Крупнейшие страны по добыче и производству лития в мире

Без Lithium трудно представить современное Производство электроники и электрокаров — это важнейший элемент Литий-ионных аккумуляторов наших смартфонов и ноутбуков, а также батарей хранения энергии электрических машин. Спрос на литий ежегодно увеличивается, как и цены на редкий металл.

Редакция Бизнес-журнала https://lindeal.com уверена, что эта тенденция будет только нарастать с массовым переходом человечества на альтернативную электроэнергию. Так, Илон Маск уже объявил, что для производства его электромобилей «Тесла» «потребуется весь литий в мире» (чем и запустил настоящую «литиевую лихорадку»). Хватит ли лития человечеству, какие страны могут похвастаться самыми значительными запасами Li и где он добывается, вы узнаете в нашем новом обзоре.

Литий — это (краткая справка о веществе)

Литий (Lithium, Li) — мягкий и легкий щелочной металл с бело-серебристым оттенком. Человечество знает о его существовании с 1817 года, когда вещество было открыто шведским минералогом Юханом Августом Арфведсоном. Металлический Li впервые был добыт в 1818 британским химиком сэром Гемфри Дэви. Название химического элемента происходит от древнегреческого λίθος — «камень» (из-за того, что первоначально был обнаружен в минералах петалит, лепидолит, сподумен). Интересно, что первоначально именовался «литионом» — известное нам название было предложено несколько позже химиком Йенсом Берцелиусом.

Физические свойства:

• мягкий и пластичный металл, чья твердость находится между твердостью натрия и свинца;
• материал, который можно обрабатывать посредством прокатки и прессования;
• отличается малыми размерами атомов, что придает ряд особых свойств: к примеру, не смешивается с жидким цезием, рубидием или калием;
• наивысшая температура плавления (180,5 °C) и кипения (1340 °C) среди всего спектра щелочных металлов;
• самая низкая плотность в условиях комнатной температуры — 0,533 г/куб.см, что в два раза ниже плотности воды (это позволяет литию всплывать не только в Н2О, но в керосиновой массе).

Химические свойства:

• наименее активный щелочной металл, который не дает реакции при комнатных температурах даже на сухой кислород;
• относительно устойчив на открытом воздухе, отчего может недолгий период храниться в подобных условиях;
• единственный из щелочных металлов, который не держат в керосине по причине его всплытия;
• средой для хранения выступают герметично закупоренные жестяные тары, минеральное масло, парафин, газолин или петролейный эфир;
• металлический Lithium оставляет ожоги на слизистых оболочках, роговице глаза и влажной коже.

С 1818 Li определяют по качественному признаку: литий и литийные соли способны окрасить пламя в красный оттенок (метод Леопольда Гмелина).

Крупнейшие месторождения лития — где они находятся?

Ученые установили, что содержание Lithium в верхней материковой коре доходит до 21 г/т, а в морских и океанских водах — до 0,17 мг/л. Традиционно месторождения щелочного металла разделяют на две категории:

• гранитные редкоземельные интрузии с литиеносными пегмалитами, специфическими онгонитами (магматический топаз + вода, фтор и редкие металлы, среди которых Li) или комплексными гидротермальными богатствами, включающими также висмут, вольфрам, олово и иные металлы;
• рассолы древних солончаков и естественных водных линз сильно засоленных озер.

Теоретически литий в аномально больших количествах находится в звездах-сверхгигантах или красных гигантах, системах Ландау-Торна-Житков с нейтронными звездами.

Среди важнейших месторождений Lithium:

• «Литиевый треугольник» в Латинской Америке, охватывающий сразу три государства — Аргентину, Боливию и Чили. Именно здесь сосредоточено 70 % глобальных запасов металла, притом ⅔ из них обнаружены на территории Боливии.
• Солончак Уюни в Боливии — крупнейшее в мире высохшее соленое озеро.
• Бессточное сверхсоленое озеро Чабьер-Цака в Китае, давшее название минералу Zabuyelite — карбонату лития.
• Река Амур на российско-китайской границе.
• Тахуа, Боливия.

Месторождения щелочного металла обнаружены в государствах:

• Чили;
• Боливия;
• Аргентина;
• США;
• Конго;
• Китай;
• Бразилия;
• Австралия;
• Сербия;
• Афганистан.

В случае с Россией более ½ местных литиевых запасов сосредоточены в северной Мурманской области. Относительно крупные месторождения разведаны на юге, в Дагестане — это Южно-Сухокумское (где объемы добычи и производства теоретически могут доходить до 5000-6000 тонн/год), Берикейское и Тарумовское. Также Lithium обнаружен на территории Якутии и Восточной Сибири. При этом страна активно не добывает вещество: затратной добыче предпочитает более дешевый Импорт. В РФ действуют экспериментальные установки, а промышленная добыча материала была прекращена после распада Советского Союза.

Добыча лития: где и сколько?

По данным Геологической службы США, темпы добычи редкого металла увеличивается с каждым годом. Так в 2015 было добыто около 32,5 тысячи тонн, а в 2019 — уже 315 тысяч тонн лития. Прогнозируется, что к 2027 это число увеличится восьмикратно. Четверка лидеров добычи остается неизменной — Аргентина, Австралия, Китай и Чили.

The Economist оценил уровень добычи редкого металла в 2021 году:

• Общий объем: 100 000 тонн (больше, чем в 2020, на 21 %).
• Австралия — 55 000 тонн.
• Чили — 26 000 тонн.
• Китай — 14 000 тонн.
• Аргентина — 6 200 тонн.

Интересно, что лидер по запасам металла, Боливия, добыла всего лишь 600 тонн ценного лития.

Из чего получают литий: основное сырье и способы обработки

Главное сырье для добычи Lithium:

• Сподумен (силикат алюминия с литием) и иные пегматитовые минералы из слюды, шпата, кварца и других кристаллов. Существует несколько методик переработки, самая популярная из которых — спекание с калия сульфатом для получения растворимого сульфата лития. Раньше это был основной способ добычи, а сегодня он до сих пор активно применяется в Австралии: литий здесь добывают из пироксена сподумена.
• Солевые растворы из глин озер-солончаков с высоким содержанием (0,01-1 %) солей лития. Промышленников интересует хлорид лития. Сырье выкачивают, выпаривают на солнце, после чего увеличивают концентрацию Lithium осаждением лития карбоната. Процесс менее дорогой, чем предыдущий, однако весьма продолжительный — 18-24 месяца. Еще один минус — примеси, железо или магний, от которого сложно избавиться.

Что касается металлического лития, для его получения в современном мире обращаются к электролизу расплавов солей и дальнейшему восстановлению из оксида. Полученный металл очищается вакуумной дистилляцией — последовательным выпариванием при заданных температурах.

Глобальные ресурсы лития: топ-18 стран с крупнейшими запасами

Оценка и статистика по Lithium осложняется тем, что каждый из источников предоставляет свои данные, которые разнятся между собой (в тоннах):

1. Аргентина: от 2 до 6 млн.
2. Австралия: от 220 тысяч до 1,6 млн.
3. Австрия: от 100 до 113 тысяч.
4. Боливия: от 5,4 до 5,5 млн.
5. Бразилия: от 85 до 910 тысяч.
6. Финляндия: от 13 до 14 тысяч.
7. Испания: 72 тысячи.
8. Ирландия: 13 тысяч.
9. Канада: от 255 тысяч до 1,073 млн.
10. Конго: 1,14 млн.
11. Чили: от 3 до 7,52 млн.
12. Китай: от 1,1 до 6,173 млн.
13. Португалия: 10 тысяч.
14. Россия: 2,48 млн.
15. Сербия: 957 тысяч.
16. США: от 410 тысяч до 6,62 млн.
17. Заир: 2,3 млн.
18. Зимбабве: от 27 до 57 тысяч.

Таким образом, в сумме мир может богат объемами лития от 11 400 000 до 39 300 000 тонн.

В 2021 году USGS (работа Геологической службы Соединенных Штатов) выпустила собственный отчет по мировым запасам лития:

1. Боливия — 21 млн тонн.
2. Аргентина — 19,3 млн тонн.
3. Чили — 9,6 млн тонн.
4. Австралия — 6,4 млн тонн.
5. Китай — 5,1 млн тонн.
6. ДР Конго — 3 млн тонн;
7. Канала — 2,9 млн тонн.
8. Германия — 2,7 млн тонн.
9. Россия — 1 млн тонн.

Всего же в мире, по данным США, 86 млн тонн доказанных запасов лития.

Мировое производство лития: 5 крупнейших предприятий

Глобальный рынок редкоземельного металла, в основном, формируют азиатские, американские и австралийские поставщики. Среди самых значимых производств работают:

1. Albemarle (США-Чили). Добывает бром и литий в Салар-де-Атакама (Чили) и долине Клейтон (Соединенные Штаты). Этой же компании принадлежит 49 % доли литиевого месторождения Greenbushes.
2. Pilbara Minerals (Австралия). Разрабатывает литиевый и танталовый актив в западной части континента, является одним из значительных глобальных поставщиков сподумена.
3. Sichuan Tianqi Lithium (Китай). Крупнейший мировой производитель минерала сподумена, который владеет литий-активами в КНР, Чили и в Австралии.
4. Jiangxi Ganfeng Lithium (Китай). Один из мега-поставщиков металлического лития, горнодобывающая компания, разрабатывающая месторождения не только в КНР, но и в Аргентине, Ирландии и Австралии.
5. Sociedad Quimica y Minera de Chile, SQM (Чили). Этому крупному производителю принадлежит 19 % глобального рынка лития. Поставляет, кроме Li, йод, калий и подкормки для с/х культур. Основная зона разработки — Салар-де-Атакама (Латинская Америка).

Данные предоставлены аналитическим агентством investingnews.com: Чили производит 46 %, Аргентина — 26 %, а Китай — 6 % от глобальной добычи Lithium.

На сколько лет планете хватит лития?

Проследим за графиком потребления редкого металла, составленным Global Data (в тысячах тонн):

• 2010: 30.
• 2011: 40.
• 2012: 40.
• 2013: 40.
• 2014: 40.
• 2015: 35.
• 2016: 40.
• 2017: 50.
• 2018: 60.
• 2019: 70.
• 2020: 110.
• 2021: 140.
• 2022: 160.

Эксперты прогнозируют: ожидается, что к 2025 человечество будет потреблять до 200 тысяч тонн лития ежегодно.

Насколько хватит при таких темпах потребления и без того редкого металла? На вопрос трудно ответить даже аналитикам, ведь ученые пока лишь подсчитали литиевые запасы в месторождениях пегматитовых минералов. Сколько ценного элемента скрывают солончаки, до сих пор доподлинно неизвестно. Так, в 2019 на слуху была информация, что планета располагает только 17 млн тонн лития, затем эта цифра увеличилась до 62 млн тонн. Chemetall утверждает, что на планете 28 млн тонн лития и 150 млн тонн карбоната лития (впрочем, данные не раз критиковались как заниженные).

От дефицита Lithium может спасти вторичная переработка литий-ионных аккумуляторов. Уже есть технологии, позволяющие вернуть полноценный металлический литий, однако процесс пока что сложный и дорогой, отчего ведется в малочисленных объемах. Однако на сегодняшний день подсчитано: если человечество будет потреблять 150-200 тысяч тонн лития в год, то запасов материала хватит на 75-100 лет.

Глобальный рынок лития: покупатели и динамика цен

Стоимость редкоземельного металла увеличивается год от года:

• 2007: 6,3 доллара/килограмм.
• 2018: 16,5 долларов/килограмм.
• 2019: 67,5 долларов/килограмм.
• 2022: 77 долларов/килограмм.

Что касается карбоната лития, он в 2022 году стоит 70 000 долларов за тонну, поскольку в прошлом году максимальная цена составила 13 000 долларов. Причиной увеличения стоимости является огромный спрос со стороны производителей литий-ионных батарей.

Представим важные данные от экспертных агентств:

• В январе 2022 карбонат лития на фоне сокращения поставок и роста глобального спроса стал стоить до 48 300 долларов за тонну.
• S&P Global свидетельствует: «цены на поставку карбоната лития выросли на 413 % с начала 2021 года по середину декабря до 32 600 долларов США за тонну на условиях CIF (стоимость, Страхование, фрахт) в Северной Азии, а цены на гидроксид лития выросли на 254 % за тот же период до 31 900 долларов США за тонну».
• Объем глобального рынка металла оценивается в $2,7 млрд.
• Суммарные темпы роста литиевого рынка в 2021-2028 годах: от 14,8 % до 26 %.
• Весь 2022 год цены на Li будут держаться стабильно высокими.

Среди главных приобретателей лития на глобальных рынках — автомобильная промышленность. Для аккумуляторной батареи одного электрокара Tesla Model S требуется 63 кг лития. В среднем же на аккумулятор электромобиля уходит 44,1 кг чистого лития. К 2023 главными мировыми покупателями (до 100 000 тонн Li в год) станут:

• Mercedes;
• BMW;
• Toyota;
• Ford;
• Audi;
• Porsche;
• Volvo;
• Hyundai;
• Tesla;
• Honda.

Помимо производителей электро-авто, металл в больших объемах интересен двум секторам:

• Изготовителям смартфонов, ноутбуков, планшетов — для аккумуляторов. Например, Apple покупает 0,58 % от мировых поставок металла.
• Поставщикам огромных аккумуляторных систем для нивелирования скачков потребления электроэнергии в Часы пик. Для каждого такого супер-аппарата требуется не менее 1 тонны чистейшего лития. Основным производителем является та же «Тесла».

Конкуренция на мировом литиевом рынке происходит по четырем признакам: качество материала, стабильность поставок, богатство ассортимента и наличие полезных закупщикам дополнительных услуг.

Экспорт лития в мире

Основной экспорт редкого металла идет из «Литиевого треугольника» в Южной Америки: вещество обрабатывается на обогатительных заводах SQM (Чили), откуда поступает в чилийский порт Антофагаста для дальнейших зарубежных отправлений. Важнейшими экспортерами выступают (в тысячах тонн в год):

• Австралия — 18,3.
• Чили — 14,1.
• Аргентина — 5,5.

К слову, не все крупнейшие корпорации покупают литий: так, Tesla уже получила от американских властей «зеленый свет» на добычу Li в местности, расположенной в Неваде. Илон Маск сообщил, что его компания может обрабатывать и использовать 10 000 акров глины, обогащенной металлом.

«Вторая Нефть»: все способы применения лития

Lithium недаром называется «новой нефтью» — полный спектр его технологических применений необычайно широк:

• Химические источники тока: аноды аккумуляторов и гальванических (литиевых) элементов, снабженных твердыми электролитами. Среди самых популярных — литий-ионные, литий-йодные, литий-хлорные, щелочные аккумуляторные батареи.
• Полезные сплавы: с медью, золотом и серебром — высокоэффективный припой, со скандием, алюминием, магнием и кадмием — инновационный сверхлегкий материал в космонавтике и авиации, с алюминием — сверхпрочная керамика для металлургии, военной техники, термоядерного сектора, с алюминием и карбидом кремния — огромной прочности стекла, со свинцом — пластичные и коррозионно-устойчивые сплавы.
• Электроника: оптический компонент (лития-цезия триборат) в радиотехнике, нелинейные оптико-материалы в оптоэлектронике, акустооптике и нелинейной оптике, наполнение металлогалогенных газоразрядных осветительных конструкций, наполнение электролита щелочных аккумуляторных батарей для увеличения их долговечности.
• Общая металлургия: раскисление, увеличение прочности и пластичности сплавов, восстановление редких металлов.
• Производство алюминия: важнейший вспомогатель при выплавке цветного металла, а также элемент, позволяющий выделить новые алюминиевые сплавы с повышенной удельной прочностью, стойкостью к ржавлению, растрескиванию, образованию рыхлин.
• Лазерная продукция: высокоэффективные лазеры центров свободной окраски, оптика с широкой спектр-полосой пропускания.
• Атомный сектор: лития гафниат — элемент покрытия, используемого для захоронений атомных отходов высокой активности с содержанием плутония.
• Ядерная Энергетика: литий-7 используется в атомных реакторах в роли эффективного теплоносителя.
• Термоядерная энергетика: литий-6 при воздействии тепловых нейтронов преображается в радиоактивный тритий 3H.
• Термоэлектрический материал: полупроводники для термоэлектропреобразования.
• Регенерация кислорода: очистка воздуха пероксидом и гидроксидом лития на пилотируемых космических кораблях и подводных лодках.
• Смазочные материалы: «литиевое мыло» (лития стеарат) — загуститель, применяемый в производстве высокотемпературных паст-смазок для различных агрегатов и машин.
• Силикатное производство: литиевые соединения применяются в выпуске специального стекла, для упрочнения фарфора.
• Окислитель: лития перхлорат в качестве акцептора электронов.
• Дефектоскопия: лития сульфат для обнаружения дефектов материалов.
• Осушение воздуха и иных газов: бромид и хлорид лития обладают образцовыми гигроскопичными свойствами.
• Медицина: лития карбонат и ряд других солей лития — стабилизаторы настроения в психотерапии.
• Пиротехника: лития нитрат для окраски фейерверка в красный цвет.
• Другое применение: отбеливание швейной ткани, производство косметики, консервация пищевых продуктов, наполнение поплавков батискафов, топливо (металлический Lithium) для силовых паротурбинных установок.
• Биологическое, естественное использование: 100-200 мкг лития в сутки необходимо взрослому человеку для нормализации жирового и углеводного обмена, профилактики аллергических реакций, укрепления нервной системы, снижения чрезмерной возбудимости.

Аналитики также выяснили, в каких долях и в каком виде используется литий мировыми производствами: стекло и керамика — 29 %, источники тока — 27 %, смазочные материалы — 12 %, разливка стали — 5 %, регенерация кислорода — 4 %, полимеры — 3 %, производство алюминия — 2 %, фармпродукция — 2 %, иные цели — 16 %. Согласно другому источнику: 40 % — литий-ионные аккумуляторы, 26 % — керамические изделия, 13 % — смазочные материалы, 7 % — металлургия, 4 % — охлаждающие установки, 3 % — полимеры и медицина.

Команда бизнес-журнала https://lindeal.com уверена: чем совершенней технологии, тем больше мир будет нуждаться в литии, тем привлекательны сопутствующие Инвестиции. Уже сегодня мы не представляем свои смартфоны без «долгоиграющих» литий-ионных батарей. Стоит же возникнуть дефициту редкого металла, так нам придется заряжать свои аппараты по четыре раза в день, как то было с Никель-металлгидридными аккумуляторами. Не стоит недооценивать роль вещества для альтернативной энергетики, глобального обращения к возобновляемым энергоисточникам — без Lithium пока что сложно представить емкостные аккумуляторные батареи электрокаров и супер-хранилищ «зеленой» энергии.