【分享】回頭看當(dāng)年1.048億元的“鋰提取”科技成果轉(zhuǎn)化典例

2019-05-29瀏覽次數(shù)：

文/源：方象知產(chǎn)研究院

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2017年，中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院趙中偉教授團(tuán)隊(duì)的“電化學(xué)脫嵌法從鹽湖鹵水提鋰”技術(shù)3件相關(guān)專利，以獨(dú)占許可方式轉(zhuǎn)讓給上海鄲華科技發(fā)展有限公司，許可使用費(fèi)達(dá)1.048億元。時(shí)隔兩年，本文將結(jié)合行業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)展回頭看，上海鄲華科技為何舍得下此重金做這筆交易，以及該過(guò)程對(duì)于科技成果轉(zhuǎn)化和投資實(shí)務(wù)的借鑒意義。

一|制鋰技術(shù)壁壘

根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2017年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全球已探明的鋰資源總量和具有經(jīng)濟(jì)開(kāi)采價(jià)值的鋰儲(chǔ)量分別約達(dá)到4700萬(wàn)噸、1450萬(wàn)噸，存在形式主要有兩種：鹽湖鹵水型鋰礦和固體型鋰礦，分別約占總儲(chǔ)量的78.3%和21.6%[1] 。

[1]張夢(mèng)龍，田歡，魏昊，等. 鋰資源提取工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].稀有金屬與硬質(zhì)合金，2018，v.46；No.227(04)：15-23.

礦石提取鋰相較于鹵水提取鋰發(fā)展較為成熟，目前我國(guó)78%鋰產(chǎn)品的生產(chǎn)主要來(lái)源于礦石。鋰輝石因鋰含量高且易于處理，是目前固體型礦石提取鋰的主要原料。固體型鋰礦提取鋰的方法有硫酸鹽法、硫酸法、石灰石燒結(jié)法、氯化焙燒法、純堿壓煮法、氫氟酸法等。從礦石中提鋰步驟繁瑣、能耗大，且鋰礦石資源量日益減少。鋰資源開(kāi)采研究已逐漸從傳統(tǒng)礦石提鋰轉(zhuǎn)向鹽湖鹵水等液態(tài)鋰資源的開(kāi)發(fā)利用上。

鹵水鋰資源含量豐富且鋰品位較高，我國(guó)鹽湖鋰資源儲(chǔ)量占比達(dá)到了85%左右。由于我國(guó)鹽湖鹵水類(lèi)型獨(dú)特、鎂鋰比高且不易分離，相關(guān)提鋰工藝尚未成熟，目前主要研究的方法有沉淀法、溶劑萃取法、蒸發(fā)結(jié)晶法、煅燒浸取法、鹽析法、碳化法、電滲析法、熔鹽電解法等，但這些方法大多過(guò)程復(fù)雜，成本高，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，且產(chǎn)品純度不高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

除上述方法之外，還有一種方法——吸附法可用于與鹵水鋰提取。吸附劑法是利用對(duì)鋰離子有選擇性吸附的吸附劑來(lái)吸附鋰離子，再將鋰離子洗脫下來(lái)，達(dá)到鋰離子與其它雜質(zhì)離子分離的目的。與其他方法相比，吸附法具有工藝簡(jiǎn)單、回收率高、選擇性好、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)。鋰吸附劑主要包括有機(jī)吸附劑和無(wú)機(jī)吸附劑，其中，有機(jī)吸附劑因高昂的成本和對(duì)環(huán)境的危害應(yīng)用較少。目前研究較多的是無(wú)機(jī)吸附劑。無(wú)機(jī)吸附劑對(duì)鋰離子有良好的選擇性及篩效應(yīng)，吸附效果好、操作簡(jiǎn)便。

無(wú)機(jī)鋰吸附劑包括層狀吸附劑、銻酸鹽吸附劑、鋁基吸附劑、離子篩型氧化物吸附劑。其中，離子篩型氧化物吸附劑提鋰操作簡(jiǎn)單，綠色無(wú)污染，吸附容量大，具有較大優(yōu)勢(shì)，但是存在溶損率較高等缺點(diǎn)。

離子篩是20世紀(jì)70年代初由原蘇聯(lián)發(fā)現(xiàn)并合成的，近幾十年來(lái)，日本、俄羅斯、中國(guó)等也對(duì)離子篩進(jìn)行了系列研究。離子篩是指預(yù)先在無(wú)機(jī)化合物中引入目標(biāo)離子（如鋰離子），目標(biāo)離子與無(wú)機(jī)化合物反應(yīng)生成復(fù)合氧化物，在不改變復(fù)合氧化物晶體結(jié)構(gòu)的前提下，對(duì)復(fù)合氧化物進(jìn)行處理，抽除目標(biāo)離子，得到具有規(guī)則空隙結(jié)構(gòu)的多孔材料。根據(jù)尺寸效應(yīng)和篩分效應(yīng)，在多離子共存情況下，該材料對(duì)目標(biāo)離子具有特定的記憶選擇性，進(jìn)而將目標(biāo)離子同其他離子分離開(kāi)來(lái)。

傳統(tǒng)的離子篩吸附法通過(guò)離子篩型氧化物如二氧化錳、氧化鈦等與鹵水接觸來(lái)選擇吸附鋰。吸附結(jié)束后，再用酸將所吸附的Li+溶出。整個(gè)過(guò)程本質(zhì)上是通過(guò)調(diào)整溶液體系的pH值實(shí)現(xiàn)鋰的吸附和解吸。但是眾所周知，離子篩型氧化物在酸洗脫鋰過(guò)程中的溶損較大，導(dǎo)致吸附劑壽命短，不利于大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。

趙中偉教授團(tuán)隊(duì)的“電化學(xué)脫嵌法”屬于離子篩吸附法，其原理是一種選擇性提取鋰的磷酸鐵離子篩的應(yīng)用方法，團(tuán)隊(duì)發(fā)明和轉(zhuǎn)讓的相關(guān)專利如表1所示，其技術(shù)的特征在于使磷酸鐵離子篩與含鋰溶液接觸，通過(guò)加入氧化劑或由外電路電壓來(lái)調(diào)整體系電勢(shì)使離子篩結(jié)構(gòu)中的正三價(jià)鐵被還原為正二價(jià)，鋰離子進(jìn)入磷酸鐵的晶格生成磷酸鐵鋰，將生成的磷酸鐵鋰置于支持電解質(zhì)溶液中，并調(diào)整體系電勢(shì)再使離子篩結(jié)構(gòu)中的正二價(jià)鐵氧化為正三價(jià)，使鋰離子進(jìn)入溶液，實(shí)現(xiàn)Li+與鹵水中其他元素的分離；同時(shí)離子篩重新轉(zhuǎn)化為磷酸鐵重復(fù)使用；所述的磷酸鐵離子篩為FePO4、MexFeyPO4中的一種或幾種的混合物；Me為Mg、Al、Ti、Ni、Co、Mn、Mo、Nb中的一種或幾種的混合；0＜x＜1，0＜y＜1。這種方法能夠從原理上解決酸洗脫鋰過(guò)程中的溶損大、吸附劑壽命短等問(wèn)題，有望大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

表1：趙中偉教授研究團(tuán)隊(duì)相關(guān)專利

資料來(lái)源：天齊鋰業(yè)、方象知產(chǎn)研究院整理

上述幾篇專利保護(hù)的權(quán)利包括：通過(guò)電勢(shì)控制選擇性提取鋰的磷酸鐵離子篩的應(yīng)用方法、磷酸鐵離子篩的組成、裝置特征。較全面地保護(hù)了該技術(shù)的技術(shù)原理、實(shí)施方法和裝置、原材料類(lèi)型等。

此外，梳理一下研究團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)相關(guān)專利的方式：在2011年7月4日申請(qǐng)發(fā)明專利“一種鹽湖鹵水鎂鋰分離及富集鋰的方法”的同日，提交了實(shí)用新型專利“一種鹽湖鹵水鎂鋰分離及富集鋰的裝置”的申請(qǐng)，該實(shí)用新型專利的授權(quán)時(shí)間（2012年4月4日）比發(fā)明專利授權(quán)時(shí)間（2013年3月13日）早將近一年，較好地提前保護(hù)了裝置相關(guān)的權(quán)利。且在這些專利申請(qǐng)之前，先期已經(jīng)于2010年11月19日提交了“一種選擇性提取鋰的磷酸鐵離子篩及其應(yīng)用”發(fā)明專利申請(qǐng)，并于2012年8月15日獲得授權(quán)，較好地提前保護(hù)了方法、原料相關(guān)的部分權(quán)利。此外，研究團(tuán)隊(duì)于2011年11月11日提交了PCT申請(qǐng)，提出的專利權(quán)要求涵蓋了原理、實(shí)施方法和裝置、原材料等，目前已經(jīng)在美國(guó)和德國(guó)獲得了專利授權(quán)。

2018年底，該項(xiàng)目已經(jīng)完成工業(yè)化試驗(yàn)，且開(kāi)發(fā)出第二代電化學(xué)脫嵌法膜堆電解槽關(guān)鍵設(shè)備及智能專家控制系統(tǒng)，并與相關(guān)企業(yè)簽訂年產(chǎn)2萬(wàn)噸碳酸鋰項(xiàng)目的技術(shù)合作協(xié)議。

經(jīng)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織的專家委員會(huì)鑒定，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，采用該技術(shù)處理高鎂鋰比鹽湖鹵水：

（1）顯著提高了鋰的綜合回收率（提高30~50個(gè)百分點(diǎn)）；

（2）大幅度降低了可處理鹵水品位（可直接處理原鹵、老鹵及任意階段的鹵水）；

（3）生產(chǎn)成本低（碳酸鋰成本低于2萬(wàn)元/噸）；

（4）無(wú)需調(diào)節(jié)鹵水的酸堿度、鹽度等，亦無(wú)有毒、有害物質(zhì)的添加和產(chǎn)生，過(guò)程清潔環(huán)保；

（5）提鋰裝置模塊化、智能化，可組建不同規(guī)模的生產(chǎn)線，快速投產(chǎn)。

該項(xiàng)目技術(shù)的實(shí)施，將有望大幅提高我國(guó)鹽湖鋰資源利用率，降低鹽湖提鋰成本，實(shí)現(xiàn)鹽湖鹵水鋰資源的高效、清潔生產(chǎn)，對(duì)降低我國(guó)鋰資源對(duì)外依存度具有重要的戰(zhàn)略意義。

二|鋰業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)供需現(xiàn)狀和趨勢(shì)分析

目前鋰產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成由鋰資源開(kāi)采、加工、制成產(chǎn)品到消費(fèi)的一條清晰完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，主要由產(chǎn)業(yè)的上游、中游和下游組成。

產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是鋰資源開(kāi)采，包括礦石提鋰和鹽湖提鋰所產(chǎn)出的初級(jí)鋰產(chǎn)品，碳酸鋰是鋰資源開(kāi)發(fā)后的直接產(chǎn)品，碳酸鋰產(chǎn)量和需求是整個(gè)鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)；趙中偉教授團(tuán)隊(duì)的技術(shù)屬于產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵技術(shù)。

產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是鋰產(chǎn)品的加工，主要包括工業(yè)級(jí)碳酸鋰、電池級(jí)碳酸鋰及碳酸鋰深加工產(chǎn)品；產(chǎn)業(yè)鏈下游主要是鋰產(chǎn)品最終應(yīng)用領(lǐng)域，包括消費(fèi)電子、新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能、玻璃陶瓷及潤(rùn)滑脂等終端消費(fèi)領(lǐng)域。

圖 1：鋰業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

資料來(lái)源：天齊鋰業(yè)、方象知產(chǎn)研究院整理

目前，產(chǎn)業(yè)鏈上游的礦石提鋰和鹽湖提鋰產(chǎn)能集中在阿根廷、澳大利亞、巴西、加拿大、智利和中國(guó)等國(guó)家。

2017年和2018年，包括摩根士丹利（MorganStanley）、蒙特利爾銀行資本市場(chǎng)（BMO Capital Market）、數(shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)基本礦物情報(bào)（Benchmark Mineral Intelligence）、行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)商Roskill、全球采礦業(yè)的領(lǐng)先數(shù)字出版物MINING.com、WoodMac能源咨詢顧問(wèn)公司等知名研究機(jī)構(gòu)，對(duì)2019至2025年全球鋰供需、價(jià)格等進(jìn)行了分析，相關(guān)研究成果均認(rèn)為未來(lái)全球鋰供需均呈現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，但是關(guān)于鋰供需平衡、鋰價(jià)格等的發(fā)展趨勢(shì)所持觀點(diǎn)存在一定分歧。

例如，摩根士丹利的相關(guān)研究成果認(rèn)為，在2019-2025年，全球鋰供應(yīng)量將實(shí)現(xiàn)較大幅度提升，市場(chǎng)將長(zhǎng)期呈現(xiàn)為供過(guò)于求的局面，鋰價(jià)將在2018年下降至13000美元/噸左右，到2021年減半至7000美元/噸，并在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定；WoodMac預(yù)計(jì)2018年的平均價(jià)格將達(dá)到13000美元/噸，到2019年將降至9000美元/噸，并在2022年降至6500美元/噸；而采礦業(yè)的領(lǐng)先數(shù)字出版物MINING.com的專家Rick Mills專門(mén)撰文詳細(xì)駁斥了摩根士丹利的相關(guān)觀點(diǎn)，認(rèn)為摩根士丹利的該報(bào)告嚴(yán)重偏向供應(yīng)，幾乎沒(méi)有提及需求，而實(shí)際上部分歐洲國(guó)家對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)全面替代汽油車(chē)的計(jì)劃以及中國(guó)（雖然近兩年補(bǔ)貼有所降低）、印度大力發(fā)展純電動(dòng)車(chē)的計(jì)劃將激發(fā)大量鋰需求，還認(rèn)為新一代提鋰技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化還面臨諸多困難、生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性和成本也被低估了；Benchmark Mineral Intelligence則認(rèn)為，2019年和2020年大概率會(huì)出現(xiàn)供過(guò)于求的局面，之后則再次出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。

圖 2：摩根士丹利、Roskill對(duì)未來(lái)鋰供需情況的預(yù)測(cè)以及目前的鋰價(jià)走勢(shì)

資料來(lái)源：摩根士丹利、Roskill 、中原證券、百川資訊

圖 3：全球新能源汽車(chē)市場(chǎng)預(yù)測(cè)

資料來(lái)源：浙商證券研究所、方象知產(chǎn)研究院整理

圖 4：全球鋰供需平衡關(guān)系預(yù)測(cè)

資料來(lái)源：Benchmark Mineral Intelligence、方象知產(chǎn)研究院整理

不過(guò)，從2019年第一季度的鋰價(jià)看，確實(shí)出現(xiàn)了走低情況。至于后續(xù)走勢(shì)如何，在國(guó)際貿(mào)易經(jīng)濟(jì)變幻莫測(cè)的形勢(shì)下，還有待市場(chǎng)進(jìn)一步驗(yàn)證。這里我們可以看一下不同機(jī)構(gòu)對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈中游和下游鋰需求的預(yù)測(cè)情況?？梢钥闯?，與高盛、瑞銀集團(tuán)等機(jī)構(gòu)相比，摩根士丹利對(duì)鋰需求的預(yù)測(cè)屬于保守型。也就是說(shuō)，未來(lái)市場(chǎng)應(yīng)該不會(huì)比摩根士丹利的預(yù)測(cè)差，鋰價(jià)出現(xiàn)一定程度的回升和反彈存在可能性。

圖 5：全球鋰需預(yù)測(cè)

資料來(lái)源：Lithium Chile、方象知產(chǎn)研究院整理

在市場(chǎng)相對(duì)過(guò)去幾年較疲軟的情況下，各鋰業(yè)公司之間對(duì)成本的控制將成為其核心競(jìng)爭(zhēng)力。行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)商Roskill對(duì)主要的鋰業(yè)巨頭提鋰成本和產(chǎn)量的測(cè)算：在碳酸鋰方面，F(xiàn)MC的成本在2萬(wàn)元/噸左右，SQM在3萬(wàn)元/噸左右，天齊鋰業(yè)在3.5萬(wàn)元/噸左右，贛鋒鋰業(yè)接近6萬(wàn)元/噸，其他中國(guó)廠商成本接近7萬(wàn)元/噸。

圖 6：不同地區(qū)提鋰成本

資料來(lái)源：Roskill、天齊鋰業(yè)、方象知產(chǎn)研究院整理

根據(jù)中南大學(xué)披露，趙中偉教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明的鹽湖提鋰技術(shù)，能夠把碳酸鋰生產(chǎn)成本降到2萬(wàn)元/噸以下，該價(jià)格比Roskill、摩根斯坦利等機(jī)構(gòu)基于現(xiàn)有技術(shù)預(yù)計(jì)的2025年碳酸鋰生產(chǎn)成本還要低。

2018年底的項(xiàng)目鑒定中，中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織的專家委員會(huì)對(duì)中南大學(xué)和江蘇中南鋰業(yè)有限公司（中南大學(xué)與上海鄲華科技合資公司，前期部分專利轉(zhuǎn)讓費(fèi)作價(jià)入股）合作完成的“電化學(xué)脫嵌法鹽湖提鋰新技術(shù)”項(xiàng)目進(jìn)行了科技成果評(píng)價(jià)，專家一致認(rèn)為：“該項(xiàng)發(fā)明對(duì)充分開(kāi)發(fā)我國(guó)豐富的高鎂鋰比鹽湖資源具有重要的戰(zhàn)略意義”、“技術(shù)發(fā)明屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，居國(guó)際領(lǐng)先水平”。專家組給出的意見(jiàn)，從理論上印證了技術(shù)的可行性。因此，對(duì)該技術(shù)提鋰成本的估計(jì)，理論上不會(huì)出現(xiàn)較大偏差。

圖 7：江蘇中南鋰業(yè)股權(quán)結(jié)構(gòu)

資料來(lái)源：天眼查

三|方象觀察

技術(shù)研究主體應(yīng)在科技成果研發(fā)和轉(zhuǎn)化過(guò)程中注重技術(shù)保護(hù)，充分保障自身利益。在技術(shù)探索過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合研究情況及時(shí)進(jìn)行恰當(dāng)形式的技術(shù)保護(hù)，實(shí)施可靠的技術(shù)保護(hù)方案。

本例中，在研究過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)研究進(jìn)展，從技術(shù)原理、方法和裝置等的角度，在不同時(shí)間，先后采用實(shí)用新型專利、發(fā)明專利和PCT專利申請(qǐng)等組合方式，保障了發(fā)明人的權(quán)利和學(xué)校的權(quán)益；在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，通過(guò)獨(dú)家許可、轉(zhuǎn)讓及附帶協(xié)議相結(jié)合的方式，確保核心專利的權(quán)屬人為發(fā)明人，并且在后續(xù)申報(bào)國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)的過(guò)程中可獲得受轉(zhuǎn)讓機(jī)構(gòu)的配合，充分保障了技術(shù)發(fā)明人在成果轉(zhuǎn)化后的相關(guān)權(quán)利。

科研機(jī)構(gòu)、科技成果轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)應(yīng)在充分研究市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上，及時(shí)篩選和抓住技術(shù)契機(jī)，選擇適合轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，保證轉(zhuǎn)化落地和獲益。

本例中，所轉(zhuǎn)化技術(shù)面向的市場(chǎng)需求旺盛，且有明確的快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，中國(guó)鹽湖提鋰技術(shù)存在瓶頸，技術(shù)路徑巧妙但復(fù)雜度較低，工業(yè)化難度較小，所以受讓方敢于在中試尚未完成的情況下抓住機(jī)會(huì)進(jìn)行投資，及時(shí)準(zhǔn)確地選擇了轉(zhuǎn)化項(xiàng)目和把握了技術(shù)轉(zhuǎn)化的先機(jī)。

采用現(xiàn)金+股權(quán)的形式實(shí)施科技成果轉(zhuǎn)化，有利于科技成果的進(jìn)一步研究和落地，有效降低技術(shù)不確定性，保護(hù)技術(shù)受讓方的利益，減少了現(xiàn)金流需求，一定程度上也保護(hù)了技術(shù)持有方的未來(lái)利益。

本例中，許可實(shí)施使用費(fèi)共計(jì)10480萬(wàn)元，其中貨幣資金2480萬(wàn)元，股權(quán)為8000萬(wàn)元。為有效實(shí)施本專利技術(shù)，雙方共同組建了平臺(tái)公司，由平臺(tái)公司具體負(fù)責(zé)專利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和生產(chǎn)。這一模式值得相關(guān)機(jī)構(gòu)借鑒。

文源：方象知產(chǎn)研究院