鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1052次 | 2022年10月08日
電池原材料:鉛行業(yè)的分析
儲(chǔ)能電池有幾種不同的技術(shù)路線,近日鉛炭電池的科研成果已建成百?lài)嵓?jí)超級(jí)電容炭和千噸級(jí)電池碳生產(chǎn)線。鉛炭電池被稱(chēng)為新一代鉛酸電池,是當(dāng)前國(guó)際鉛酸電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。而鉛酸電池是應(yīng)用最為廣泛的蓄電池之一,相較于傳統(tǒng)鉛酸電池,其性能指標(biāo)顯著提高。并且由于鉛酸蓄電池的大電流放電性能優(yōu)于鋰電池,作為傳統(tǒng)汽車(chē)的啟動(dòng)電源將很難被鋰電池替代。
鉛,是有色金屬中的一種,化學(xué)符號(hào)為Pb。熔點(diǎn)為327.50攝氏度,較低,容易從礦石中熔煉提取,鉛在地殼中的含量為0.0016%,主要礦石是方鉛礦。公元前3000年,人類(lèi)已會(huì)從礦石中熔煉鉛。
在英國(guó)博物館里藏有在埃及阿拜多斯寺發(fā)現(xiàn)的公元前3000年的鉛制塑像。在公元前1792——前1750年巴比倫皇帝漢穆拉比統(tǒng)治時(shí)期,已經(jīng)有了大規(guī)模鉛的生產(chǎn)。在中國(guó)殷代墓葬中也發(fā)現(xiàn)有鉛制的酒器卣、爵、觚和戈等。中國(guó)在商殷至漢代青銅器中鉛的含量有增大的趨勢(shì)。青銅中鉛的增加對(duì)于液態(tài)合金流動(dòng)性的提高起了重要作用,使鑄件紋飾畢露。
鉛的質(zhì)地十分柔軟,所以曾被用來(lái)書(shū)寫(xiě)。鉛很重(鉛的密度大于4.5克每立方厘米,同等體積下質(zhì)量大于銅等金屬),子彈的彈頭也常灌鉛以增加重量,減小風(fēng)力影響。鉛容易氧化,由銀白色轉(zhuǎn)變成灰黑色的氧化鉛,形成的這層氧化鉛薄膜阻止了內(nèi)部鉛的進(jìn)一步氧化,因此,鉛不易被腐蝕,曾經(jīng)常被用來(lái)建造屋頂和管道等。
鉛具有毒性,并且無(wú)法降解,排入環(huán)境后,很長(zhǎng)時(shí)間仍保持毒性,一旦進(jìn)入人體,會(huì)對(duì)人體造成很大傷害。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
人類(lèi)使用鉛的歷史如同一部中毒史,從1730年西班牙人因使用鉛容器導(dǎo)致了持續(xù)50年的腹絞痛,到荷蘭人因鉛質(zhì)屋頂和水管導(dǎo)致鉛中毒。從英國(guó)的葡萄酒鉛中毒事件,到美國(guó)的鉛汽油事件。因此,鉛的應(yīng)用自1980年代中期開(kāi)始大幅下降。
目前,世界鉛資源主要分布于澳大利亞、中國(guó)、秘魯、美國(guó)等國(guó)。
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,全球鉛礦儲(chǔ)量約為8800萬(wàn)噸,其中我國(guó)排名第二,占全球總儲(chǔ)量的19%,僅次于澳大利亞。
我國(guó)鉛儲(chǔ)量主要分布于內(nèi)蒙古白音諾爾、云南蘭坪金頂、廣東凡口、新疆和田等地,其中內(nèi)蒙古與云南兩地大約占全國(guó)鉛礦總儲(chǔ)量的52%。
2016年,在新疆和田地區(qū)火燒云一帶,發(fā)現(xiàn)一處超大型鉛鋅礦,這是目前我國(guó)資源儲(chǔ)量最大的鉛鋅礦。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
而精煉鉛主要分布在中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、加拿大等地,其中我國(guó)為精煉鉛生產(chǎn)第一大國(guó),占比42%。從2010年開(kāi)始,我國(guó)的鉛產(chǎn)量在全球占比已連續(xù)多年超過(guò)40%。2015年是唯一一年占比低于40%的,主要原因是當(dāng)年鉛價(jià)是近年來(lái)低點(diǎn),虧損導(dǎo)致部分減產(chǎn)。另外,當(dāng)年因國(guó)內(nèi)環(huán)保問(wèn)題也導(dǎo)致很多中小鉛冶煉廠關(guān)停。
目前我國(guó)著名的鉛冶煉廠及再生鉛冶煉企業(yè)主要有:江蘇新春興再生資源有限責(zé)任公司、安徽省華鑫鉛業(yè)集團(tuán)有限公司、河南豫光金鉛股份有限公司、安徽華鉑再生資源科技有限公司
鉛的產(chǎn)業(yè)鏈:再生鉛占據(jù)半壁江山
鉛產(chǎn)業(yè)鏈和銅、鋁、鋅等產(chǎn)業(yè)鏈一個(gè)非常大的不同之處在于,再生鉛在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的占比非常高。從過(guò)去兩年的是數(shù)據(jù)看,中國(guó)再生鉛在國(guó)內(nèi)鉛產(chǎn)量中的占比達(dá)33%,全球占比更是高達(dá)56%。而銅、鋁、鋅的占比則低于20%。
分析鉛產(chǎn)業(yè)鏈不能不涉及占據(jù)了半壁江山的再生鉛。
由于再生鉛的因素,整個(gè)鉛產(chǎn)業(yè)鏈可以劃分為兩條。一條是原生鏈條,即“鉛礦開(kāi)采-選礦-冶煉-應(yīng)用”,另一條是再生鏈條,即“廢鉛回收-冶煉-應(yīng)用”。
原生鏈條是由鉛礦經(jīng)過(guò)開(kāi)采采選得到鉛精礦,再通過(guò)冶煉得到原生鉛。鉛的選礦一般經(jīng)過(guò)破碎、球磨、泡沫浮選等步驟,生產(chǎn)出含鉛量40%-70%的鉛精礦。鉛精礦通常采用火法(濕法尚處于研究階段)進(jìn)行冶煉。
燒結(jié)、鼓風(fēng)爐熔煉法和氧氣底吹鼓風(fēng)還原煉鉛法是兩種常見(jiàn)的鉛冶煉法。
前者是一種傳統(tǒng)的火法二次煉鉛工藝,分兩段分別在燒結(jié)機(jī)和鼓風(fēng)爐中完成。該工藝成熟且成本低,但能耗高且硫回收率低,易造成污染。目前,已逐漸被淘汰。氧氣底吹鼓風(fēng)還原煉鉛法則將二次冶煉改進(jìn)成一次冶煉。這既降低了能耗,也提高了硫的回收率,避免了揚(yáng)塵污染,并且這種工藝適合范圍廣,既可直接處理各種品位的鉛精礦,也可以處理各種含鉛物料。
而再生鉛鏈條的第一步是回收,然后使用機(jī)械化自動(dòng)破碎將廢料進(jìn)行拆解。拆解后得到的鉛極板、鉛膏、廢酸液、塑料等再分別回收處理進(jìn)行熔煉,得到再生鉛。鉛產(chǎn)業(yè)鏈的下游主要是將鉛合金與氧化鉛加工成各種鉛材產(chǎn)品,如鉛彈、電纜護(hù)套、鉛板鉛管等,其中鉛酸蓄電池為主要產(chǎn)品,約占80%。
廢鉛主要來(lái)自蓄電池極板,電纜鎧裝、管道、鉛彈和鉛板。只要將這些廢鉛收集起來(lái)送到再生鉛廠再熔、重?zé)?,即可生產(chǎn)出精煉鉛、軟鉛和各種鉛基合金。
廢蓄電池和電纜包皮回收的鉛,含有少量的銻和其他金屬,這種再生鉛一般仍轉(zhuǎn)賣(mài)給蓄電池制造廠家。含錫的再生鉛大多重新用來(lái)制造焊條,軸承合金與其他鉛錫合金。一般汽油和染料中的鉛無(wú)法回收,是鉛造成環(huán)境污染的主要因素。箔材、焊條、熱處理和電鍍中的鉛,目前還難以回收。
從發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,未來(lái)“廢鉛回收-冶煉-應(yīng)用”這一條線在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的占比會(huì)越來(lái)越高。
下游應(yīng)用:蓄電池獨(dú)大,鋰電池沖擊正在逼近
盡管鉛的下游應(yīng)用較廣,但鉛酸蓄電池獨(dú)占了我國(guó)和全球鉛消費(fèi)的80%??梢哉f(shuō)鉛酸蓄電池的消費(fèi)前景基本決定了鉛的未來(lái)消費(fèi)前景。
從我國(guó)的鉛蓄電池用途來(lái)看,41%用于電動(dòng)車(chē),24%用作汽車(chē)(啟動(dòng)型)電源,10%用作通信的應(yīng)急UPS。作為電動(dòng)車(chē)電源主要用于電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)三輪車(chē),這兩塊的鉛消費(fèi)在總消費(fèi)中的占比分別達(dá)到了30%和11%。
鉛酸電池和鋰電池的對(duì)比分析:
可以看出單位電量,鋰電池重量輕,體積小,使用壽命更長(zhǎng)。這些無(wú)疑是鋰電池的加分項(xiàng)。
鋰電池目前的缺點(diǎn)在于配套設(shè)施不成熟,技術(shù)成熟度一般,成本高。但從發(fā)展的眼光來(lái)看,鋰電池技術(shù)在快速進(jìn)步,配套也在不斷完善,成本也在快速下降。并且就配套而言,電動(dòng)自行車(chē)和三輪車(chē)的要求更低,更易被替代。
不過(guò),由于鉛酸蓄電池的大電流放電性能優(yōu)于鋰電池,作為傳統(tǒng)汽車(chē)的啟動(dòng)電源將很難被鋰電池替代。
雖然從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,鉛酸電池在電動(dòng)車(chē)上可能被鋰電池替代,但替代的速度仍取決于鋰電池的技術(shù)成熟度,成本的下降速度,以及新能源汽車(chē)的增速。
如果未來(lái)新能源汽車(chē)快速增長(zhǎng),鋰電池產(chǎn)量難以滿(mǎn)足新能源汽車(chē)的需求,則對(duì)主要用于電動(dòng)自行車(chē)的鉛酸電池沖擊較小。如果發(fā)展較慢,鋰電池供給過(guò)剩,則可能快速?zèng)_擊鉛酸電池。
不過(guò),就目前的形勢(shì)來(lái)看,鋰電池對(duì)鉛酸電池的沖擊尚未顯現(xiàn)。
2015年和2016年,我國(guó)鉛酸電池產(chǎn)量連續(xù)2年下降,主要還是受環(huán)保政策影響,即環(huán)保政策不僅影響了鉛生產(chǎn),也影響到了鉛酸電池的生產(chǎn)。