴矿进口比例将进一步缩窄，能有效降低钴产品的运输成本，对钴价产生一定的下调影响。 正文 一、钴全产业链简介 钴全产业链涉及矿石开采、钴精矿/中间体供应、精炼钴供应与下游终端应用四个部分，上游为钴矿的铜镍伴生矿的开采，中游是钴矿的冶炼加工，下游以电池为主要消费领域。
开采方面，钴多以伴生矿开采，铜钴矿占比为主。原料端，98%的钴作为副产品开采，2%由摩洛哥和加拿大所在的原生钴矿开采。目前矿端原料以铜钴伴生为主占比60%，镍钴伴生为辅。产能端，钴矿产量集中度较高，主要集中在刚果（金），2021年刚果（金）产量在全球钴矿总产量中的占比高达70.59%。
进口方面，中国作为冶炼加工第一生产大国，进口体量庞大，刚果金是中国最主要的钴原料进口来源国。近年来，中国冶炼的精炼钴产量占世界总产量比例逐年上升，从1998年的占比3.7%上升到2021年75.29%。与此同时，中国钴矿及钴相关产品进口量也逐年上升。至2022年1-10月，中国每年进口量占刚果金出口的76%，且中国97.48%达钴产品进口于刚果金。钴相关品类方面，自2017年开始中国从以钴矿进口为主转向以钴湿法冶炼中间产品为主，且进口量快速增长。据海关网最新数据显示，2022年1-10月中国钴原料进口中钴湿法冶炼中间品进占比达83.36%。 下游终端方面，随着新能源汽车以及3C的快速发展，电池成为最大的钴消费部门，2021年占比87%，其中以消费电子电池占主要。其中3C领域依然是电池行业用钴的主要部门，此后随着新能源汽车渗透率的不断提高，预计2025年后动力电池会逐渐成为主导。钴的第二大需求领域为高温合金以及硬质合金，占比约20%，主要应用于航空航天、军工、机械加工等。 二、活性氧化镁沉钴工艺 自2017年开始中国钴进口有所转变，以钴矿为主转向以钴湿法冶炼中间产品（粗制氢氧化钴）为主，其进口比例快速增长，且中国作为冶炼加工第一生产大国，进口体量庞大，研究粗制氢氧化钴生产工艺有利于进一步估算刚果金钴产量，其中一项工艺就是活性氧化镁沉钴。 刚果金是中国最主要的钴原料进口来源国。以往当地企业会为了节约成本，通过碳酸钠提取钴，但成品碳酸钴杂质多，含有大量纳盐，也对环境会造成很大破坏。近年来，活性氧化镁作为沉钴剂得到大量应用，用量少成本低，也可以节省物流和仓储的费用，也是环保的生产钴产品方案。我们试图通过追踪现工艺沉钴用料及产出比例与活性氧化镁出口量，确定粗制氢氧化钴产量，进而对钴原料供应做出预判。 氧化镁沉钴工艺主要流程为除杂-一段沉钴-二段沉钴-过滤洗涤-闪蒸干燥流程制备高品位粗制氢氧化钴产品。
1）现行的氧化镁沉钴工艺，沉钴前液钴浓度较高，普遍为2g/L-10g/L。下面我们以刚果(金)某铜钴矿经过磨矿、搅浸、萃取等工序处理后所得低铜硫酸钴溶液作为生产原料，工业级生石灰、焦亚硫酸钠、氧化镁、压缩空气为辅料，探究沉钴后粗制氢氧化钴的钴含量。
处理工艺主要由除杂、沉钴等工序组成。除杂是通过向低铜含钴萃余液中加入一定比例的焦亚硫酸钠浆料与压缩空气，调节反应氧化还原环境，将难水解沉淀的Fe2+氧化成更易水解沉淀的Fe3+，同时通入生石灰浆料调节溶液pH值，实现去除绝大部分铁离子的目的，另外Cu、Mn等杂质离子在除杂过程中也能部分去除。沉钴主要是通过加入活性氧化镁浆料，控制反应pH值，使溶液中Co离子以Co(OH)2沉淀物析出，再通过压滤机浆化洗涤、闪蒸干燥等工序获得含水约8%的氢氧化钴干料产品。
在生石灰浓度15%、反应时间5h、反应pH=4.5、电位420mV的优化除杂条件下，除铁率为99.5%；在反应pH=8.0、反应时间6h、氧化镁加入量(tMgO/tCo)1.0的最优条件下，氢氧化钴Co品位达45.6%；二段沉钴优化的工艺条件为:反应时间3h、反应pH=9.0，此优化条件下获得的二段沉钴渣Co含量达34.2%，并将此二段沉钴渣全部返回一段沉钴作为反应晶种，最终钴盐产品Co含量达39.65%，钴回收率达99%以上。据测算，此条件下1t MgO可沉粗制氢氧化钴3.98t。 2）对于含钴浓度在1g/L~2g/L的溶液，沉钴产品质量较不稳定，所得氢氧化钴中钴品位则偏低。不过，最近一项研究表明，通过改善氧化镁配置浓度、一段沉钴反应时间、反应温度、反应终点pH值等工艺条件，1-2g/L低钴料液可制取钴含量为33%左右，钴回收率94%以上。此条件下1t MgO可沉粗制氢氧化钴3t。 三、活性氧化镁用量探究 有了现行氧化镁沉钴成熟工艺的产出比，接下来我们对活性氧化镁的用量进行预测。首先，刚果金氧化镁基本上都由中国进口，通过氧化镁出口额与刚果金境内的氧化镁用途比例，可得知氧化镁在沉钴工艺的应用量。遗憾的是，目前中国已知进出口数据中未单独列明活性氧化镁出口量，251990子目下熔凝镁氧矿；烧结镁氧矿；其他氧化镁（下称氧化镁）无进一步的活性氧化镁分类，因此活性氧化镁的出口量无法获取。 其次，氧化镁用途广泛，可以分为3大类：工业级氧化镁、医药级氧化镁与食品级氧化镁。活性氧化镁是工业级氧化镁的一种，除此之外，还包括轻质氧化镁、硬脂酸镁专用氧化镁、导热塑料氧化镁等数十种，因此我们难以判断其在刚果金的具体用途。
最后，目前氧化镁出口月份分布不一，考虑2020年起疫情影响氧化镁出口收到抑制，或海外企业或存在备库情况导致月份上断续出口。综上，以活性氧化镁出口量预估刚果金钴产量存在困难，但相信有朝一日，在出口数额方面稳定且可得的情况下，能够做出钴产量的准确预测。
四、2022全年刚果金产量预测 至此，我们探讨了一种预测刚果金钴产量的一种方法，通过活性氧化镁沉钴工艺，以活性氧化镁出口量推测钴产量，但由于数据的不可得性不得已告一段落，但相信待出口数额方面稳定且可得的情况下，能够通过此方法做出钴产量的及时、准确预测。 最后，我们以2022年中国从刚果（金）进口钴数据及2021全年刚果金钴出口至中国的比例估算2022年刚果金各月份钴产量，进而估算2022刚果金全年钴产量14000吨。值得注意的是目前钴湿法冶炼中间品进口以30%品位计算，目前良好实验条件下氧化镁沉钴工艺的品味已近40%。我们预测后续随着氧化镁沉钴工艺的成熟，中间品品味将提高且钴矿进口比例将进一步缩窄，能有效降低钴产品的运输成本，对钴价产生一定的下调影响。
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发表于 2023-1-3 14:23:29