稀有戰(zhàn)略金屬銻行業(yè)研究分析
一、銻行業(yè)概述
(一) “銻”簡介
1、半金屬元素-銻
銻是一種半金屬元素,在元素周期表中處于金屬向非金屬過渡位置。銻元素符號為 Sb,屬于 VA 族,原子序數(shù) 51,為銀白色固體,有鱗片狀晶體結(jié)構(gòu),常制成棒、塊、粉等形狀。物理特性方面,銻質(zhì)堅而脆,容易粉碎,因此純銻不能用于制造硬質(zhì)物件。銻的燃點較低可用于生產(chǎn)阻燃劑,同時在一定溫度范圍內(nèi)具有獨特的冷脹熱縮性,常與鉛熔制成含銻量 1-20% 的合金材料以增強鉛的硬度和機械強度;化學(xué)特性方面,銻較為穩(wěn)定,在室溫條件下不會被空氣氧化,但能與氟、氯、溴化合生成三價或五價鹵化物,加熱后銻能與碘、硫和其他金屬化合。銻不溶于水、鹽酸、堿液,但溶于硝酸、酒石酸混合酸、王水和熱的濃硫酸。銻及其許多化合物具有毒性。
由于銻相對稀缺、應(yīng)用廣泛,并具有一定的軍工屬性,美國、歐盟、中國等均將銻列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。
2、銻資源分布
銻在地殼中的豐度為 0.2-0.5 ppm,與鉈(0.5ppm)和銀(0.07ppm)接近,但其在地殼中富集度低且分布不均,主要以硫化物的形式存在,少數(shù)為氧化物和含硫鹽類。自然界中目前已知的含銻礦物多達 120 種,大致可分為四類:1)自然化合物與金屬互化物,如自然銻、砷銻礦;2)硫化物及硫鹽類,如輝銻礦、黝銅礦、硫銻鉛礦等;3)鹵化物或含鹵化物,如氯氧銻鉛礦等;4)氧化物,如銻華、銻赭石、銻鈣石、方銻礦等。但其中適用于工業(yè)生產(chǎn)且含銻量在 20% 以上的礦物僅 10 種。按照工業(yè)采選方式銻礦床可分為四類:1)單一硫化銻礦石,該類礦中的金屬礦物以輝銻礦為主,其他金屬礦物很少,礦床以大中型規(guī)模為主,易于采選,經(jīng)濟價值大;2)單一硫化氧化銻混合礦石,礦中的金屬礦物為輝銻礦和銻氧化物(方銻礦、銻華等);3)單一氧化銻礦石,該類礦床較為稀少;4)含銻復(fù)雜多金屬硫化礦物,該類礦床礦石成分復(fù)雜,綜合利用價值高,但采選難度較大。
3、銻的生產(chǎn)與應(yīng)用場景
國內(nèi)銻冶煉廠以火法工藝為主,主流工藝路線為鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉-反射爐還原熔煉法。
銻產(chǎn)業(yè)鏈可分為四個階段:原料階段,通過采選加工多種含銻礦物得到高品質(zhì)的銻精礦;深加工階段,銻精礦經(jīng)過揮發(fā)焙燒、熔煉、電解精煉、反射爐熔析等生產(chǎn)工藝被加工為三氧化二銻、三硫化二銻、銻合金、高純銻等化合物或金屬,目前工業(yè)領(lǐng)域銻化合物的耗銻量已超過銻合金的耗銻量;應(yīng)用產(chǎn)品階段,是指將銻化合物與含銻金屬生產(chǎn)為阻燃劑、玻璃澄清劑、催化劑、彈藥和蓄電池柵板等終端產(chǎn)品;應(yīng)用領(lǐng)域階段,是指含銻終端產(chǎn)品最終在醫(yī)藥、玻璃陶瓷、化工、防火阻燃、軍工、半導(dǎo)體等多個領(lǐng)域的應(yīng)用。
(二)銻行業(yè)供需結(jié)構(gòu)
1、供給端
(1)全球銻資源分布不均、供給高度集中
2023 年全球銻礦儲量 217 萬噸,其中中國儲量為 64 萬噸,占比 30%,俄羅斯儲量35 萬噸,占比 16%;其次為玻利維亞和吉爾吉斯斯坦,分別占比 14%和 12%。銻礦產(chǎn)量集中度更高,CR3為 80%。2023 年全球銻礦產(chǎn)量為 8.3 萬噸,其中中國產(chǎn)量為 4 萬噸,占比達到 48%;其次為塔吉克斯坦和土耳其,占比分別為 25%、7%。
(2)銻資源稀缺度高,全球靜態(tài)儲采比僅為 24:1
根據(jù) 2023 年部分金屬的儲量、產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行計算,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的銻資源儲量僅能滿足全球使用 24 年,遠低于稀土(433 年)、鋰(200 年)等金屬,略高于銀(23 年)。因此長期來看,銻供給或?qū)⒊掷m(xù)趨于緊張。
(3)中國銻礦產(chǎn)量持續(xù)下降
根據(jù) USGS 數(shù)據(jù),中國銻礦產(chǎn)量由2008 年的高峰 18 萬噸下降至 2022 年的 4 萬噸,降幅達 78%;同期全球銻礦產(chǎn)量由 19.7 萬噸下降至 8.3 萬噸,降幅 58%,除中國外其它國家和地區(qū)的銻礦產(chǎn)量由 1.7 萬噸上升至 4.3 萬噸,增量主要來自于塔吉克斯坦、土耳其、緬甸和俄羅斯,近年來中國銻礦產(chǎn)量占全球比重呈下降趨勢?;厥绽檬蔷徑赓Y源緊張的重要途徑,但二次銻供應(yīng)有限。
(4)未來銻礦產(chǎn)能增量有限,供給相對剛性
預(yù)計 2026年全球銻資源供給量15.3萬噸,對應(yīng)2023-2026年均復(fù)合增長率僅為2.2%。
2、需求端
(1)需求結(jié)構(gòu)
銻的下游需求主要分布在阻燃劑、鉛酸電池、聚酯催化及玻璃陶瓷等領(lǐng)域,不同國家和地區(qū)占比略有不同但均以阻燃劑為其主要應(yīng)用場景。2023年全球銻消費中,阻燃劑占比 46%,光伏玻璃、鉛酸電池、聚酯催化分別占比24%、14%、11%;以2023 年美國市場為例,消費結(jié)構(gòu)中,阻燃劑占比為 35%,鉛酸電池和軍工等金屬制品占比為 43%,玻璃陶瓷及其他非金屬制品占比為 22%。
(2)阻燃劑銻需求占比預(yù)計下降
阻燃劑,又稱難燃劑、耐火劑或防火劑,是一類以物理方式或化學(xué)方式在固相、液相或氣相中發(fā)揮作用,在燃燒過程的某個特定階段如加熱、分解、引燃或火焰的擴張階段抑制甚至中斷燃燒過程,從而賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑。銻系阻燃劑通常作為鹵系阻燃劑的協(xié)效劑復(fù)配使用,具有添加量少、阻燃效果顯著、與材料相容性好等優(yōu)勢,銻系阻燃劑以銻的氧化物為主,其單獨使用時阻燃效率低,但作為鹵系阻燃劑的協(xié)效劑使用時可大大提高阻燃效率。阻燃劑全球規(guī)模預(yù)計小幅增加,考慮到鹵系阻燃劑市場份額略有下滑,總體阻燃劑需求量預(yù)計從 2022 年的 7.3 萬噸降至2026年的 5.9 萬噸。
(3)光伏玻璃成為新需求增長點
光伏玻璃是光伏組件的封裝材料之一,其作用為保護電池片免受水分和氣體氧化及銹蝕電極,為盡可能地提高發(fā)電效率,光伏玻璃必須具有低鐵、高透光率的特點,采用壓延成型的工藝方式,并在生產(chǎn)過程中向玻璃液中加入澄清劑。澄清劑是一種在高溫下通過自身分解放出氣體,從而促使玻璃液中氣泡排出的物質(zhì),而銻是光伏玻璃澄清劑中繞不開的元素,生產(chǎn)光伏超白玻璃常用的澄清劑是三氧化二銻與硝酸鈉復(fù)配或是復(fù)合澄清劑焦銻酸鈉。
焦銻酸鈉占光伏玻璃成本較低,光伏玻璃對銻價敏感度低。光伏玻璃成本中,原材料、燃料占比最高,均約 41%;而在以焦銻酸鈉為澄清劑的光伏玻璃原材料成本中,以石英砂和重堿為主,占比分別為40.5%、35.8%,焦銻酸鈉成本僅占9.9%,因此焦銻酸鈉成本在光伏玻璃生產(chǎn)成本中占比不到 5%,而玻璃在單玻和雙玻組件中的成本占比分別約 14%和 19%,焦銻酸鈉在終端組件成本中不足 1%。
目前全球光伏裝機呈現(xiàn)逐年增長趨勢,2023 年全球光伏新增裝機量為 390GW,同比+69.6%;未來隨著全球光伏裝機的增加,有望顯著帶動光伏玻璃需求,假設(shè)光伏玻璃中焦銻酸鈉的添加比例為0.25%,測算可得 2021-2026 年光伏用銻需求將由 1.6 萬噸提升至 6.8 萬噸,年均復(fù)合增長率達 34%。
(4)鉛酸電池需求預(yù)計穩(wěn)定
銻在鉛酸電池中主要應(yīng)用于陽極板柵。鉛酸電池是指電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的一種蓄電池,前幾年,中國鉛酸電池產(chǎn)量總體較平穩(wěn)略有增長,參考美國經(jīng)驗,鉛酸電池含銻量預(yù)期逐步下降,總產(chǎn)量和含銻量的共同作用下,預(yù)計鉛酸電池用銻需求保持平穩(wěn)。
(5)軍工需求取決于地緣政治
銻可被用于軍工產(chǎn)品,銻的熱縮冷脹特性具有增加金屬硬度、增加殺傷力的作用,主要用于槍管炮管制造,銻與鉛、錫制作合金后,可用于提升子彈、焊接材料及軸承的性能,兩次世界大戰(zhàn)極大地刺激了銻在軍事工業(yè)中的應(yīng)用。作為一種重要的國防工業(yè)原料,銻和銻化合物目前被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)彈藥、紅外導(dǎo)彈、核武器、火箭阻燃劑等領(lǐng)域,在當(dāng)前國際地緣局勢緊張情況下,武器彈藥需求增長或?qū)?dǎo)致各國加緊對銻礦的管控和儲備。
(6)半導(dǎo)體/銻儲能電池應(yīng)用未來可期
銻在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用形式主要為晶圓摻雜和半導(dǎo)體材料,晶圓制造中的單晶提拉工藝需要進行摻雜,在輕摻中會用到高純銻,銻化物半導(dǎo)體是 III-V 族窄帶隙半導(dǎo)體材料,具有電子遷移率高、導(dǎo)電性強、超低功耗等特點,在第四代半導(dǎo)體材料中占據(jù)核心地位,主要包含銻化鎵(GaSb)、銻化銦(InSb)、銦鎵砷銻(InGaAsSb)等,在相陣控雷達、衛(wèi)星通信、超高速超低功耗集成電路、便攜式移動裝置、氣體環(huán)境監(jiān)測、化學(xué)物品探測、生物醫(yī)學(xué)診斷,藥物分析等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。另外,銻儲能電池或成為銻需求的又一增長極,因其具備安全性、超高能量密度及長循環(huán)壽命等優(yōu)勢,特別適合中長時的儲能應(yīng)用。
3、供需平衡分析
預(yù)計 2024 年全球銻產(chǎn)量15.60 萬噸,消費量16.13 萬噸,供需缺口為 0.53萬噸,缺口比例約 3%;2025 年供需缺口將擴大至 1.45 萬噸,缺口比例將擴大至8%。但需密切關(guān)注俄羅斯極地黃金產(chǎn)量情況,若其下屬奧林匹亞礦山銻產(chǎn)量不及預(yù)期,2024-2025 年銻供需缺口或?qū)U大(極地黃金2023 年報顯示,其2024年黃金產(chǎn)量指引較 2023 年產(chǎn)量有較大降幅,銻作為黃金的副產(chǎn)品,產(chǎn)量同樣有望下降)。
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