(報告出品方/分析師:國盛證券 王席鑫 楊義韜)
1. 開發(fā)全球最大螢石伴生礦,氟資源品王者崛起
1.1. 氟資源品的價值在新能源時代將得到充分體現(xiàn)
氟化學產(chǎn)業(yè)圍繞氟元素的特性形成,螢石是產(chǎn)業(yè)鏈的起點。氟在元素周期表中位于第 9 位,擁有鹵族元素中最小的原子半徑、較低的極化率、最強的電負性(4.0),氟化合物的應(yīng)用場景圍繞上述特性延展開來。因為氟極強的電負性,使其與碳原子形成了鍵能較高的極性共價鍵,顯著增強了含氟有機物的穩(wěn)定性。因此,含氟高分子材料具有優(yōu)異的耐候性、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐老化性、絕緣性、阻燃性以及表面不粘性。在生活中,氟化學品的應(yīng)用場景無處不在,從不粘鍋到手機觸摸屏抗污涂層,再到空調(diào)冷媒、新能源材料、軍工材料等,應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓寬,而螢石是氟化工產(chǎn)業(yè)鏈的起始點。
氟化學品在新能源、電子、軍工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,螢石的價值在新能源等需求增長下,將得到充分體現(xiàn)。螢石,又稱氟石,是氟化鈣的結(jié)晶體,是氟元素的主要來源。螢石按照品位可以分成酸級、陶瓷級、冶金級。冶金級螢石品位 65%~85%,主要用于鋼鐵冶煉中降低金屬熔點;陶瓷級螢石品位 85%~95%,用于促進陶瓷的燒結(jié),提高瓷釉質(zhì)量;97%品位的螢石一般被用于和硫酸反應(yīng),生成氫氟酸。早在上世紀 30 年代至 50 年代,氫氟酸主要被用于生產(chǎn)制冷劑,而后門類眾多的氟化學工業(yè)開始迅速發(fā)展起來。而供給方面,螢石是寶貴的可用盡且不可再生的戰(zhàn)略性資源,是“與稀土類似的世界級稀缺資源”,未來在新興應(yīng)用的需求增長下,螢石的價值有望得到充分體現(xiàn)。
1.2. 金石資源:全球螢石資源王者崛起
金石資源是單一型礦可用儲量居國內(nèi)第一的螢石龍頭。金石資源擁有螢石保有資源儲量 2700 萬噸,對應(yīng)螢石礦物量約 1300 萬噸,并擁有采礦規(guī)模 117 萬噸/年。
公司擁有大型礦山 6 座,在產(chǎn)礦山 8 座,選礦廠 7 家,是中國螢石行業(yè)資源儲量、開采及加工規(guī)模最大的企業(yè)。2021年,公司生產(chǎn)酸級螢石29.3萬噸,酸級螢石占我國總產(chǎn)量份額8.17%,生產(chǎn)高品位塊礦 17.57 萬噸,整體產(chǎn)量規(guī)模領(lǐng)跑行業(yè)。
除螢石未來的漲價空間外,公司未來的業(yè)務(wù)成長性主要來自三方面:
1)2017 年以來,公司通過收購內(nèi)蒙古翔振、寧國 莊村等優(yōu)質(zhì)螢石礦產(chǎn)擴大單一螢石儲量,未來將持續(xù)開發(fā)在手單一礦資源;
2)公司和包鋼集團成立合資公司開發(fā)全球最大螢石伴生礦——白云鄂博礦項目,并與包鋼合資成立氟化工公司生產(chǎn)氫氟酸等含氟化學品;
3)公司以含氟鋰電材料作為第二增長曲線,2021 年布局江山年產(chǎn) 2.5 萬噸含氟鋰電項目,包括六氟磷酸鋰、LiFSI,立足領(lǐng)跑行業(yè)的氫氟酸成本優(yōu)勢,向下延伸構(gòu)建一體化的氟化工產(chǎn)業(yè)鏈,螢石資源王者崛起。
股權(quán)結(jié)構(gòu)與子公司:公司董事長王錦華先生直接及間接持股 46.73%,為公司控股股東、實際控制人,股權(quán)結(jié)構(gòu)集中合理。
公司主要通過子公司涉足螢石礦勘探采選、氫氟酸、含氟鋰電材料業(yè)務(wù),螢石礦業(yè)務(wù)方面,公司擁有勘探、選礦、加工子公司共 13 家;子公司金鄂博氟化工主要涉足利用包鋼項目生產(chǎn)的螢石生產(chǎn)氫氟酸業(yè)務(wù);子公司江山金石新材料主要涉足含氟鋰電材料業(yè)務(wù),未來主要產(chǎn)品為鋰電池電解質(zhì)六氟磷酸鋰、LiFSI。
1.3. 歷史業(yè)績穩(wěn)步增長,業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)持續(xù)改善
高盈利業(yè)務(wù)持續(xù)增長,業(yè)績持續(xù)穩(wěn)步成長。公司產(chǎn)品主要包括酸級螢石精粉( 97 品位螢石精粉)、冶金級螢石精粉(品位 75%螢石精粉)、高品位塊礦(品位 65%螢石塊礦)三個部分。
近年來隨著公司酸級螢石精粉、高品位塊礦產(chǎn)量的持續(xù)增長,公司收入、利潤體量持續(xù)穩(wěn)步增長。2014 年公司生產(chǎn)酸級螢石精粉 11.39 萬噸、高品位塊礦 2.75 萬噸、冶金級螢石金粉 0.9 萬噸。2021 年,公司酸級螢石精粉增長至 29.32 萬噸、高品位塊礦增長至 17.57 萬噸,貢獻了主要的業(yè)績增長。2021 年,公司實現(xiàn)營業(yè)收入 10.43 億元,實現(xiàn)凈利潤 2.45 億元。
酸級螢石精粉是核心業(yè)務(wù),整體盈利能力強勁。
收入結(jié)構(gòu)方面,由于酸級螢石精粉單價 最高,2021 年均價 2336 元/噸,高品位塊礦 1797 元/噸,冶金級螢石精粉 853 元/噸。
因此酸級螢石精粉目前是公司收入中的主要成分,2021年占比 69%。盈利能力方面,公司高品位螢石塊礦2021年毛利率 69%,酸級螢石精粉毛利率40%、冶金級精粉毛利率 31%。綜合看來,公司歷史整體毛利率圍繞約 50%波動,2021年實現(xiàn)毛利率 48.0%。
2. 新能源、電子遠期有望帶來數(shù)百萬噸螢石新增需求
2.1. 含氟鋰電材料:電化學穩(wěn)定性優(yōu)異,需求迅速增長
含氟鋰電材料有望成為螢石下游需求成長空間最大的部分。
含氟精細化學品有很好的電化學穩(wěn)定性,因此在鋰電池中具有非常廣泛的應(yīng)用。在電解液中,含氟精細化學品由于其優(yōu)異的電化學穩(wěn)定性、耐電壓性能、耐低溫性能,應(yīng)用包括了傳統(tǒng)電解質(zhì)(鋰鹽)六氟磷酸鋰、添加劑 FEC、新型電解質(zhì) LiFSI、LiTFSI 等,應(yīng)用持續(xù)迭代,經(jīng)久不衰;在正極中,由于正極電壓環(huán)境比負極高,因此需要耐電壓能力更強的粘結(jié)材料,需要使用鋰電級 PVDF;在負極中,天然石墨在制作過程中需要用到氫氟酸反復(fù)清洗。
整體看來,含氟精細化學品由于擁有較好的穩(wěn)定性,在鋰電池中應(yīng)用廣闊。據(jù)我們測算,目前在酸級螢石的終端需求中,鋰電化學品僅占 7.6%,預(yù)計后續(xù)在全球新能源的強勢增長下,含氟鋰電材料將成為螢石下游需求成長潛力最大的部分。
含氟化學品憑借優(yōu)異的電化學穩(wěn)定性,在電解液中有廣泛的應(yīng)用。
正極、負極、電解液、隔膜被并稱為鋰電池的四大主材,其中電解液是鋰電池的“血液”,起著傳輸離子的橋梁作用。在鋰離子電池的性能和穩(wěn)定性方面,電解液一直居于中心位置,它對電池的比容量,工作溫度范圍,顯著影響電池循環(huán)壽命及安全性。
由于電解液對材料的電化學穩(wěn)定性要求較高,廣泛應(yīng)用了含氟化學品(借助了氟化學品的電化學穩(wěn)定性耐電壓性等性質(zhì)),主要包括:
六氟磷酸鋰:電解液由溶劑、電解質(zhì)、添加劑三大成分組成,其中電解質(zhì)在電解液中質(zhì)量分數(shù) 12%,成本占比超過 60%。六氟磷酸鋰在電解液中電導率高、電化學穩(wěn)定性強、工藝成熟且對集流體腐蝕性小,是目前全球范圍內(nèi)最主流的電解質(zhì)品種。
六氟磷酸鋰的原材料包括了碳酸鋰、五氯化磷/五氧化二磷/多聚磷酸、氫氟酸。平均 1 噸六氟磷酸鋰需要消耗 1.3 噸氫氟酸,是對氟消耗量最大的鋰電化學品;
LiFSI(雙氟磺酰亞胺鋰):LiFSI 被廣泛認為是最有潛力的新一代電解質(zhì)之一,目前 LiFSI 主要應(yīng)用場景為與六氟磷酸鋰混用。相比傳統(tǒng)電解質(zhì)六氟磷酸鋰,LiFSI 的優(yōu)勢十分顯著。
首先,LiFSI 擁有良好的熱穩(wěn)定性,六氟磷酸鋰大約在 80 時候就會開始分解,而 LiFSI 分解溫度大于 200 ;
其次,良好的低溫性能:可于低于-20 的環(huán)境下正常運作;并且, LiFSI 導電率更高。由于 Li+與 FSI-之間具有較低的結(jié)合能,因此有利于 Li+的解離,使得 LiFSI 具有高于六氟磷酸鋰、LiTFSI 等電解質(zhì)化學品的電導率 FEC(氟代碳酸乙烯酯):電解液添加劑的使用相當于執(zhí)行“血液注射”,可顯著改善電解液性能,進而提高電池總體性能。
電解液添加劑以 VC、FEC 為為主,F(xiàn)EC 即氟代碳酸乙烯酯,由氯代碳酸乙烯酯經(jīng)過氟化鉀氟化制成,氟化鉀由氫氟酸、氯化鉀制成。
作為電解液的添加劑,F(xiàn)EC 能抑制電解液的分解,降低電池的阻抗,改善其耐低溫性能,明顯提高電池比容量和循環(huán)穩(wěn)定性;作為電解液溶劑,可改善二次電池及電容器等電化學器件的充放電循環(huán)特性和電流效率。三元電池主要使用 FEC 作為添加劑。
鋰電級 PVDF:PVDF 在鋰電池中,應(yīng)用于正極粘結(jié)劑和隔膜涂敷材料。
正極的電壓環(huán)境 比負極高,因此需要用到耐電壓能力更強的粘結(jié)材料。目前現(xiàn)有的鋰電池正極粘結(jié)材料包括了 PVDF、PAA、PI 等,綜合導電性、粘附力、耐電壓性等性能參數(shù),PVDF 是最佳方案,因此成為了應(yīng)用超過 20 年的正極粘結(jié)材料,剛性不可替代。
PVDF 占正極質(zhì)量分 數(shù)約 1.5%至 3.5%,其中磷酸鐵鋰用量更高。經(jīng)我們測算,在鋰電級 PVDF 需求中,粘 結(jié)劑需求約占 85%。在隔膜涂敷材料中,氧化鋁、勃姆石等無機涂敷方案和 PVDF、芳綸、PMMA 等有機涂敷方案并存,PVDF 對電解液具有良好的親和性;并且,PVDF 孔徑大小合適,隔膜涂敷材料需要在孔徑大小和阻隔之間尋求平衡;再者,PVDF 熱傳導性差,解決了高溫容易短路的問題,能有效增加用聚烯烴材料制成的隔膜的耐熱性。綜合性價比,目前 PVDF 在隔膜有機涂敷方案中占據(jù)主要份額。經(jīng)我們測算,在鋰電級 PVDF 需求中,隔膜涂敷需求約占 15%。
天然石墨對氫氟酸的需求:天然石墨常會伴有各種雜質(zhì),難以被直接利用,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求,必須對天然石墨進行富集、提純。由于氫氟酸能與天然石墨中幾乎所有雜質(zhì)反應(yīng),因此可制備出 99%的高碳石墨,甚至 99.9%的高純石墨。工業(yè)上酸法或兩酸法提純 1 噸石墨,需用質(zhì)量分數(shù)為 40%的氫氟酸 1.5 噸~2 噸。2021 年我國石墨負極產(chǎn)量 72 萬噸,其中天然石墨占 16%,石墨負極對氫氟酸的消耗量級可觀。
傳統(tǒng)能源價格高位下,電動車、儲能需求加速增長,拉動鋰電材料需求持續(xù)高增。2021 年,我國實現(xiàn)新能源汽車銷量 352.1 萬輛,滲透率 13.4%;全球?qū)崿F(xiàn)新能源汽車銷量 650萬輛,滲透率 8.0%。烏克蘭事件引發(fā)的能源價格高漲有望使得全球范圍內(nèi)鋰電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展,以減少對化石能源的依賴。預(yù)計到 2025 年,全球新能源汽車銷量有望超過 2500 萬輛。新能源汽車的發(fā)展已進入滲透率快速提升的甜蜜點。
經(jīng)我們 測算,2025 年在電動車、儲能電池的強勁且持續(xù)的增長下,全球鋰電池將合計實現(xiàn) 1942GWh 需求,帶來鋰電材料需求的高增長。
經(jīng)我們測算,2021 年至 2025 年,全球含氟鋰電材料隨著下游需求的增長,以及部分材料單位用量的提升,將平均實現(xiàn) 3 至 5 倍量級的需求增長。
鈉離子電池在儲能等領(lǐng)域具有一定應(yīng)用前景。
與鋰離子電池相似,鈉離子電池是一種依靠鈉離子在正負極間移動來完成充放電工作的二次電池。鈉元素在地球儲量豐富,地殼豐度為 2.74%,遠比鋰元素儲量豐富。例如,包括海水在內(nèi)的鹽水含有大量 Na 元素。在碳酸鋰價格飛漲的背景下,鈉離子電池相比鋰電池已形成 30%-40%成本優(yōu)勢。
性能方面,鈉離子電池的能量密度相較于三元鋰電的 200-350Wh/kg 較低,但與磷酸鐵鋰電 池的能量密度 150-210Wh/kg 有一定重疊范圍;鈉離子電池正常工作溫度-40-80 ,而鋰電池為-20-60 ;高內(nèi)阻致使鈉離子電池短路瞬間發(fā)熱少,安全性高于鋰電池,因此鈉離子電池在儲能領(lǐng)域有一定應(yīng)用前景。
六氟磷酸鈉:六氟磷酸鈉作為鈉離子電池的電解質(zhì),在常溫下具有高離子電導率、低黏度、較寬的電化學窗口及良好的電化學穩(wěn)定性。六氟磷酸鈉的生產(chǎn)制作流程與六氟磷酸鋰十分相近,生產(chǎn)過程同樣需要消耗大量氫氟酸。未來鈉離子電池若在部分應(yīng)用替代鋰電池,會帶來許多材料的變革,而所用材料對氫氟酸同樣具有較大消耗。
2.2. 氟化學品在光伏、氫燃料電池中的應(yīng)用
PVDF、PVF、FEVE 是光伏背板氟膜的原材料。太陽能電池板截面有光伏玻璃、EVA、太陽能電池片、EVA 和背板五層結(jié)構(gòu)。
在單玻結(jié)構(gòu)中,背板需要使用氟膜或氟涂敷層,由 PVDF 或 PVF 或 FEVE 制作而成。太陽能背板位于太陽能電池板的背面,對電池片起保護、支撐的作用,需要具備可靠的絕緣性和耐老化性。
背板一般具有三層結(jié)構(gòu)(PVDF/PET/PVDF),外層 PVDF 具有優(yōu)異的抗環(huán)境侵蝕能力,中間 PET 起絕緣功能。氟膜作為光伏背板耐候涂層或薄膜,可延長光伏組件的使用壽命。
使用了氟膜的背板材料耐老化性顯著增強。
根據(jù)杜邦,PET 使用 6 至 10 年損壞率高達 90%,而 FEVE 使用 6 至 10 年損壞率不足 30%,高質(zhì)量的 PVDF、PVF(Tedlar)涂敷背板在惡劣的環(huán)境下使用長達 25 年。背板氟膜具有 KPF、PPF 等結(jié)構(gòu),由拉成膜或涂敷的 PVDF 與 PET 膜復(fù)合制成。然而 P 型電池轉(zhuǎn)化效率已接近瓶頸,N 型電池雙面化率達 70%-90%,N 型電池的滲透帶來電池雙面化率提升,降低采用背板方案的單玻結(jié)構(gòu)在光伏中的份額,因此 PVDF、PVF、FEVE 在光伏中的增速將略慢于行業(yè)整體增速本身。
氫燃料電池全氟磺酸質(zhì)子交換膜:全氟磺酸樹脂是制備氫燃料電池質(zhì)子交換膜(PEM)的原材料。作為水電解槽膜電極的核心部件,質(zhì)子交換膜不僅傳導質(zhì)子,隔離氫氣和氧氣,并且為催化劑提供支撐。
目前的水電解槽質(zhì)子交換膜長期被科慕、陶氏、旭硝子、旭化成等外企壟斷,價格高達幾百至幾千美元/ ,后續(xù)隨國產(chǎn)化率提升有較大的需求增長潛力。
2.3. 制冷劑:最大的螢石傳統(tǒng)需求,升級迭代帶來氟用量提升
制冷系統(tǒng)的工作原理是通過壓縮機把密封管道中的制冷劑加壓使其液化,再由細管進入粗管減壓汽化,并在此過程吸收大量熱量。從而使得通過銅管的空氣被冷卻,產(chǎn)生制冷效果。因此,制冷劑需要采用沸點稍低的化合物。沸點高低主要和分子間力有關(guān)。
首先,含氟制冷劑一般是共價化合物,共價鍵鍵能低;并且,氟原子量較小,制冷劑分子的分子量也比較小,因此分子間作用力也??;再者,含氟制冷劑一般結(jié)構(gòu)對稱,沒有偶極矩, 這進一步使分子間作用力小。
因此,氟制冷劑具有較低的沸點(例如,R12 沸點為-29.8 、R22 沸點為-40.8 ),在常溫時均為氣態(tài)。而其沸點又剛好在不是特別低的范圍內(nèi),因為不需要被施加過大的壓力才能液化。早期的制冷劑為碳氫制冷劑——乙烷,然而乙烷具有易燃易爆的風險,且能耗制冷效率比不高。綜合利弊,含氟制冷劑是最適用于制冷劑的理想化合物。
制冷劑對于氫氟酸的消耗量逐代大幅提升。
制冷劑分成四代,按照對環(huán)境的破壞程度進行劃分,通過 GWP、ODP 兩個參數(shù)指標來衡量。ODP 數(shù)值按照第一代制冷劑 R11 為參照,設(shè)定 R11 的大氣臭氧消耗值為 1。GWP 以二氧化碳為參照,設(shè)定二氧化碳的全球變暖潛能值為 1。
ODP 方面,第二代較第一代顯著減少,第三、第四代制冷劑由于不含破壞臭氧層的氯原子,ODP 為 0。GWP 方面,第一至第四代制冷劑核心品種 R12、R22、R32、R1234ze 的 GWP 值依次下降。
另一方面,每一代制冷劑對于氫氟酸的用量翻倍增長。一噸第二代制冷劑R22、R142b大約用0.5噸氫氟酸,一噸第三代制冷劑R32、R134a、R125 大約用 0.85~0.9 噸氫氟酸,而由于主流的第四代制冷劑 R1234yf 的合成路線是通過將 R22 制成 TFE,再制成 HFP,再制成 R1234yf。在該生產(chǎn)路線中,一噸 R1234yf 需要用到超過 1.9 噸氫氟酸。
制冷劑對于氫氟酸的用量逐代提升。制冷效率方面,根據(jù)大金,以 R22 的單位制冷用量設(shè)為 100 作為參照值。則 R32 的單位制冷用量為 70。考慮到制冷劑充注率(charging ratio),第三代制冷劑 R32 的氫氟酸在實現(xiàn)單位制冷效果情形下,對氟(氫氟酸)的消耗量是第二代制冷劑的 1.3 倍。綜合分析,制冷劑對于氫氟酸的消耗量逐代大幅提升。
蒙特利爾協(xié)定通過明確時間表,促使制冷劑迭代。
制冷劑行業(yè)存在凍結(jié)、削減其供給端的國際公約——《蒙特利爾協(xié)定書》。1982 年,南極臭氧層空洞的發(fā)現(xiàn)引起國際社會的高度重視,1987 年 9 月,36 個國家和 10 個國際組織在加拿大蒙特利爾召開會議,簽署《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾協(xié)定書》。
協(xié)定的意義在于促使制冷劑迭代,從而逐步淘汰掉臭氧層消耗、溫室效應(yīng)更大的老一代制冷劑。由于協(xié)定的執(zhí)行,迄今為止全球已淘汰了 98%以上的消耗臭氧層物質(zhì)。如果沒有該條約,至 2013 年南極臭氧層的空洞將擴大 40%。
蒙特利爾協(xié)定通過明確的時間表去依次淘汰掉第一、二、三代制冷劑,最終會讓全人類使用 ODP 值為 0、GWP 值為個位數(shù)的第四代制冷劑。
目前第一代制冷劑在全球范圍內(nèi)已經(jīng)被淘汰,發(fā)達國家已淘汰掉第二大制冷劑,第四代制冷劑正在逐步替代第三代制冷劑。包括我國在內(nèi)的第五條款國家正在處于第三代制冷劑替代第二代制冷劑的進程當中,第四代制冷劑即將大規(guī)模登場。從終局角度分析,第四代制冷劑的全面滲透替代將會使得全球制冷劑產(chǎn)業(yè)對于氫氟酸的用量持續(xù)提升。
2.4. 氟化學品在電子、軍工、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
在早期,氟化學品的應(yīng)用以制冷劑為主,含氟新材料的應(yīng)用開始于第二次世界大戰(zhàn)時期的曼哈頓計劃,PTFE 由于其優(yōu)越的物化性能,被用于原子彈鈾的密封層,從此開啟了氟聚合物的廣泛應(yīng)用。
如今,氟化學品在電子、軍工、醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用空間已開始全面打開,但由于技術(shù)被氟化工八大公司法國阿科瑪、比利時索爾維、日本大金、日本旭硝子、日本吳羽、美國杜邦、美國霍尼韋爾、美國 3M 壟斷,價格高昂,目前全產(chǎn)業(yè)用量仍較小。
后續(xù)隨著以中國企業(yè)為首的氟化工新秀技術(shù)持續(xù)突破,預(yù)計隨著含氟新材料供應(yīng)規(guī)模增長,其在電子、軍工、醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用面將持續(xù)拓寬。
2.4.1. 含氟新材料在電子領(lǐng)域的應(yīng)用
電子級 PTFE 是應(yīng)用于 5G 通訊的高頻高速覆銅板的填充樹脂之一:PTFE 是含氟聚合物中最大的品類,占含氟聚合物產(chǎn)量份額超過 50%。
目前,我國約有 12%的 PTFE(約 1.01 萬噸)用于電子領(lǐng)域。由于 PTFE 具有聚合物中接近于最低的介電常數(shù) Dk(2.1),因此被應(yīng)用于高頻高速覆銅板領(lǐng)域,應(yīng)用于芯片印刷電路基板,特別是應(yīng)用于對信號傳輸速度和頻率要求高的 5G 通訊產(chǎn)業(yè)。
含氟電子氣體在蝕刻、清洗等半導體制程中有廣泛應(yīng)用。
在半導體制程中,含氟電子氣體被應(yīng)用于光刻、蝕刻、薄膜沉積、腔室清洗等制程。在晶圓制程中部分工藝涉及氣體刻蝕工藝的應(yīng)用,主要涉及 CF4、NF3、HBr 等;摻雜工藝即將雜質(zhì)摻入特定的半導體區(qū)域中以改變半導體的電學性質(zhì),需要用到三階氣體 B2H6、BF3 以及五階氣體 PH3 、AsH3 等;在硅片表面通過化學氣相沉積成膜(CVD)工藝中,主要涉及 SiH4、SiCl4、WF6 等。
含氟電子氣體是電子特氣家族重要的成員。
在其中,三氟化氮、六氟化硫、四氟化碳、六氟化鎢等由于出色的電氣性能,在半導體以及面板、電力工業(yè)等電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用:
三氟化氮:晶圓制程中用量最大的電子氣體之一,主要用作等離子蝕刻氣體和反應(yīng)腔清洗劑。三氟化氮尤其在對氮化硅等含硅材質(zhì)的蝕刻中,具有較高的蝕刻速率和選擇性,而且對表面無污染。此外,半導體工業(yè)中的 PFCs 排放越來越受到全球的重視,采用三氟化氮代替原有的原位氟碳化合物清洗可有效降低 PFCs 排放,且三氟化氮在清洗過程中利用率高,清洗效果改善明顯。
六氟化硫:具有優(yōu)良的絕緣性能和減弧能力,即使在電弧下發(fā)生瞬間分解、電離,但在電弧消減后也能很迅速的恢復(fù)到原有的穩(wěn)定狀態(tài)。目前,國內(nèi)外的六氟化硫主要用于電力設(shè)備中的輸配電及控制設(shè)備行業(yè),包括氣體絕緣開關(guān)設(shè)備、斷路器、高壓變壓器、絕緣輸電管線、高壓開關(guān)等。
四氟化碳:廣泛應(yīng)用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及鎢薄膜材料的刻蝕,其工作原理是四氟化碳中的氟處于等離子狀態(tài)下,與被刻蝕材料表面的硅離子等物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng),產(chǎn)生易揮發(fā)的硅化合物。同時,四氟化碳在集成電路清洗、電子器件表面清洗、深冷設(shè)備制冷、激光技術(shù)、氣相絕緣等也大量使用。
六氟化鎢:自然界中最活潑的一種無機氟化合物,使其可以作為一種強氟化劑,室溫下可使除鉑、鎳、不銹鋼等以外的多種金屬氟化。
并且,六氟化鎢可以通過 CVD 工藝沉積形成金屬鎢,在高溫下可被氫氣、鍺烷、二氟硅烷、二乙基硅烷等還原性氣體還原為金屬鎢和氟化氫。同時六氟化鎢也作為電子元器件原材料、聚合催化劑等。
電子級氫氟酸:日韓貿(mào)易戰(zhàn)中有三個日本限制向韓國出口的“卡脖子”產(chǎn)品,包括電子級氫氟酸、光刻膠和氟化聚酰亞胺。
氧化膜、玻璃及氧化后的硅片主要成分為二氧化硅,而電子級氫氟酸是少數(shù)能與二氧化硅發(fā)生化學反應(yīng)的酸類電子濕化學品,故面板生產(chǎn)商在玻璃減薄工藝,及集成電路生產(chǎn)商、太陽能電池廠商在硅片表面及光伏電池片清洗環(huán)節(jié)需使用電子級氫氟酸與二氧化硅進行反應(yīng)。
雖然成本只占芯片制造成本的 1.2%,但電子級氫氟酸的品質(zhì)對集成電路的成品率、電性能及可靠性均有十分重要的影響。目前電子級氫氟酸的純度執(zhí)行的是國際上的 SEMI 標準。目前,在 55nm 及以下制程 12 英寸晶圓制造中一般使用 G5 級的電子級氫氟酸。我國濕電子化學品主流產(chǎn)能仍停留在 G2、 G3 標準,而國外濕電子化學品已實現(xiàn) G5 標準,具備國產(chǎn)替代空間。
2.4.2. 含氟新材料在軍工、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
全氟聚醚(PFPE):
全氟聚醚分子中碳氟鍵對于碳碳鍵以及碳氧鍵的屏蔽作用使其具有極佳的化學穩(wěn)定性、抗氧化性及抗腐蝕性。同時,全氟聚醚油具有不燃性與化學惰性,是火箭發(fā)動機氧化劑系統(tǒng)和燃料密封系統(tǒng)中閥門、壓力表、齒輪泵等部件密封與潤滑劑的優(yōu)良選擇。作為起潤滑和密封作用的全氟聚醚油也被應(yīng)用于宇宙飛船供氧系統(tǒng)中的管線、閥門和用于輸送供人呼吸的氧氣的軸流風機的軸承中;PFPE 還可被用于飛機中來實現(xiàn)噴氣輸送泵的潤滑,從而延長泵的使用時間,達到減少維修的目的。
艦艇海洋防污含氟涂層:
海水中一切設(shè)施表面的無價值的海洋生物附著現(xiàn)象被稱為海洋生物污損,海洋生物無損拖慢船舶航行速度、降低轉(zhuǎn)向靈敏度。氟硅聚合物具有很低的表面能,以氟硅樹脂制成的涂料可以提高船舶涂料的表面不粘性,其原理類似不粘鍋。例如,引入六氟己基三乙氧基硅烷可以顯著提升海洋涂層的防污性能,尤其在軍艦涂層中作用關(guān)鍵。
含氟醫(yī)藥中間體:約 15-20%的醫(yī)藥中間體含氟,我國較為常見的抗感染藥物包括諾氟沙星、環(huán)丙沙星、氧氟沙星、左旋氧氟沙星、加替沙星、莫西沙星等。目前,國內(nèi)外含氟藥物達到數(shù)百種,許多藥物成為合成藥物中非常重要的品種,如氟喹諾酮類抗菌素、抗抑郁藥物氟西汀、抗真菌藥物氟康唑等。
隨著多個含氟重磅藥物專利過期,相關(guān)含氟中間體市場需求量將會增加,尤其在治療糖尿病、抗感染、抗病毒、手術(shù)用麻醉劑等領(lǐng)域需求將有進一步增長的空間。
2.5. 2025年全球用于新能源的螢石需求有望達近150萬噸
2025年我國新能源對螢石需求將達109萬噸,全球近150萬噸,遠期全球新能源對螢石需求有望超過500萬噸。我們據(jù)百川盈孚、卓創(chuàng)資訊等數(shù)據(jù)測算,2021年我國酸級螢石總需求約 367.5萬噸,其中制冷劑對酸級螢石需求占169.9萬噸,占比46.1%。
酸級螢石終端需求新能源占比9.8%,電子占比11.4%。到2025年,預(yù)計新能源的強勢增長將帶來我國終端用于新能源的螢石需求增長至109萬噸,其中大部分新增需求(85%) 來自鋰電材料。2025年,傳統(tǒng)應(yīng)用制冷劑占螢石下游需求將下降至32.6%。
全球方面,2025年全球鋰電池對螢石的需求將達到126.5萬噸,平均 65kg/GWh,全球新能源對螢石需求將接近147.3萬噸。
遠期看,假設(shè)新能源汽車實現(xiàn)大幅滲透,疊加儲能的需求增長,遠期全球新能源對螢石需求將超過 500 萬噸,形成顯著的需求拉動。
3. 供給端:單一型礦儲量有限,伴生礦將成為氟核心來源
3.1. 單一型螢石礦:我國產(chǎn)量占全球 65%,儲采比僅十年
螢石是一種不可再生的戰(zhàn)略性資源,自上世紀出以來全球螢石的供給格局持續(xù)更迭。早在 1930 年以前,美國是全球最大的螢石生產(chǎn)國,然而隨著資源的逐漸枯竭,美國已于 1995 年關(guān)閉最后一個螢石開采項目。
到了上世紀 70 年代初期,全球螢石總產(chǎn)量約 450 萬噸,其中墨西哥是全球最大的生產(chǎn)國,產(chǎn)量超過 100 萬噸,其次為法國,產(chǎn)量超過 50 萬噸。到了上世紀 70 年代后期,法國螢石產(chǎn)量迅速下降,蘇聯(lián)憑借蒙古豐富的螢石儲量成為全球第二大螢石生產(chǎn)國。彼時,歐洲國家法國、英國、意大利、西班牙螢石產(chǎn)量均居全球前十,1985 年后,歐洲螢石產(chǎn)量迅速下滑。2006 年,法國螢石產(chǎn)量僅 4 萬噸。
中國自 1985 年開始超越蒙古國和墨西哥成為全球最大的螢石生產(chǎn)國,根據(jù) USGS,2020 年全球螢石產(chǎn)量 824 萬噸,其中中國螢石產(chǎn)量 560 萬噸,占全球 65%。自 1996 年以來,我國螢石產(chǎn)量占全球比重始終超過 50%。
除了中國以外,全球主要的螢石生產(chǎn)國還包括墨西哥、蒙古國、南非、越南、西班牙和加拿大。螢石供應(yīng)格局的變化史的核心原因,是由于螢石資源的稀缺性和不可再生性。
我國以全球僅 13%的螢石儲量供應(yīng)全球 65%的螢石產(chǎn)量,靜態(tài)儲采比僅約 10 年。
儲量方面,截至 2020 年中國擁有單一型礦山儲量 4200 萬噸礦物量(折算 100%氟化鈣), 全球 3.2 億噸,我國單一型礦占全球 13.3%,儲量居全球第二。與全球螢石資源比較,中國螢石資源由雜質(zhì)含量,尤其是砷、硫、磷等含量較低。
然而,我國以全球僅 13%的螢石儲量供應(yīng)全球 65%的螢石產(chǎn)量,儲量占全球的份額勢必日益減少。
若折算 100%氟化鈣含量計算,我國螢石產(chǎn)量約 400-450 萬噸/年,靜態(tài)儲采比(不考慮新探出來的單一型礦)僅約 10 年。
我國已由螢石出口國轉(zhuǎn)變?yōu)榧冞M口國,供需拐點漸近。
1995 年,我國螢石凈出口 123 萬噸,隨著我國氟化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我國本土的螢石的需求持續(xù)增大。2018 年,我國已由螢石凈出口國轉(zhuǎn)變?yōu)槲炇瘍暨M口國,合計進口螢石 51 萬噸,進口量居世界第一,凈進口螢石 11 萬噸。2018 年開始,我國螢石進口量呈提升趨勢。2021 年,我國凈進口螢石 46 萬噸,其中酸級螢石凈進口 11 萬噸,冶金級螢石凈進口 35 萬噸,目前酸級螢石較冶金級增長速度更快,已超過以往出口量級。預(yù)計在我國新能源的發(fā)展趨勢下,未來螢石缺口將進一步擴大。
3.2. 伴生礦:白云鄂博礦儲量達 1.3 億噸,將成為未來產(chǎn)業(yè)核心供應(yīng)
我國伴生礦儲量豐富,尚未有效開發(fā),內(nèi)蒙白云鄂博礦、湖南柿竹園礦是我國兩大螢石伴生礦。
根據(jù)中國礦業(yè)聯(lián)合會螢石產(chǎn)業(yè)發(fā)展委員會,截至 2018 年底,全國保有氟化鈣資源量 28255 萬噸,其中,共伴生型礦床 19355 萬噸,單一型礦床 8900 萬噸(未折算 100%氟化鈣)。
我國伴生礦集中在內(nèi)蒙、湖南等地區(qū),集中在內(nèi)蒙白云鄂博礦和湖南柿竹園礦。單一螢石礦床 CaF2 平均含量 54%,伴生螢石礦 CaF2 含量一般在 26%以下。
單一型高品質(zhì)螢石礦床數(shù)多,儲量少,伴生型礦床數(shù)少,儲量大,我國儲量集中在內(nèi)蒙白云鄂博礦、湖南柿竹園礦兩大螢石伴生礦。
內(nèi)蒙白云鄂博礦是全球最大的螢石伴生礦,螢石資源儲量 1.3 億噸。
根據(jù)包鋼集團礦山研究院,白云鄂博礦床位于包頭市以北約 150km 處,大地構(gòu)造位置位于華北克拉通北緣。礦體展布為一東西長約 16km、南北寬約 3km 的近似矩形的區(qū)域,區(qū)域內(nèi)礦體以鐵礦體命名,不考慮北礦,從西到東分為西礦(由 16 個小礦體組成)、主礦、東礦、東部接觸帶及東介勒格勒等礦體,礦化范圍十分廣泛。
根據(jù)內(nèi)蒙古政府官網(wǎng),內(nèi)蒙白云鄂博礦含有螢石儲量 1.3 億噸,是全球最大的螢石伴生礦。白云鄂博鐵礦是我國三大多金屬共生礦之一,稀土儲量居世界第一位。其礦體因遭受強烈的氟-鈉交代蝕變作用和稀土-鈮礦化作用,成分更為復(fù)雜。
對選鐵選稀土尾礦進行化學成分分析,分析發(fā)現(xiàn)原礦組成相對復(fù)雜,可回收組分有 Fe、EO 以及 F,雜質(zhì)主要成分為 CaO,其次為 SiO2、MgO、BaO、Al2O3 等,氟元素含量約 20%。超過四十年時間以來,由于缺乏有效采選技術(shù),其尾礦中的螢石一直未能被有效開采。金石資源與包鋼成立合資公司,有效利用白云鄂博礦中伴生的螢石,生產(chǎn)下游氟化工產(chǎn)品,項目將使得金石成為全球數(shù)一數(shù)二的螢石龍頭。
湖南柿竹園礦亦具有豐富的螢石儲量。
根據(jù)《礦物學報》,湖南柿竹園礦床位于華南鎢錫成礦省中部,是一個超大型鎢錫鉬鉍多金屬礦床,礦物品種多達 143 種。以千里山花崗巖為中心,由內(nèi)向外金屬礦化組合依次為 W-Sn-Mo-Bi 和 Pb-Zn-Ag。
湖南柿竹園礦成因?qū)賻r漿期后熱液型。
其原礦組成復(fù)雜,螢石品位約 18% 22%,顆粒度約 0.005-0.030mm。螢石選別處于整個工藝流程的末端,多金屬選礦浮選藥劑種類繁多,易出現(xiàn)鎢尾礦伴生螢石的可浮性變差、有效回收率低、殘余藥劑干擾大等現(xiàn)象。
湖南柿竹鎢多金屬礦礦石性質(zhì)復(fù)雜,原礦中脈石礦物以鈣鐵榴石、方解石、長石和石英為主。螢石嵌布粒度粗細不均,主要為中細粒,與石英、方解石等主要脈石礦物密切共生。因為螢石及方解石都屬鈣質(zhì)礦物,且都含有 Ca2+,常規(guī)脂肪酸類捕收劑對兩種礦物都有較好的捕收作用,使得螢石與方解石浮選分離困難。
湖南郴州氟化學開發(fā)柿竹園伴生礦,貢獻一定氟化工原料增量。
湖南郴州氟化學打造了螢石選礦、無水氫氟酸以及下游其它高值氟化工產(chǎn)品一體化產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)能上,湖南有色及郴州氟化學擁有螢石精礦 16 萬噸/年、無水氟化氫 4.2 萬噸/年、螢石球團 8 萬噸/年、全氟聚醚油 30 噸/年。技術(shù)上,通過工業(yè)放大試驗,改變氟化工生產(chǎn)對優(yōu)質(zhì)螢石原料依賴性,降低主原料螢石精粉的采購成本。并且,湖南郴州氟化學研發(fā)螢石成球技術(shù),將品位 90%的螢石粉加工成螢石球團,替代高品位的螢石塊礦。
3.3. 磷化工副產(chǎn)氟硅酸將成為氟化工行業(yè)原料一定補充
磷礦石伴生氟元素豐富,然而目前僅濕法磷酸可副產(chǎn)氟硅酸,供給有限。大自然中可加以利用的氟資源只有天然冰晶石、螢石和磷礦石。除螢石外,天然冰晶石(NaAlF3)相當罕見,無工業(yè)利用價值,磷礦石主要成分為 Ca5(PO4)3F,平均氟含量約 3%。根據(jù) USGS,全球擁有 710 億噸磷礦石儲量,其中約 500 億噸儲量位于摩洛哥和西撒哈拉。
按照平均氟含量 3%測算,全球磷礦石含有相當于約 21 億噸螢石儲量的氟資源。而中國擁有 32 億噸磷礦石儲量,含有相當于約 9600 萬噸螢石儲量的氟資源。
然而,在我國 2021 年 1.03 億噸磷礦石產(chǎn)量中,大部分被直接制成磷復(fù)合肥,僅少部分被用以制備為磷酸,而目前技術(shù)只有其中濕法凈化磷酸可以通過閃蒸,把含有氟的蒸汽蒸發(fā)出來被吸收制成氟硅酸。
然后,將濃硫酸與濃氟硅酸在攪拌反應(yīng)器中混合,氟硅酸分解為氫氟酸和四氟化硅,通過硫酸吸收氫氟酸,四氟化硅返回氟硅酸濃縮系統(tǒng)再利用,含氫氟酸的硫酸溶液經(jīng)蒸餾分離出氫氟酸,用濃硫酸吸收氫氟酸中的水分得到無水氫氟酸。
此工藝物質(zhì)成分復(fù)雜,含有硫酸、氟硅酸、氫氟酸、氟磺酸、四氟化硅等強腐蝕成分,對裝備材質(zhì)要求較高,同時副產(chǎn)大量稀硫酸,需依附大型磷酸、磷肥裝置來解決水平衡和氟平 衡,技術(shù)上具備一定難度。因此綜合看來,目前磷化工副產(chǎn)氟硅酸法制氫氟酸供給有限。
我國磷化工副產(chǎn)氟硅酸供給主要被甕福壟斷,后續(xù)川恒具備一定新增產(chǎn)能。然而,目前受制于技術(shù)等因素,全球利用氟硅酸生產(chǎn)無水氟化氫的裝置較少,大規(guī)模裝置主要位于中國。
我國現(xiàn)有產(chǎn)能集中在甕福集團,集團擁有湖北甕福藍天 2 萬噸/年、福建甕福藍天 1 萬噸/年、貴州甕福藍天共 2.3 萬噸/年,甕福云天化氟化工 3 萬噸,貴州甕福開磷氟硅新材料 3 萬噸,截至 2021 年氫氟酸產(chǎn)能共 11.3 萬噸。后續(xù)目前披露的在建的氫氟酸產(chǎn)能超過 20 萬噸,不會對行業(yè)供需格局造成明顯的影響,但可以作為供需逐步錯配背景下的一個供應(yīng)補充。(報告來源:遠瞻智庫)
4. 短期受下游低迷壓制,中長期價格中樞有望持續(xù)抬升
4.1. 酸級螢石供需平衡測算:供需矛盾逐步加重,金石議價能力持續(xù)增強
需求強勁拉動下,供需矛盾逐步加重。
對于酸級螢石而言,行業(yè)需求除了傳統(tǒng)制冷劑應(yīng)用以外,新興需求鋰電、光伏、電子終端應(yīng)用快速成長,經(jīng)我們測算,在 2025 預(yù)計將帶來相對 2021 年 132.3 萬噸的新增需求。
供給方面,考慮到單一礦山儲采比僅約10年,隨著保有儲量的持續(xù)減少,邊際成本抬升。后續(xù)行業(yè)供給需要依賴伴生礦、磷化工副產(chǎn)等供給來源。雖然行業(yè)供給在金石包鋼項目、郴州氟化學柿竹園項目的投產(chǎn)釋放下有一定增加,但由于無論是伴生礦尾礦還是磷化工副產(chǎn),都需要依賴主礦的開采速度,因此整體而言需求缺口呈擴大趨勢。
公司憑借包鋼項目,行業(yè)份額快速提升,產(chǎn)業(yè)鏈議價能力持續(xù)增強。另一方面,公司 2021 年酸級螢石產(chǎn)量我國市場份額約 8.2%。通過包鋼項目新增產(chǎn)能的持續(xù)釋放,公司及公司與包鋼的合資公司未來占行業(yè)份額持續(xù)提升,2025 年有望提升至 23.8%,在產(chǎn)業(yè)鏈中將會擁有更強勁的議價能力。
4.2. 短期受下游低迷壓制,中長期價格中樞有望持續(xù)抬升
短期下游制冷劑正處于價格戰(zhàn)末期,仍處于行業(yè)虧損狀態(tài)。一旦后續(xù)配額鎖定,制冷劑走出行業(yè)虧損,將會為螢石打開漲價空間。
短期內(nèi),螢石價格上漲的壓制因素是目前第三代制冷劑正處于 2020 至 2022 年配額爭奪戰(zhàn)的最后一年,行業(yè)正經(jīng)歷激烈的價格戰(zhàn),目前第三代制冷劑的主要品種均處于行業(yè)虧損狀態(tài)。截至 6 月 17 日,R32 每噸行業(yè)平均虧損 3320 元/噸毛利潤,R134a 行業(yè)平均虧損 5400/噸毛利潤。
螢石占制冷劑生產(chǎn)成本約 30%,短期內(nèi)持續(xù)大幅的漲價或引起下游盈利空間進一步承壓。我國第三代制冷劑配額基線年為 2020 年至 2022 年三年,目前行業(yè)距離配額鎖定僅半年時間。我們認為,一旦后續(xù)配額鎖定,制冷劑走出行業(yè)虧損,將會為螢石打開漲價空間。
隨資源保有儲量減少,中長期螢石價格中樞抬升。
歷史上,螢石隨著全球范圍內(nèi)相對供給的逐步緊缺,價格中樞持續(xù)抬升。并且,隨著螢石的開采其生產(chǎn)成本亦持續(xù)抬升。以墨西哥出口美國的酸級螢石精粉為例,1993 年其均價約 105 美元/噸,經(jīng)過持續(xù)的上漲,2019 年已達到約 415 美元/噸。然而過去螢石的下游需求以制冷劑和傳統(tǒng)應(yīng)用的氟塑料為主,需求增速相對穩(wěn)定。隨著螢石下游新能源需求比重的逐步增加,預(yù)計未來螢石價格有望以高于歷史中樞的區(qū)間運行。
5. 從資源、技術(shù)、戰(zhàn)略三角度看金石競爭力
5.1. 資源方面:單一型礦資源優(yōu)質(zhì),坐擁全球最大伴生礦資源
單一礦儲量占我國近四分之一,開采和加工規(guī)模領(lǐng)跑行業(yè)。公司近年來螢石保有資源儲量持續(xù)穩(wěn)定在 2700 萬噸,對應(yīng)礦物量約 1300 萬噸。按照我國螢石單一礦山資源儲量 4200 萬噸(折算 100%氟化鈣)計算,公司單一礦螢石儲量占我國五分之一至四分之一。
采礦規(guī)模 117 萬噸/年。根據(jù)行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計,公司目前是中國螢石行業(yè)擁有資源儲量、開采加工規(guī)模最大的企業(yè)。
大型礦山現(xiàn)有儲備領(lǐng)跑行業(yè)。根據(jù)國土資源部頒布的《礦山生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模分類一覽表》,螢石礦山生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模大于等于 10 萬噸礦石/年的為大型礦山,5 至 10 萬噸礦石/年的為中型礦山,小于 5 萬噸礦石/年的為小型礦山。
大型礦山可開采約 20 年,小型礦山開 采時限一般不超過 10 年。全國螢石開發(fā)企業(yè)約 700 家,小型礦山產(chǎn)能占據(jù) 62.6%。擁有螢石采礦許可證 750 個,核發(fā)產(chǎn)能 1689 萬噸,其中,大型礦山占總產(chǎn)能的 19.8%,中型礦山占 17.6%,小型礦山占 62.6%。截至 2021 年報,公司擁有在產(chǎn)礦山 8 座,選礦廠 7 家。其中大型礦山 6 座,居行業(yè)第一。
合資開發(fā)全球最大螢石伴生礦項目,儲量占國內(nèi)螢石伴生礦半壁江山,總處理原礦規(guī)模 610 萬噸/年,生產(chǎn)螢石粉約 80 萬噸/年。同時,公司坐擁全球最大伴生礦資源。公司與包鋼股份、永和制冷、龍大集團合資成立螢石選礦公司和氟化工公司 2 家合資公司。
包鋼金石公司中,金石占股權(quán)比例 43%;包鋼占股權(quán)比例 51%;金鄂博氟化工中,金石占股權(quán)比例 51%、包鋼占股權(quán)比例 43%、永和占股權(quán)比例 3%、龍大集團占股權(quán)比例 3%。螢石選礦公司以包鋼白云鄂博礦石中的螢石資源、尾礦中的螢石資源及白云鄂博礦山圍巖等未被利用的螢石礦資源為合作標的,規(guī)劃總處理原礦規(guī)模 610 萬噸/年,生產(chǎn)螢石粉約 80 萬噸/年,投產(chǎn)后將成為全球最大螢石伴生礦開發(fā)項目。
并且,包鋼項目的白云鄂博伴生礦擁有螢石儲量 1.3 億噸,占據(jù)國內(nèi)螢石伴生礦儲量超過半壁江山,優(yōu)勢顯著。
5.2. 技術(shù)方面:掌握鐵-稀土-螢石伴生采選技術(shù)、低品位螢石制酸技術(shù)
螢石的生產(chǎn)需經(jīng)過探礦、采礦、選礦三個主要步驟,全流程一般在四年以上,較長的擴產(chǎn)周期導致供給在短期難以迅速有效增加。其中選礦是螢石生產(chǎn)工藝的核心難點。
采礦:各礦山根據(jù)礦體賦存形態(tài)和開采技術(shù)條件完成開拓建設(shè);在此基礎(chǔ)上做好礦塊采準切割;隨后自上而下進行回采作業(yè);放礦作業(yè)后,將礦石運輸?shù)竭x礦廠原礦堆場;最后對已采空區(qū)域采取崩落圍巖、充填等措施進行管理。在選礦環(huán)節(jié),螢石原礦運抵選礦廠后,經(jīng)機器自動預(yù)選挑出高品位螢石塊礦,剩余的普通螢石原礦經(jīng)過浮選法選礦作業(yè)制成螢石精粉。
選礦:螢石原礦經(jīng)過破碎篩分后給入球磨機進行磨礦,通過球磨后的礦漿進入分級作業(yè)流程,溢流流入攪拌桶、底流返回磨機進行再磨直到滿足工藝要求的粒度,滿足工藝要求粒度的礦漿溢流在加藥攪拌后給入浮選機進行浮選分離。
螢石選礦藥劑主要有:調(diào)整劑純堿、硫酸,抑制劑水玻璃(Na2SiO3)及捕收劑油酸等。整個浮選作業(yè)包含粗選、掃選和多次精選。精選后的產(chǎn)品再經(jīng)濃縮、脫水、包裝等工序后即成為可銷售的酸級螢石精粉,雜質(zhì)則用泵揚送至分級、壓濾等后續(xù)工藝處置或存放。
螢石伴生礦品位低,成分分離困難,選礦難度大。
對重晶石型螢石礦而言,由于螢石與重晶石表面陽離子同屬堿土金屬離子,其天然可浮性相近,致使重晶石與螢石的分離也極為困難;鎢金屬伴生礦含大量方解石,因為螢石及方解石都屬鈣質(zhì)礦物,且都含有 Ca2+,常規(guī)脂肪酸類捕收劑對兩種礦物都有較好的捕收作用,使得螢石與方解石浮選分離困難。
整體而言,相比單一型礦山,稀土伴生礦中螢石與稀土、鐵等伴生,選礦難度大。需經(jīng)過磁選等步驟及使用特殊的捕獲劑。
公司研發(fā)的 KY-108 新型螢石浮選捕收劑用于低品位難選螢石礦及螢石老尾礦選礦工藝,可生產(chǎn)品位 90%的螢石精粉,解決了包鋼白云鄂博礦長達四十年尾礦利用問題。
在白云鄂博伴生礦中,螢石與稀土礦物、鐵礦物和白云石共生關(guān)系密切。
在螢石型稀土-鐵礦石中主要的嵌布特征為:螢石鑲嵌在赤鐵礦邊緣或包裹赤鐵礦;螢石與氟碳鈰礦、磁鐵礦和白云石緊密共生,部分氟碳鈰礦和磁鐵礦被螢石包裹;白云石呈浸染狀沿裂隙充填于螢石中。
總之,螢石的嵌布關(guān)系復(fù)雜多變。因此,選礦除了浮選之外,還需要先進行強磁選,對磁選尾礦采取抑制重晶石浮選螢石工藝或抑制螢石浮選重晶石工藝兩種,一般來講前者效果更好一些。另外通過全浮選方法在保證回收率的基礎(chǔ)上同樣可得到高品位螢石,一般優(yōu)先浮選出有用礦物即螢石重晶石混合浮選—混合精礦浮選分離,再從混合精礦中浮選回收螢石。
尾礦生產(chǎn)螢石精粉制備氫氟酸成本優(yōu)勢顯著。目前氫氟酸制備技術(shù)主要分為螢石硫酸法和氟硅酸法。螢石法采用的是回轉(zhuǎn)窯式制備無水氟化氫,氣相混合物經(jīng)過洗滌塔與濃硫酸接觸吸收、循環(huán),去除粉塵和水,隨后進行冷凝分離,得到含氫氟酸濃度高的冷凝液。
與 97%品位螢石粉相比,在制備工藝上,采用 90%低品位螢石粉制備氫氟酸,其氧化鋇等雜質(zhì)含量高,烘干后流動性差,需要保證:螢石烘干后水分 0.2%;混酸濃度 99% 100%,溫度 115 135 ;對生產(chǎn)設(shè)備進行改造,減小阻力,從根本上提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率。在成本上,對無礦山資源的氟化工企業(yè),采用高品位螢石粉生產(chǎn),噸原料和能源消耗低,采購價格較高;而采用稀土回收螢石粉生產(chǎn)時,噸產(chǎn)品原料和能源消耗高,但是其采購價格合理。根據(jù)《稀土回收螢石代替制酸級螢石在氟化氫生產(chǎn)中的運用》,從 2020 年 H1 運行情況看,采用低品位螢石粉制備,每噸無水氟化氫的成本可降低超過 500 元,成本優(yōu)勢顯著。
5.3. 戰(zhàn)略方面:立足資源一體化延伸,從鋰電材料出發(fā)切入含氟新材料
江山項目是公司切入鋰電材料的起點。公司擬于江山投資年產(chǎn) 2.5 萬噸新能源含氟鋰電材料及配套 8 萬噸年螢石項目,總投資約 15.5 億元人民幣,其中固定資產(chǎn)投資約 14.8 億元。項目一期為年產(chǎn) 6000 噸六氟磷酸鋰和年產(chǎn) 8 萬噸螢石精礦,二期為年產(chǎn) 9000 噸六氟磷酸鋰,三期為年產(chǎn) 10000 噸六氟磷酸鋰和 LiFSI。
布局新型鋰鹽 LiFSI:LiFSI 被認為是傳統(tǒng)電解質(zhì)六氟磷酸鋰的替代材料之一。導電性能方面,在 FSI-中,F(xiàn) 取代了-CF3,陰陽離子間的相對作用力較 LiTFSI 更弱,在有機溶劑狀態(tài)下更易解離。因此,在電導率方面 LiFSI 較 LiTFSI 更加優(yōu)異,甚至高于 LiPF6。Han H.B 測得在 1 mol/L 鋰鹽 EC/EMC 電解液中-20-60 溫度范圍內(nèi),電導率順序 為:LiFSI>LiPF6>LiTFSI。
此外,LiFSI 也具有遠高于 LiPF6 的熱穩(wěn)定性,其熔點為 145 ,分解溫度高于 200 。 LiFSI 電解液與 SEI 膜的兩種主要成分烷基碳酸鋰及碳酸鋰相容性更好,LiPF6 分解產(chǎn)生 的 PF5 會在 80-100 之間與 SEI 膜基本組分發(fā)生反應(yīng),而 LiFSI 則不會與 Li2CO3 發(fā)生 反應(yīng),只會在 160 時發(fā)生 LiFSI 中 F 與醇鹽陰離子的置換反應(yīng)??梢?,LiFSI 在鋰電池 電解液中有著良好的應(yīng)用前景。
包鋼氟化工項目氫氟酸成本優(yōu)勢顯著:
公司構(gòu)建伴生礦螢石-氫氟酸-LiFSI 一體化產(chǎn)業(yè)鏈,成本具有一定優(yōu)勢。包鋼氟化工項目規(guī)劃 30 萬噸氫氟酸、36 萬噸氟化鋁等,在 5 6 年內(nèi)分三期建設(shè)。
據(jù)測算,在目前硫酸的價格之下,外購螢石、硫酸生產(chǎn)氫氟酸的生產(chǎn)成本約 9000 元/噸,而磷化工副產(chǎn)氟硅酸制氫氟酸路線生產(chǎn)成本約 5000-6000/噸,公司采用包鋼尾礦生產(chǎn) 90 品位螢石來制備氫氟酸,由于尾礦成本低加上螢石生產(chǎn)環(huán)節(jié)利潤豐厚,其生產(chǎn)成本可媲美氟硅酸生產(chǎn)氫氟酸路線。再加上項目配套 2 40 萬噸原材料硫酸,綜合成本優(yōu)勢有望較氟硅酸路線更為顯著,進一步生產(chǎn)氟化工產(chǎn)品優(yōu)勢十分顯著。
6. 盈利預(yù)測與估值
6.1. 關(guān)鍵假設(shè)
現(xiàn)有單一螢石礦業(yè)務(wù):假設(shè)隨江山項目 8 萬噸精粉投產(chǎn)以及存量待開采礦山產(chǎn)能釋放,主業(yè)產(chǎn)能穩(wěn)步增長。在行業(yè)供需格局逐漸趨向緊缺的背景下,價格持續(xù)上漲,成本端亦隨著開采小幅上浮,整體毛利率呈增長趨勢。
包鋼伴生礦及氫氟酸業(yè)務(wù):根據(jù)公司年報,公司 2022 年包鋼項目有望建成 60 萬-80 萬噸/年以 90 品位為主的伴生礦產(chǎn)能,后續(xù) 30 萬噸氫氟酸一期 12 萬噸投產(chǎn)。以稀土尾礦作為原材料的伴生礦成本具備一定優(yōu)勢,后續(xù)隨著行業(yè)價格上漲毛利率增長。
江山鋰電材料業(yè)務(wù):假設(shè)一期 6000 噸六氟磷酸鋰、二期 9000 噸六氟磷酸鋰,三期 10000 噸六氟磷酸鋰和 LiFSI 陸續(xù)建成投產(chǎn),將憑借資源端帶來的成本優(yōu)勢,貢獻盈利。
6.2. 盈利預(yù)測
我們預(yù)計公司 2022-2024 年營業(yè)收入分別為 13.92/22.13/38.91 億元;歸母凈利潤分別為 3.28/5.29/8.37 億元;對應(yīng) PE 分別為 39.4/24.5/15.4 倍。
螢石需求受到新能源拉動,據(jù)我們測算遠期可帶來數(shù)百萬噸級增量,供需拐點漸近。
公司是我國螢石龍頭,在持續(xù)夯實單一螢石礦行業(yè)地位的同時,公司一方面與包鋼合資采選全球最大伴生礦,另一方面立足資源端延伸生產(chǎn)含氟鋰電材料,全球螢石資源王者崛起。
6.3. 估值
金石資源是下游受到鋰電、光伏、電子等新興產(chǎn)業(yè)需求拉動的資源品——螢石的龍頭,并且中長期持續(xù)向下游氟化工領(lǐng)域延伸。
我們選取同樣下游涉足新能源的資源鋰、鈷、磷的龍頭,包括鋰資源龍頭贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè);鈷資源龍頭華友鈷業(yè)、寒銳鈷業(yè);磷資源龍頭川恒股份、云天化。
以及鉬資源龍頭洛陽鉬業(yè)、金鉬股份;涉足或擬涉足含氟鋰電材料的氟化工龍頭巨化股份、永和股份與公司進行綜合可比分析。可比公司 2022-2024 年平均 PE 分別為 18.3/14.7/12.1 倍。
考慮到相比碳酸鋰、磷礦石等其它資源品,螢石目前尚未到供需拐點,價格尚在相對低位。
換言之,氟資源在新能源、電子產(chǎn)業(yè)的價值目前并沒有在螢石價格上得到充分體現(xiàn),而公司作為螢石資源品龍頭無論是盈利彈性空間還是產(chǎn)量釋放空間均顯著,應(yīng)享有更高估值水平。
7. 風險提示
鋰電池需求不及預(yù)期。
螢石行業(yè)未來需求增量很大一部分來自新能源鋰電池,特別是電動車的增長。若鋰電池需求不及預(yù)期,將影響對螢石行業(yè)需求增長的預(yù)期。
包鋼伴生礦項目爬坡不及預(yù)期。
包鋼螢石伴生礦項目不僅是行業(yè)未來重要的新增供給,更是公司產(chǎn)量增長的重要貢獻。若伴生礦項目投產(chǎn)后爬坡不及預(yù)期,將影響對公司產(chǎn)量增長的預(yù)期。
金鄂博氟化工氫氟酸投產(chǎn)不及預(yù)期。
通過包鋼伴生礦項目產(chǎn)出的低品位螢石生產(chǎn)氫氟酸,是公司未來持續(xù)向氟化工中下游延伸的基礎(chǔ)。若該項目不及預(yù)期,或?qū)⒂绊懝局虚L期產(chǎn)業(yè)鏈延伸的成長性。
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