1、鉑是工業用途廣泛但地殼含量極低的稀貴金屬
鉑(Platinum),俗稱白金,化學符號Pt,是元素周期表第 5 和第 6 周期第 8-10 族六種鉑金屬中最著名、應用最廣泛的一種。鉑是一種非常重的銀白色貴金屬,質地柔軟,韌性好,熔點高,具有良好的耐腐蝕性和耐化學侵蝕性。例如,在空氣中加熱到白熱化后,鉑金的表面仍然光亮,雖然它很容易溶解在王水中,但幾乎不受單酸的侵蝕。(在有空氣的情況下,它在鹽酸中的溶解速度較慢)。通常添加少量的銥可以使合金更堅硬,強度更高,同時保留了純鉑金的優點。
鉑在工業中具有極其廣泛的應用。鉑及其合金是化學實驗室中不可或缺的電極、坩堝和可將材料加熱至高溫的皿。鉑金既能耐高溫,又能抵御電弧的化學侵蝕,因此被用于電觸點和火花點。首飾和牙科合金是鉑金的主要用途之一;鉑銥合金被用于外科手術針。國際標準千克質量的原型是由 90% 的鉑和 10%的銥合金制成的。鉑的電阻率相對較高,并明顯取決于溫度;國際溫標-259.35 至 961.78 °C(-434.83至1763.2 °F)是用鉑絲制成的電阻溫度計定義的。作為一種催化劑,鉑在汽車催化轉換器和石油提煉中具有重要地位。
鉑金在地殼中的含量極低,主要分布在南非、俄羅斯和北美等地。其稀有性使得鉑金的開采和提煉成本高昂,進一步增加了其市場價值。通常,鉑金礦石中僅含有少量的鉑金,需要經過復雜的提煉過程才能得到純凈的金屬。
鉑的制備有富集和精煉兩種形式。富集鉑礦物主要采用重選方式,使用溜槽、跳汰機、搖床及風力均可有效富集相對密度較大的鉑礦;天然鉑表面濕潤性小,可用黃藥作捕收劑浮選;富集后可得到精礦。傳統的精煉方法分為溶解、還原、沉淀、鍛燒,即:鉑精礦用王水溶解,鉑、鈀、金形成溶液,用硫酸亞鐵從溶液中還原金;溶液中加入氯化銨,使鉑以氯鉑酸銨沉淀,經煅燒得到粗鉑,再用溴酸鈉水解法精制。1970 年開始出現的萃取工藝,以Cl2/HCl 混合物作介質,實現了貴金屬的完全浸出,自此分離效率和產品純度大幅提升,也奠定了現代化鉑精煉流程的基礎。
2 鉑用途呈現多樣化特點
鉑金因較高的催化活性和化學穩定性而在冶金、儀器制造、石油煉制、化工、醫學等領域被廣泛應用。
鉑金的高催化活性使其被廣泛應用于各類化學催化反應中(氫化/脫氫/異構化/環化/脫水/裂解),如二氧化鉑是氫化反應的催化劑,用于生產植物油;鉑是過氧化氫催化劑,被用于制造導彈發射燃料;此外,鉑最大用途為汽車尾氣的催化轉化器。而玻璃工業中,鉑多被用于制造耐腐蝕的化學儀器,如反應器皿、蒸發皿、坩堝等;在電器與電子工業中,鉑則被用于制造接觸點和鉑銠合金熱電偶、鉑銥火花塞電極。
其他方面,鉑可與鈷、鐵形成合金以制備永磁體,用于航天航空儀表、電子鐘表、磁控管等。而醫藥行業中,鉑的化合物如順鉑(Cisplatin)可用于癌癥化療。此外,鉑還通常被用于首飾制造。
汽車催化領域占鉑金需求領域最高。鉑金的需求總體分為汽車催化劑、首飾、工業需求與氫能。過去十年,汽車催化劑領域的鉑金需求最高,2023 年約占總需求48.8%;工業需求占鉑金總需求的32.1%左右,比重僅次于汽車領域,其中化工、玻璃制品、醫藥領域各占9.80%、5.93%、3.96%;首飾消費占鉑金總需求的18%;氫能占鉑金總需求的1.1%。
3、鉑金供應鏈:金字塔分布,礦產商話語權強
鉑金供應鏈環節主要分為礦產商、分銷商和終端客戶。全球主要鉑金礦產商包括英美鉑業、斯班一靜水、羚羊鉑業、諾里爾斯克鎳業等公司。礦產商僅對部分終端客戶采用年度長單方式進行銷售,其余部分還是依賴莊信萬豐、賀利氏、日本田中等全球或區域性的分銷商進行渠道銷售,也依靠世界鉑金協會等非盈利組織開展市場推廣。
鉑金貿易供應鏈呈“金字塔”分布。原料供應集中度高,話語權掌握在幾家巨頭手中,礦產商處于金字塔頂部;首飾及工業產品制造商和投資者在內的終端用戶數量眾多,則處于金字塔底部。產業分布屬于典型的供應端“寡頭壟斷”市場結構,容易因上游礦產商減停產而催化價格上行彈性顯現。
4、全球鉑礦分布:生產商高度集中度,鉑產量增速剛性
全球鉑礦儲量分布具有極強聚攏型特征。全球有60多個國家發現含鉑族金屬的礦床或有遠景的巖體,南非占全球鉑資源總儲量比重接近90%。據USGS數據,全球2023年鉑族金屬資源儲量約7.1萬噸,主要分布于南非、俄羅斯、加拿大、美國等國。南非鉑族金屬儲量6.3萬噸,占全球總儲量的88.73%,其鉑族金屬主要產于南非北部德蘭士瓦省(Transvaal)布什維爾德雜巖體(Bushveld platinum deposit)的3個層位。最重要的含鉑層是梅林斯基層(Merensky),與銅-鎳硫化物礦床有關,硫化礦石中鉑族金屬的品位為5-7g/t;另一個含鉑層位是UG-2鉻鐵礦層,鉑族金屬和金的平均品位約7g/t,主產品鉑族金屬,副產品為鉻鐵礦;普拉特層相關數據較少。目前主要在開采的是前兩層。此外,從全球其他鉑礦主要分布地觀察,俄羅斯的鉑族金屬礦儲量約5500噸,占全球比約7.75%,集中于西伯利亞的諾里爾斯克-塔耳納赫地區(Norilsk-Talnakh);加拿大的鉑族金屬礦儲量約310噸,占比0.44%,主要分布在安大略省的薩德伯里(Sudbury Complex);美國鉑族金屬礦儲量820噸,占比1.15%,集中在斯蒂爾沃特(Stillwater Complex)基性-超基性雜巖的鉻鐵礦礦床中;而津巴布韋鉑礦儲量主要出自著名的大巖墻巖體(Great Dyke)。
全球鉑礦供給CR5高達97.7%。全球鉑礦的供給狀態顯現高聚攏型及強剛性特征。從供給區域分布觀察,2023年全球鉑礦產量約558萬盎司,其中南非以400萬盎司供給量居首,占比71.68%;加上俄羅斯、津巴布韋、加拿大、美國,全球前五大鉑礦供給國年產量占全球總產量97.7%以上。從礦山及生產商角度觀察,全球前五大鉑金生產商鉑礦供給占總供給量83%,而行業CR10則高達99%以上。英美鉑業、斯班一靜水、羚羊鉑業、諾里爾斯克鎳業等礦商以控股或合資的形式,控制了如莫家拉克維納(Mogalakwena)、馬利卡納(Marikana)、布依森代爾(Booysendal)、因帕拉(Impala)、齊姆鉑(Zimplats)、魯斯騰堡(Rustenburg)等大中型礦山,占全球供給份額超過80%。