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稀土元素的重要性和采礦高門檻從未消失

 產(chǎn)業(yè)前沿 2020-08-09

外圍的有關(guān)“稀土武器”的渲染9月以來嘎然而止,但稀土元素的重要性從未消失,同樣重要的采礦高門檻依然是阻礙可行性變成正在實(shí)施中......

本文摘編(主要內(nèi)容)自業(yè)內(nèi)資深人士(外媒稱)理查德·米爾斯(Rick)撰寫的一篇關(guān)于稀土礦建設(shè)文章的前面部分,引用的內(nèi)容是關(guān)于“回顧稀土熱并描述為什么這些公司都沒有通過可行性階段”、并編譯。

那些和我(作者Rick)一樣長(zhǎng)時(shí)間在稀土行業(yè)工作的人,很容易記住2008-11年的稀土熱。在稀土價(jià)格推升至創(chuàng)紀(jì)錄高位后的大約3年里,初級(jí)資源市場(chǎng)充斥著新的稀土勘探企業(yè)。

這些小公司(大部分)成扇形散開穿越加拿大、美國和澳大利亞尋找將打破世界對(duì)中國的依賴的下一個(gè)稀土母礦,彼時(shí)和現(xiàn)在中國壟斷——采礦或加工95%的17種稀土元素(REEs),并把他們轉(zhuǎn)化成氧化物,然后繼續(xù)制造高純金屬、合金和粉末用于從手機(jī)、平板電視、永久磁鐵、和激光到風(fēng)力渦輪機(jī)、核反應(yīng)堆和導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的所有東西。

他們大多失敗了。在中國以外那些備受吹捧的初級(jí)稀土礦藏中,沒有一個(gè)被開發(fā)成礦山。這種炒作逐漸消退,資源投資者轉(zhuǎn)向其它金屬。

但可以論證的是,稀土元素的重要性從未消失;事實(shí)上,隨著中美之間的貿(mào)易緊張關(guān)系以及稀土市場(chǎng)的增長(zhǎng),稀土的重要性比以往任何時(shí)候都要大。稀土市場(chǎng)包括釹、鐠和鏑,這些稀土用于制造電動(dòng)汽車上的永磁體。

這篇文章回顧稀土熱,描述為什么這些公司都沒有通過可行性階段,并提出如何一步一步地建設(shè)一個(gè)既可行又經(jīng)濟(jì)的稀土礦的路線圖。

稀土躁狂

如今,目前生產(chǎn)稀土元素的重要非中國公司只有莫利礦業(yè)公司(Molycorp)和萊納斯公司(Lynas)。莫利礦業(yè)公司在加州的帕斯山(Mountain Pass)采礦,并將稀土運(yùn)往中國進(jìn)行加工。其他一些國家也生產(chǎn)少量的、按噸計(jì)算的稀土,但與中國相比,它們的產(chǎn)量非常小——每年只有1600至3000噸,而中國的年產(chǎn)量為10.5萬噸(現(xiàn)在是生產(chǎn)配額是12萬)。

但在一段時(shí)間內(nèi),稀土曾是每家礦業(yè)投資公司和初級(jí)資源公司談?wù)摰脑掝}。不開發(fā)稀土意味著錯(cuò)過了這場(chǎng)盛宴。以下圖表由Avista Group提供,顯示了泡沫先是膨脹,然后破裂。例如鏑的價(jià)格從2008年的每公斤118美元飆升到2011年的每公斤2262美元。銪的價(jià)格從2010年的約600美元/公斤上漲到次年的3000美元/公斤。

盡管稀土價(jià)格的飆升對(duì)Molycorp和所有為尋找稀土而崛起的勘探公司都有好處,但稀土產(chǎn)品的買家卻猶豫不決,并向政府施壓,要求采取措施。美國、歐盟和日本向世界貿(mào)易組織(wto)提起訴訟,試圖解決這一爭(zhēng)端,并促使中國取消這些限制。

2015年,中國政府依據(jù)WTO判決(取消關(guān)稅和出口配額),稀土大量出口到市場(chǎng),價(jià)格不可避免地暴跌。此舉令Molycorp措手不及。當(dāng)時(shí)Molycorp剛剛斥資10多億美元對(duì)帕斯山(Mountain Pass)進(jìn)行了另一次升級(jí)改造,但幾個(gè)月后,該公司負(fù)債累累,最終破產(chǎn)。

大部分的(初涉)稀土“幼苗”也枯萎死亡。

分離焦慮

開采稀土元素相當(dāng)簡(jiǎn)單——如果在離地表足夠近的地方發(fā)現(xiàn)稀土元素,就可以在露天礦坑中挖出,碾碎,然后從主礦物中分離出來——但分離和提取單一稀土元素需要大量的時(shí)間、精力和專業(yè)知識(shí)。

礦石采用粉碎機(jī)和旋轉(zhuǎn)磨礦機(jī),磁選(氟碳鈰礦和獨(dú)居石是高度磁性的,通過反復(fù)的電磁分離,可以將礦石中的非磁性雜質(zhì)分離出來),浮選給你在稀土供應(yīng)鏈中價(jià)值最低的可售產(chǎn)品——精礦。粉碎機(jī)、磨、浮選設(shè)備、磁力、重力和靜電分離器等設(shè)備的配置方式必須適合所開采的礦石類型——沒有兩種礦石的反應(yīng)方式相同。

稀土加工的主要價(jià)值在于生產(chǎn)高純度稀土氧化物(REOs)和金屬,但這并不容易。稀土精煉廠采用離子交換和/或多級(jí)溶劑萃取技術(shù)分離純化稀土。溶劑萃取過程包括將加工過的礦石重新浸入不同的化學(xué)溶液中,以分離單獨(dú)的元素。這些元素的原子量如此接近,以至于每一個(gè)分離過程都要經(jīng)過多個(gè)階段才能完成。在某些情況下,需要幾百罐不同的溶液來分離一種稀土元素。重稀土元素是最難分離、耗時(shí)最長(zhǎng)的。

REOs的組成也有很大的不同;它們可以并且經(jīng)常被設(shè)計(jì)成滿足最終產(chǎn)品用戶所制定的規(guī)范。符合一個(gè)制造商需求的REO可能不適合另一個(gè)制造商的需求。

做錯(cuò)了

對(duì)于初級(jí)資源公司來說,生產(chǎn)稀土精礦以外的任何東西的挑戰(zhàn)總是多重的——復(fù)雜的礦物學(xué)意味著復(fù)雜昂貴的冶金學(xué)、缺乏基礎(chǔ)設(shè)施以及缺乏開采過程的技術(shù)知識(shí)。

在典型礦床中,稀土元素的分布不均勻,它們通常包含在不同的礦石中,最高可達(dá)5種。礦物學(xué)越復(fù)雜,冶金學(xué)就越復(fù)雜、越昂貴、越耗時(shí)。缺乏基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)加重問題。這包括電力、水、天然氣、公路和鐵路。許多稀土資產(chǎn)遠(yuǎn)離任何基礎(chǔ)設(shè)施,最大限度地降低了開發(fā)前景。

更大的挑戰(zhàn)是開發(fā)一個(gè)濕法冶金工廠來生產(chǎn)分離的高純度稀土氧化物。

世界上最重要的稀土地質(zhì)學(xué)家和礦物學(xué)家之一托尼·馬里亞諾(Tony Mariano)說,假設(shè)政治氣候良好,物流良好,每個(gè)稀土礦床都需要具備某些條件:

有利的礦物學(xué)和鑭系分布;必要的品位和噸位;低成本開采和選礦;單個(gè)鑭系元素分離和最終回收的成功化學(xué)裂解;釷、鈾等有害雜質(zhì)含量低;最小的環(huán)境影響。

澳大利亞工業(yè)礦產(chǎn)公司(Industrial Minerals Company of Australia)的達(dá)德利·金斯諾斯(Dudley Kingsnorth)概述了開采稀土礦的必要步驟:

證明資源、品位、分布及礦物學(xué)知識(shí);定義工藝和實(shí)驗(yàn)室規(guī)模——每個(gè)礦體都是獨(dú)一無二的。由于這種獨(dú)特性,必須為每個(gè)單獨(dú)的礦床開發(fā)一種新的分離工藝;進(jìn)行預(yù)可行性研究;展示流程的技術(shù)和商業(yè)可行性;獲得環(huán)境審批;發(fā)布意向書——營銷是針對(duì)客戶的;稀土的主要附加值不在于開采和提取,因此有必要要么開發(fā)自己的供應(yīng)鏈,要么進(jìn)入現(xiàn)有的供應(yīng)鏈;完成銀行可行性研究;施工及啟動(dòng)。

進(jìn)入稀土市場(chǎng)存在重大障礙——

發(fā)展稀土礦山和加工廠是資本密集型產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)能成本很高——每噸年分離產(chǎn)能超過3萬美元,而在中國,露天礦坑的產(chǎn)能成本不到3500美元。歷史表明,10-15年的發(fā)展時(shí)間是很長(zhǎng)的;在中國以外,采礦、破碎和分離方面的操作經(jīng)驗(yàn)非常有限;在這樣一個(gè)高度集中的市場(chǎng)上,大型礦業(yè)公司和機(jī)構(gòu)受到高額資本支出投資的阻礙。這給初創(chuàng)企業(yè)留下了潛在的發(fā)展指引。

早在2008-11年,所有這些挑戰(zhàn)并沒有阻止數(shù)百名初創(chuàng)企業(yè)抓住機(jī)會(huì),從稀土熱中獲利。直到2012年價(jià)格暴跌,炒作才告一段落。少數(shù)稀土礦仍在開采中,但多數(shù)已在2012年后投資者對(duì)稀土行業(yè)失望的寒冬中消失。我想到了“承諾過多而未兌現(xiàn)”這句話。

這些公司的策略大致是這樣的:找到稀土礦藏,然后確定最有價(jià)值的稀土元素——通常是重稀土元素,如鏑、銪、鋱、釓等——這些元素在當(dāng)時(shí)的價(jià)格處于創(chuàng)紀(jì)錄高位。

計(jì)劃開采利潤(rùn)最高的稀土,生產(chǎn)一種精礦,然后花費(fèi)巨大的成本建造一個(gè)精煉廠,將稀土精礦轉(zhuǎn)化成單個(gè)的99.5%的氧化物、粉末、金屬和合金,出售給終端用戶。

問題是,這些公司中的大多數(shù)要么不了解開采/加工稀土的復(fù)雜過程,要么知道并對(duì)投資者隱瞞了真相。

舉幾個(gè)例子——這里不提名字。

稀土礦床位于偏遠(yuǎn)地區(qū),沒有基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)前期可行性研究,露天礦作業(yè)的目標(biāo)是最高品位的稀土礦化。該項(xiàng)目的資本支出預(yù)算為26億美元,包括一個(gè)濕法冶金設(shè)施,將生產(chǎn)四種產(chǎn)品:一種重稀土精礦和一種輕稀土精礦,一種氧化物和一種副產(chǎn)品礦物。礦石將在礦場(chǎng)被碾碎,用卡車運(yùn)到一個(gè)港口,然后通過運(yùn)河運(yùn)到水力資源設(shè)施進(jìn)行進(jìn)一步加工。年平均收入將超過10億美元。

另一個(gè)項(xiàng)目也在偏遠(yuǎn)地區(qū),附近沒有城鎮(zhèn)、道路或電力。包括礦山、工廠和濕法冶金廠在內(nèi)的總資本支出略高于5億美元。從地下礦山開采的礦石將被加工成精礦,然后運(yùn)抵大約200公里外的稀土精煉廠,那里有能源和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。

這兩個(gè)項(xiàng)目都沒有基礎(chǔ)設(shè)施,過高的資本支出會(huì)嚇跑任何機(jī)構(gòu)投資者,在物流和加工方面都有復(fù)雜的采礦計(jì)劃。我們本可以選擇其他許多不幸的例子。

即使一個(gè)初級(jí)礦工能夠生產(chǎn)出氧化物,那也不是路的盡頭。從最初的98%純度,氧化物必須進(jìn)一步精煉到大多數(shù)最終用戶所需的99.5%純度。由于上面列出的幾個(gè)原因,將純度提高到99.5%的成本,以及技術(shù)訣竅/操作經(jīng)驗(yàn),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了幾乎所有初級(jí)礦商的能力。

很少稀土礦開采者能生產(chǎn)98%的氧化物而收獲,更不用說生產(chǎn)99.5%的純氧化物了。

更大的可能是,大多數(shù)稀土初級(jí)礦商最終將出售一種混合稀土精礦,其價(jià)格與初級(jí)銅礦商的售價(jià)相當(dāng)。

其他公司則在REE增值供應(yīng)鏈上更進(jìn)一步(例如,具有專有工藝的最終用戶)將把精礦轉(zhuǎn)化為稀土氧化物,并繼續(xù)生產(chǎn)高純度金屬、合金和粉末。

雖然很難,但是在稀土項(xiàng)目推進(jìn)方面、電子垃圾回收方面,偶爾會(huì)出現(xiàn)令當(dāng)事人欣然官宣的建立了新的里程碑。

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