金属钴

钴是具有光泽的钢灰色金属，钻在地壳中的平均含量为0.001%（质量），海洋中钴总量约23亿吨，自然界已知含钴矿物近百种，自然界中钴的存在形式有三种：①独立钴矿物，②呈类质同象或包裹体存在于某一矿物中，③呈吸附形式存在于某些矿物表面，其中以第二种存在形式最为普遍。

一、物理化学特性与地壳赋存形态

钴（Co）是具有银白色金属光泽的铁磁性过渡金属，原子序数27，熔点1495℃，密度8.9g/cm³，兼具高强度、耐高温（抗氧化温度达900℃）及优良的耐腐蚀性能。其在地壳中平均含量仅0.001%（质量比），却因独特的电化学活性成为现代工业的“维生素”。自然界中钴以三种形式存在：

• 独立矿物：如辉钴矿（CoAsS）、钴土矿（CoO·(OH)₂），占比约15%
• 类质同象赋存：以离子替代形式存在于镍、铜、铁矿物中（如红土镍矿、硫化铜矿），是最主要存在形式（占比70%）
• 表面吸附态：存在于黏土、土壤等矿物表面，易于富集提取（占比15%）

海洋中钴资源总量约23亿吨，主要赋存于多金属结核和富钴结壳，目前因开采成本高尚未大规模开发。

二、全球资源分布与开采格局

1. 储量高度集中

美国地质调查局（USGS）2023年数据显示，全球已探明钴经济可采储量760万吨，呈现“一极主导、多元补充”格局：

• 刚果（金）：储量450万吨（占比60%），全球最大生产国，2023年钴产量13万吨（占全球68%）
• 澳大利亚：储量120万吨，以镍钴矿为主，必和必拓（BHP）旗下Murrin Murrin矿年产能1.5万吨
• 古巴：储量50万吨，依托镍钴伴生矿资源，产能占全球8%

中国钴储量仅11万吨（占比1.4%），高度依赖进口，2023年进口依存度达92%。

2. 开采技术突破

针对复杂赋存形态，开采技术持续创新：

• 高压酸浸（HPAL）：处理红土镍钴矿，钴回收率提升至95%，金川集团在印尼OBI岛项目应用该技术
• 生物浸出：利用微生物分解硫化钴矿，环保成本降低30%，嘉能可（Glencore）刚果（金）Kamoto矿已规模化应用

三、核心应用领域与需求驱动

1. 新能源汽车的“心脏血液”

在锂离子电池中，钴作为正极材料（如NCM、NCA）的核心成分，决定电池能量密度与循环寿命：

• 2023年全球新能源汽车用钴量达9.8万吨，占钴消费总量58%，同比增长45%
• 宁德时代、LG化学等头部企业对高镍低钴（NCM811/NCA）技术路线的采用，使单位电池钴用量从2018年的12kg/辆降至2023年的6kg/辆

2. 高端制造的关键材料

钴在传统工业中的不可替代性持续凸显：

• 高温合金：用于航空发动机涡轮叶片（如GE9X发动机含钴量12%），耐受1200℃高温，保障民航客机安全
• 硬质合金：钴作为黏结剂（占比5-15%），使硬质合金硬度达HRA89-92，广泛应用于芯片制造的晶圆切割
• 催化剂：钴基催化剂（如费托合成催化剂）在煤化工中不可或缺，2023年消耗量达1.2万吨

四、市场供需与价格周期

1. 供需紧平衡加剧

安泰科数据显示，2023年全球钴消费量17万吨，2025年预计增至25万吨，而供给端受限于：

• 刚果（金）政治风险：32%的钴产能集中于加丹加省，2023年运输中断事件导致短期价格波动超20%
• 环保政策收紧：欧盟《电池法》要求2024年钴供应链碳足迹可追溯，推高生产成本

2023年钴价经历剧烈震荡，MB标准级钴价从年初3.2万美元/吨跌至年末2.1万美元/吨，反映市场对产能释放的分歧。

2. 中国产业布局

中国企业通过“走出去”破解资源困局：

• 洛阳钼业持有刚果（金）Tenke矿56%股权，年产能3.1万吨，保障宁德时代20%的钴需求
• 华友钴业在衢州建成全球最大钴冶炼基地，产能达6万吨/年，占全国产量70%

五、未来趋势与挑战

1. 技术替代压力

• 磷酸铁锂电池（LFP）无钴化趋势：2023年中国LFP电池市占率达65%，对钴需求形成长期压制
• 固态电池研发突破：丰田计划2027年量产固态电池，钴用量较传统电池减少40%

2. 可持续发展机遇

• 循环经济：2023年全球钴回收率达18%，格林美武汉基地实现动力电池钴回收率98%，2025年目标建成10万吨/年回收产能
• 深海开采：国际海底管理局拟2024年启动商业开采许可，中企联合勘探的克拉里昂-克利珀顿断裂带（CCZ）钴资源量达150万吨

数据来源：USGS、SMM、中国有色金属工业协会、企业财报