钴具有独特的物理化学性质使钴成为航空航天、石油化工、玻璃制造及医药领域的重要原材料。钴在战略性新兴产业的发展中发挥着重要的作用^[1-3]。钴在地壳中的含量很低，地壳中钴的平均丰度仅为0.0025%，且地壳中的钴90%呈分散状态。自然界中钴多为铜、镍和铁等矿种的伴生矿，基本没有独立的钴矿床产出。美国和欧盟都将钴列入了影响国家和地区安全及未来经济发展的关键矿物和材料清单，根据中国矿业联合会的研究，到2020年钴将成为严重短缺的九大矿种之一^[1]。我国是世界上最主要的精炼钴生产国和钴消费国之一^[4]，但是我国钴矿储量仅占全球总储量的1.1%^[5]，钴原料大量依靠进口，2017年钴资源对外依存度高达90%。本文介绍了全球钴矿资源和应用现状，对钴资源的供需状况、价格等变化趋势进行分析，希望为我国钴矿业的投资、开发和管理提供参考依据。

1 钴的性质、分布和应用 1.1 钴的性质

钴的原子序数为27。纯钴是具有金属光泽的钢灰色金属，质硬而脆，具有铁磁性。钴的熔点1 493 ℃，沸点3 100 ℃，密度8.9 g/cm³，莫氏硬度5.0~5.5。钴在高温下仍能保持较高的强度，并具有较低的导热性和导电性^[6]。钴可以与很多元素形成性能优异的合金，具有优良的耐高温、耐腐蚀、具铁磁性等性能，使钴在航空航天、机械制造、电气电子、电池和化学等工业领域具有广泛应用。一些钴的化合物具有艳丽的颜色，作为颜料和染料应用于陶瓷、玻璃和油漆等行业。

1.2 钴的分布

地球上已发现的钴矿物多数与铜、镍、金和铁等矿产共伴生，全球钴产量仅有2%左右产自独立钴矿。根据USGS 2019年统计，全球已探明的陆地钴矿资源量为2 500万t，储量为688万t，按2018年世界钴矿产量13.6万t计，静态保障年限达到50年。在大西洋、印度洋和太平洋底部发现了超过12 000万t的钴矿资源存在于大洋锰结核和大洋富钴结壳中，由于技术和经济原因，这些资源目前还未能得到开发利用。全球陆地钴矿资源分布广泛，钴矿资源主要赋存于刚果和赞比亚的沉积型层状铜钴矿床中，澳大利亚、古巴、菲律宾和马达加斯加等国的红土型镍钴矿床，以及澳大利亚、加拿大和俄罗斯等国的岩浆型镍-铜硫化物矿床中。尽管钴矿分布广泛，但是除了摩洛哥的Bou Azzer钴矿是以砷钴矿为主矿产的独立钴矿外，世界其他钴矿均作为铜矿和镍矿等矿产的共伴生矿产产出，目前只有刚果、澳大利亚、古巴、加拿大和俄罗斯等少数几个国家的钴矿才能经济利用。

1.3 钴的应用

钴优异的性质使其在众多领域得到广泛的应用，钴产品主要以化学品和金属的形式应用于电池材料、催化剂、颜料、高温合金、硬质合金和磁性材料等领域。目前，电池行业是消耗钴最多的行业，钴主要用于制备锂离子电池的正极材料，钴可以提高锂离子电池的稳定性和安全性，改善电池的循环性能，从而提高电池的寿命。钴与镍、铬、钼和钨等元素构成的钴基超级合金在高温下仍能保持高强度、耐磨性和耐腐蚀性，是用于喷气飞机发动机和燃气轮机的主要原料，因此，制备超级合金也是钴的主要应用领域。

根据国际钴业协会(CI)2019年发表的全球钴应用报告，钴在各行业的应用情况见图 1。

2 钴矿物和矿床 2.1 钴矿物

自然界中含钴的矿物种类超过百种，钴作为基本元素的矿物种类超过了59种^[7]，但目前具有经济意义的钴矿物主要有钴的砷化物、硫化物和氧化物三大类。工业上常见的钴矿物有辉钴矿、硫钴矿、辉砷钴矿、方硫镍钴矿和钴镍黄铁矿，以及表生矿物中的水钴矿和杂水钴矿等。常见钴矿物及性质见表 1。

2.2 钴矿床

人类目前商业开发的钴矿资源均来自陆地钴矿床，陆地钴矿床主要有沉积型层状铜钴矿床、岩浆型硫化镍-铜-钴-铂族矿床、热液型钴矿床、风化型红土镍钴矿床四种类型。除了这四种主要的钴矿床类型外，还存在一些资源量较小的其他类型的钴矿床，例如黑色页岩型镍-铜-锌-钴矿床、密西西比河谷型铅-锌-钴-镍硫化物矿床等，这些类型的矿床资源量仅占已知的地球钴资源量的1%，占到陆地钴矿资源量的8%。

海底钴矿床主要包括大洋锰结核、大洋富钴结壳和海底火山铜-锌-钴-银-金硫化物矿床。海底钴矿床蕴藏着巨大的钴矿资源量，未来可以为人类提供丰富的钴资源。美国地调局统计的全球钴矿床类型见图 2，全球主要钴矿床资源类型、资源量和品位见图 3，钴矿床种类和特点见表 2。

3 全球钴矿资源储量和产量

2018年全球探明的钴矿资源储量为687.5万t，钴矿产量为13.57万t^[10]。其中刚果金是全球钴矿资源储量最多的国家，也是钴矿产量最高的国家，2018年刚果金的钴矿储量占到全球储量的49.45%，产量占到全球钴矿产量的66.32%，集中度非常高。储量排名第二和第三的国家分别为澳大利亚和古巴，占到全球储量的17.45%和7.27%，其他国家的储量都小于5%。各国钴矿储量和产量见表 3。

4 全球主要钴矿公司

全球主要钴矿公司2018年度矿石类型、产品和产量见表 4，详细情况见表 5。全球主要的钴矿公司有嘉能可公司、洛钼集团、Chemaf公司、金川集团和谢里特公司等。嘉能可公司掌控着全球钴矿探明储量的25%，每年的钴矿产量占到全球产量的30%左右，对全球钴矿的供应有决定性的影响力。全球前十大钴矿公司2018年的钴矿产量占到全球钴矿产量的75.45%，生产集中度比较高，中国有四家公司进入钴矿产量前十的行列。

5 钴的产量、价格和供需变化趋势 5.1 近30年钴的产量变化

钴属于小金属，相对于基础金属而言，钴矿资源储量小，品位低，且钴主要与铜和镍矿产共伴生，生产成本比较高。尽管人们努力减少钴的用量或用其他原料替代钴，但最近三十年来，全球钴矿产量在波动中不断增长^[10]，钴矿产量从1988年的4.4万t增长到2018年的13.57万t，年均增长率达到3.8%，近30年钴的产量变化见图 4。

1990—1995年，钴产量的下降主要是由于刚果的一个主要铜钴矿Kamoto矿发生了坍塌，并且在此期间刚果国内政治斗争和社会动荡，使得刚果钴矿产量急速下降，直到1995年，刚果的钴矿生产才逐渐恢复增长。到2000年，刚果的钴矿产量恢复到全球产量的28%，澳大利亚和加拿大各占14%，赞比亚占12%，俄罗斯占10%。

2000—2010年，由于刚果钴矿产量的高速增长和多国红土型镍钴矿的开发，全球钴矿产量进入了高速增长期。这期间，中国经济的快速增长带动了全球经济的增长，中国对铜、镍和钴等矿产的需求不断增长，刺激了全球钴矿产量的快速增长。这十年全球钴矿产量从3.93万t增长到11万t，年均增长率达到了10.84%。

2010年以后，中国经济增长速度放缓，铜和镍价格连续5年持续低迷，钴矿供应过剩，全球钴矿生产出现波动，部分钴矿企业减产，其中，嘉能可旗下的Katanga铜钴矿2015年停产维修，导致2016年全球钴矿产量出现下降。电动汽车快速发展导致的钴需求增长刺激了钴矿生产，到2017年，全球钴矿产量恢复到12万t，2018年钴矿产量增长到13.56万t。

5.2 近30年钴的价格变化

全球钴市场的价格体系，主要依靠英国金属导报的MB报价，虽然伦敦金属交易所LME于2010年推出了钴金属的期货合约，该合约的交投并不活跃，因此钴的行业的交易作价都以MB每周两次的报价作为成交依据。MB的报价是依据国际电解钴现货的供需情况、投资囤货和交易情况而确定的。钴矿原料采购，钴矿产品的销售定价，都会参考MB报价，特别是MB报价会影响矿山与冶炼厂长单的签订价格，所以MB报价在很大程度上会影响钴行业所有产品的价格。

钴是一个小金属，钴的生产受制于共伴生钴的铜和镍矿的生产。全球钴矿主产地集中，刚果占对全球钴矿资源的供给具有决定性的影响力。自然灾害、地缘政治、社会稳定和投机资本都会造成钴价大的波动。历史上，钴的价格经历了多次大起大落，近三十年，钴价格经历了三次大的起伏(图 5)：

第一阶段(1987—2000年):如前所述，刚果钴矿产量急速下降，造成全球钴矿供应短缺，钴价格飙升，虽然期间美国军方钴需求量减少，美国减少了钴资源的收储，钴价格有些波动，但到1995年，钴的年均价格达到了阶段高点5.83万美元/t，其后美国政府开始抛售其战略储备的钴资源，钴价格开始回落。2000年钴年均价格回落到2.33万美元/t。

第二阶段(2000年—2010年):2000年开始，锂离子电池开始广泛应用于3C产品(Computer计算机、Communication通信、Consumer Electronics消费类电子产品)，加上中国经济高速发展，带动了全球钴消费量的高速增长，2003年钴价格开始回升。2007年刚果政府禁止出口未经加工的钴矿石，并在一段时间内禁止钴精矿出口，以鼓励刚果国内发展钴下游加工业，这一决定导致全球钴矿石和钴精矿供应减少，钴价格暴涨，2008年钴的年均价格达到6.84万美元/t，随后在2008年金融危机冲击之下，钴需求陷入停滞，加之自由港TFM项目投产短期带来大量增量，钴的供需平衡被打破，出现严重过剩，加速了钴价下跌，2010年钴的年均价格下跌到3.97万美元/t。

第三阶段：(2011—至今):2011年以后，中国经济增长速度放缓，全球经济疲软，3C产品终端消费受到抑制，铜、镍价格连续5年持续低迷，钴供应过剩，价格低迷，钴矿企业普遍减产。其中，嘉能可旗下的Katanga铜钴矿2015年停产维修。到2016年，全球钴年均价格跌回到2.62万美元/t。

从2016年开始，中国的电动汽车发展和美国的特斯拉等公司的电动汽车发展带动了全球电动汽车的快速发展，电动汽车用动力电池对钴用量的强劲需求和未来预期，极大地刺激了钴价格的上涨，到2018年3月LEM钴期货价格达到9.48万美元/t。2018年4月开始，由于供应和囤货过剩，顾虑中国的新能源汽车退坡政策等因素，钴价开始大幅下跌，截至2019年6月初，LEM钴价跌到3.2万美元/t，较2018年钴价最高点下跌跌幅达到66%。而刚果(金)政府政策的不确定性(新矿业法的实施等)，以及不稳定的时局，也势必将给未来钴的价格带来更多的扰动。

近5年钴的价格变化趋势如图 6所示，可以看出，钴逐渐进入了又一轮大周期，2016—2017年供给不足，供给端的收储、囤货和增加库存等造成一轮价格暴涨，2018年下半年企业快速扩产和高库存造成的供大于求价格暴跌。而刚果(金)政府政策的不确定性(新矿业法的实施等)，以及不稳定的时局，也势必将给未来钴的价格带来更多的扰动。

5.3 钴的供需变化

钴在不同消费产品中的用量见图 7。近30年来高温合金、硬质合金、催化剂、颜料和磁性材料等传统行业对钴的需求平稳增长，近年来，在电动汽车动力电池的需求迅速增长，在1987—2017年的30年间，全球钴矿消费量从4万t增长到12万t，年均增长率达到3.6%。

国际能源署(IEA)、欧洲委员联合研究中心(JRC)、嘉能可公司、国际钴研究所、基准矿物咨询公司、Roskill咨询公司和瑞银等众多机构对全球钴的未来需求做出预测。基准矿物公司认为，2026年全球电池材料钴用量也将比2017年增长4倍以上，达到19.5万t。国际能源署推测，2030年电动车钴需求量将达到29.1万t/a，Roskill公司认为2030年前，全球钴的年总需求量将增长3倍，2027年将达到31.2万t/a。以上机构的分析都表明未来钴的市场需求将快速增长，但这一增长将受到各国政府推广新能源减排及电池技术进步等因素的影响。所有机构都一致认为，电动汽车动力电池的需求在未来几十年将成为决定钴市场需求的决定因素。

为了迎接电动汽车的快速增长，以嘉能可、Chemaf和欧亚资源为代表的一批钴矿生产公司启动了新的钴矿开发项目或扩产项目(表 6)，这些项目将可能在2022年前为市场每年增加将近7万t钴矿产品，用以满足市场需求，由于市场变化，一些项目可能会调整，一些新的勘探项目也可能转为开发项目。但从长远来看，这些产能不足以满足未来电动汽车长期发展的需求。

6 结语

2016年以来，全球电动汽车市场快速增长，锂动力电池对钴的需求快速增长打破了传统钴需求市场的原有格局。2017年钴价格暴涨，刺激了全球钴矿勘探和产能扩张的步伐。基于对电动汽车市场未来发展的信心，全球一大批新建和扩建钴矿项目正在筹建和建设中，已披露的信息表明未来几年全球钴矿产量将快速增长，短期内可以满足电动汽车动力电池的需求，甚至出现过剩，但长期来看，按照全球各国和汽车企业的电动汽车发展规划，因为储备钴矿项目不足，钴矿面临长期短缺的可能。钴矿市场的风险主要体现在以下方面：(1)98%的钴是作为共伴生矿产的副产品产出，生产受制于主矿产生产成本和市场价格；(2)生产主要由少数国家和地区控制，缺乏替代方案；(3)从原材料到成品需要经过多个国家的物流运输和加工；(4)原料和产品生产地区及物流沿途地区存在自然灾害和社会政治稳定方面的风险；(5)勘探投入少，新发现的钴矿较少；(6)市场容量小，政策对市场需求的影响很大；(7)减低钴用量的电池技术及电池中钴的回收技术进步可能降低钴的供应压力，并对钴市场产生重大影响。

笔者认为，为应对可能出现的钴资源短缺的情况，需要加强以下几点工作：(1)加强全球钴矿资源的勘探工作，探索海洋钴矿资源的开发利用途径；(2)加强钴回收利用技术相关研究，提高包括钴矿、钴二次资源、特别是废旧锂电池中的钴资源的回收利用率；(3)积极寻找含钴硬质合金及锂电池正极材料的替代产品，减少产品中钴的用量，缓解钴的供需矛盾。