前言

1824年第一個(gè)銅壟斷組織卡特爾—銅冶煉協(xié)會(huì) （Copper Smelters Association）在英國的斯旺西成立。憑借著先進(jìn)的冶煉工藝，世界各地的銅礦被運(yùn)送到斯旺西的冶煉廠的進(jìn)行加工，其精煉銅的產(chǎn)量占到了世界產(chǎn)量的45％以上。冶煉廠發(fā)行“銅票”并投標(biāo)從各種礦山購買礦石，這種模式間接的決定了銅價(jià)。后來隨著冶煉、勘探技術(shù)的發(fā)展，冶煉和開采逐漸分散化，斯旺西的銅卡特爾也在1867年就早早解散。

進(jìn)入21世紀(jì)后，銅的冶煉模式似乎又回到了這種“礦山至冶煉廠”的模式里，只不過這一次中國成為了新的世界冶煉中心。那么目前銅的冶煉模式又是如何影響銅價(jià)的？通過碎片化銅的冶煉環(huán)節(jié)去研究冶煉企業(yè)的工藝、產(chǎn)能、成本、利潤等問題，有助于我們對(duì)精煉銅供需以及銅價(jià)的波動(dòng)產(chǎn)生更加深刻的理解。

銅是制作銅排、銅帶、銅線、電磁線、紫銅管等銅加工產(chǎn)品的重要原材料。

1，從礦石到市場—銅冶煉工藝的發(fā)展和進(jìn)步

19世紀(jì)早期，斯旺西冶煉廠使用的威爾士冶煉工藝讓冶煉燃料由木材變?yōu)榱嗣禾浚⑼ㄟ^新型的反射爐將銅礦石冶煉成精銅。1865年歐洲人James Elkington發(fā)明了電解精煉法，更高純銅的銅被生產(chǎn)出來。隨著技術(shù)的進(jìn)步越來越多的冶煉技術(shù)層出不窮，目前世界上生產(chǎn)電解銅的冶煉方法主分為兩大類：火法冶煉和濕法冶煉。目前精煉銅產(chǎn)量的85％以上是用火法冶煉生產(chǎn)的，濕法冶煉生產(chǎn)的精煉銅占15％左右。

1.1火法煉銅

火法冶煉是目前銅冶煉的主要形式。在這個(gè)過程中，開采出銅礦在礦場被粉碎、研磨、浮選成含銅量在20-30％的銅精礦，除了銅外，銅精礦中鐵和硫各約占30％，金、銀和其他貴金屬也有微量回收。銅精礦是火法冶煉的原料，然后通過熔煉、吹煉、精煉等環(huán)節(jié)形成陰極銅。更細(xì)節(jié)的流程見下表。

火法煉銅主要應(yīng)用的方法主要有三種類型反射爐、電爐、閃速爐。中國的冶煉技術(shù)主要是恩菲工程和白銀有色等公司自主研發(fā)的氧氣底吹熔煉和白銀爐熔煉。

閃速爐在冶煉的過程可以利用硫化物氧化的反應(yīng)熱進(jìn)行冶煉，非常的節(jié)能。2000年，閃速/連續(xù)技術(shù)的使用占銅冶煉總產(chǎn)能的59％。到2020年，這一比例上升到65％。反射爐則由于沒有充分利用硫的熱值，而且它們的廢氣中二氧化硫濃度很低，硫酸的回收是不經(jīng)濟(jì)的，大氣污染也很嚴(yán)重。它的產(chǎn)能占比從2000年的20％下降至2020年的7％。電爐一直被限制在電力非常便宜的地區(qū)占比一直較低。中國的技術(shù)也在迅速擴(kuò)張，其最高出現(xiàn)在2004年。目前的產(chǎn)能占比約為18％。

1.2濕法煉銅

濕法冶煉又被成為SX-EW（solventextractionandelectrowinning/溶劑萃取-電積），它與浸出技術(shù)相結(jié)合，主要可分為兩步：第一步，溶劑萃取（SX）。主要是從浸漬溶液中提取銅富液（通過浸出獲得）。第二步，電積（EW）。是一種電鍍工藝，使提取的銅富液被電鑄。在這一步驟中，電流通過被提取材料的鍍液，使銅沉積到金屬板上，產(chǎn)生高純度的銅。濕法冶煉占銅生產(chǎn)量的10％～20％，主要用于處理低品位銅礦石、氧化銅礦和一些復(fù)雜的銅礦石。

2，世界銅冶煉現(xiàn)狀

2.1 粗銅冶煉現(xiàn)狀

粗銅是火法煉銅中粗煉環(huán)節(jié)的產(chǎn)物，粗煉環(huán)節(jié)是指從銅精礦到冰銅再到粗銅的過程，2020年，全球粗銅產(chǎn)量達(dá)到2110萬噸。最近，通過浸出工藝直接從礦石中回收銅的趨勢(shì)有所增加。一級(jí)冶煉廠使用銅精礦作為他們的主要原料來源（有些也使用廢銅）。二級(jí)銅冶煉廠以廢銅為原料

2021年全球粗煉產(chǎn)能最大的冶煉廠是中國江西銅業(yè)的貴溪冶煉廠，在產(chǎn)能排行前20的冶煉廠里中國冶煉廠的產(chǎn)能為3250千噸，占比達(dá)到40.4％。除了中國以外，智利、德國、日本也是重要的粗銅產(chǎn)出國。

2.2 精煉銅冶煉現(xiàn)狀

精煉銅是濕法煉銅以及火法煉銅中精煉環(huán)節(jié)的產(chǎn)物，精煉環(huán)節(jié)是指從粗銅到陽極銅再到精煉銅的過程。2020年世界精煉銅產(chǎn)量達(dá)到2450萬噸。隨著濕法煉銅（SX-EW）技術(shù)的出現(xiàn)，從浸出礦石中提煉出的精銅數(shù)量逐年增加，上世紀(jì)60年代末，占全球精煉銅產(chǎn)量的2020年這一比例增加到16％。

從全球精煉銅產(chǎn)量的地區(qū)分布來看，1990年精煉銅產(chǎn)量最高的地區(qū)是:美洲（4250千噸），其次是歐洲（3004千噸）。2020年世界主要地區(qū):亞洲（14169千噸），而1990年這一數(shù)值為2505千噸。

根據(jù)2021年的基準(zhǔn)，全球精煉產(chǎn)能排行前五的冶煉廠都集中在中國境內(nèi)，分別為貴溪冶煉廠、山東方圓冶煉廠、大冶冶煉廠、金川冶煉廠、云南銅業(yè)冶煉廠。再全球排行前20的精煉產(chǎn)能里，中國境內(nèi)產(chǎn)能合計(jì)5550千噸，占比達(dá)到55％。

3，銅冶煉的成本

3.1 火法煉銅成本構(gòu)成

從火法煉銅到陰極銅所產(chǎn)生的成本主要分為五個(gè)部分，分別是粗煉成本、電解成本、煙氣制酸成本、渣選礦成本及陽極泥處理成本。其中粗煉成本是最主要的成本構(gòu)成，并且不同方法之間技術(shù)和成本都有較大的差異。

采用火法煉銅方法有很多，大至來看有兩種類型的閃速爐熔煉法，分別是Outokumpu （奧托昆普閃速熔煉）和INCO（因科閃速熔煉）。熔池熔煉根據(jù)鼓入的風(fēng)口位置不同又被分成底吹、側(cè)吹、頂吹這三種方式。其中有富氧底吹工藝（水口山法）、富氧側(cè)吹（諾蘭達(dá)法、瓦紐科夫法、金峰法、白銀法等）、富氧頂吹（三菱法、艾薩法、奧斯麥特法等）。

Ali Bunjaku， Hannu Johto， Lauri Pesonen用HSC-SIM對(duì)現(xiàn)代不同的煉銅技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的運(yùn)營成本比較，具體數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)入下表所示：

表5的信息已在圖7中轉(zhuǎn)換為按人民幣計(jì)算的單噸成本。總的來說，結(jié)果清楚地表明，粗煉成本在很大程度上取決于冶煉過程中使用的銅冶煉技術(shù)。其中奧托昆普閃速熔煉、因科閃速熔煉、艾薩法和頂吹法在成本類型分項(xiàng)和單位總成本下表現(xiàn)最好，平均成本在1500元/噸左右。這主要是由于它們的過程是平衡的，沒有任何明顯的缺點(diǎn)，如過度使用電力或不良的銅回收。

電解成本主要包括電解消耗和凈液消耗中的硫酸和蒸汽來源等；冶煉煙氣制酸成本主要包括尾氣脫硫成本；渣選礦成本一般按來料加工形式進(jìn)行計(jì)算。總體來說國內(nèi)火法煉銅的總成本在1790-2500元/噸左右。

3.2濕法煉銅成本構(gòu)成

目前世界上純粹采用濕法煉銅SX-EW技術(shù)的礦山較少，本文參考嘉能可集團(tuán)在剛果的Kamoto礦山。根據(jù)Kamoto年報(bào)數(shù)據(jù)里顯示在不包含資本開支的情形下SX-EW技術(shù)的硫化礦石綜合加工成本為178.6美元/噸。氧化物礦石綜合加工成本為166.52美元/噸。SX-EW技術(shù)的成本構(gòu)成里主要包括直接人工和維修成本、硫酸、萃取劑等溶劑成本、電力以及其他成本。

可以看出濕法煉銅與火法煉銅相比在成本端有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，但是SX-EW最大的缺點(diǎn)就是幾乎為零的副產(chǎn)品收入。除了少數(shù)例外，SX-EW礦山只生產(chǎn)一種主要的可銷售商品-陰極銅。而火法煉銅則有硫酸以及金銀等利潤豐厚的副產(chǎn)品收入。這或許也是SX-EW技術(shù)一直難以大面積推廣的原因之一。

4，銅冶煉的利潤

銅冶煉的利潤來源主要包括冶煉費(fèi)、副產(chǎn)品、額外金屬、品質(zhì)升水。冶煉費(fèi)又分為粗煉費(fèi)和精煉費(fèi)；副產(chǎn)品收入主要是指從冶煉產(chǎn)煙氣里提取的硫酸，以及從陽極泥里提取的微量金銀等金屬；額外金屬是指冶煉廠實(shí)際回收率與理論回收率之差；品質(zhì)升水是指市場對(duì)高品質(zhì)精煉銅的溢價(jià)。由于后兩者與冶煉廠的冶煉技術(shù)有關(guān)，我們接下來只討論冶煉費(fèi)和副產(chǎn)品。

4.1 冶煉費(fèi)TC/RC

>TC/RC的含義及其換算

TC（Treatment charge），意為粗煉費(fèi)，是指由銅精礦經(jīng)熔煉爐、轉(zhuǎn)爐、精煉爐加工到陽極銅（板）的費(fèi)用，單位：美元/噸（干礦）。RC（Refining charge），意為精煉費(fèi)，是指由陽極板經(jīng)電解精煉加工產(chǎn)出電銅的費(fèi)用，單位：美分/磅（電銅）。

目前TC/RC長單基準(zhǔn)價(jià)每年由礦商和中國銅原料談判小組（CSPT）之間進(jìn)行談判。談判通常在10月份開始，通常在年底前結(jié)束。基準(zhǔn)條款通常是在主要礦山和冶煉廠商定年度條款后制定的。

所謂銅精礦的綜合加工費(fèi)，既是粗煉費(fèi)加精煉費(fèi)，但又不是簡單的TC+RC，因?yàn)槎邌挝徊煌灰?jīng)過換算把二者單位統(tǒng)一，就可相加很容易算出了。例如：進(jìn)口銅精礦含銅30％，回收率96.5％，TC為 80美元/噸，RC為 8美分/磅，計(jì)算如下：

粗煉費(fèi)＝1÷Cu％÷回收率％×TC ＝ 1÷30％÷96.5％×45＝276.3美元/噸

精煉費(fèi)＝ RC×2204.62÷100 ＝ 8×2204.62÷100 ＝ 176.37美元/噸（1噸＝2 204.62磅，1美元＝100美分）

由此，綜合加工費(fèi)＝粗煉費(fèi)＋精煉費(fèi)=276.3+176.3=452.6美元/噸。按美元兌人民幣匯率6.73亦可換算為：452.6×6.73＝3046元/噸。

確定了TC/RC就等于確定了銅精礦的進(jìn)口價(jià)格。例如，按最終結(jié)算LME銅價(jià)7500美元/噸，則：

銅精礦含銅價(jià)＝LME銅價(jià)-綜合加工費(fèi)＝7500－452.6＝7047.4美元/噸

折算成銅精礦單價(jià)＝銅精礦價(jià)×含銅比例×回收率 = 7047.4×30％×96.5％＝2040.22美元/噸（干礦）

以上舉例僅為銅精礦不含金銀情況。如果含計(jì)價(jià)金銀時(shí)（Au＞1g/t，Ag＞30g/t），又有金銀的精煉費(fèi)RC（但沒有TC），還涉及金銀的價(jià)格，計(jì)算稍微復(fù)雜一些，此處不再贅述。

TC、RC是進(jìn)口銅精礦合同中最核心的條款。在LME銅價(jià)相對(duì)穩(wěn)定的情況下，TC/RC越高表明銅精礦價(jià)格越低，越有利于進(jìn)口方；相反，TC/RC越低，表明銅精礦價(jià)格越高，越有利于出口方。

>TC/RC對(duì)銅價(jià)影響

21世紀(jì)之前銅冶煉產(chǎn)能和銅礦資源高度匹配，礦山擁有自己的冶煉廠，TC與銅價(jià)呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)性。進(jìn)入21世紀(jì)后銅礦的開采和冶煉分離，中國做為世界的冶煉中心并沒有相應(yīng)的銅礦資源作為匹配。這導(dǎo)致了精煉銅的增速變化滯后于銅礦的增速變化。冶煉產(chǎn)量增速開始與銅礦產(chǎn)量增速的波動(dòng)軌跡錯(cuò)位。銅礦產(chǎn)量增速成為精煉銅的領(lǐng)先指標(biāo)。TC/RC的價(jià)格也變?yōu)榱朔磻?yīng)礦山的冶煉需求與冶煉廠的產(chǎn)能供應(yīng)之間的平衡。如果礦山銅礦產(chǎn)量大增，但是冶煉產(chǎn)能并沒有明顯增加，那么冶煉費(fèi)價(jià)格TC/RC就會(huì)上升，反之亦然。所以在冶煉產(chǎn)能穩(wěn)定的時(shí)候現(xiàn)貨TC更多是反應(yīng)了市場對(duì)未來銅礦供應(yīng)的預(yù)期，具有一定的前瞻性，且與LME銅價(jià)呈現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)。

中國銅業(yè)、銅陵有色、江西銅業(yè)以及金川集團(tuán)與Freeport確定的2022年銅精礦長單加工費(fèi)Benchmark為65美元/噸與6.5美分/磅，較2021年上漲5.5美元/噸與0.55美分/磅。TC/RC水平根據(jù)精礦的復(fù)雜程度而變化。持續(xù)的高銅價(jià)激勵(lì)礦山最大化產(chǎn)量，并帶來新的礦山生產(chǎn)能力，以增加精礦供應(yīng)。除了反應(yīng)冶煉需求和供應(yīng)的變化，TC/RC的價(jià)格水平還受到生產(chǎn)中斷、罷工、出口限制等其他方面的影響。

>TC/RC與銅冶煉廠的成本

以Wood Mackenzie的冶煉廠成本模型為參考，目前的TC基準(zhǔn)水平對(duì)于68％的銅冶煉廠產(chǎn)能來說是不可持續(xù)的，因?yàn)檫@些產(chǎn)能的運(yùn)營成本高于62美元/噸隨著冶煉廠項(xiàng)目管道的干燥和濃縮能力在展望期間的提高，Wood Mackenzie和CRU預(yù)計(jì)TC基準(zhǔn)水平將穩(wěn)步上升，直到2024年.

4.2 硫酸的供需現(xiàn)狀

>產(chǎn)業(yè)鏈

硫酸（sulphuric acid），化學(xué)式：H2SO4。純凈的硫酸為無色油狀液體，是一種最活潑的二元無機(jī)強(qiáng)酸。硫酸主要通過硫磺、冶煉煙氣和硫鐵礦（硫精礦）制取。其中硫磺主要來自天然氣脫硫和煉油回收。按照濃度劃分，硫酸又分為93％酸、98％酸、發(fā)煙酸等。其主要應(yīng)用于制造肥料、藥物、炸藥、顏料、洗滌劑、蓄電池等，也廣泛應(yīng)用于凈化石油、金屬冶煉以及染料等工業(yè)中，是一種重要的化工原料。

>硫酸的供應(yīng)

硫酸主要通過硫磺、冶煉煙氣和硫鐵礦制取。其中硫磺制酸產(chǎn)能占比為44％，冶煉煙氣制酸占比為36％，硫鐵礦制酸占比為18％。中國、美國、俄羅斯及沙特阿拉伯等國是硫磺的主要生產(chǎn)地。據(jù)USGS，2020年，世界硫磺產(chǎn)量為7980萬噸，其中中國硫磺產(chǎn)量 為1730萬噸，美國硫磺產(chǎn)量為789萬噸，俄羅斯硫磺產(chǎn)量為753萬噸，沙特阿拉伯硫磺產(chǎn)量為650萬噸。中東地區(qū)是全球硫磺最大的供應(yīng)地，同時(shí)也是全球硫磺貿(mào)易中心，其供應(yīng)商掌握著全球硫磺市場的話語權(quán)。在俄烏沖突背景下，俄羅斯原油、天然氣 出口受阻，硫磺產(chǎn)量受到影響，同時(shí)全球原油、天然氣價(jià)格居高不下，供給側(cè)因素導(dǎo)致2022年以來硫磺價(jià)格飛速上漲。

>硫酸的需求

硫酸的下游消費(fèi)行業(yè)主要集中在化肥和工業(yè)耗酸兩大類，其中2021年化肥消耗占比達(dá)到了53％，工業(yè)耗酸占比達(dá)到了45％。具體的消費(fèi)項(xiàng)目主要為磷酸一銨、磷酸二銨、硫酸法鈦白粉等領(lǐng)域，其中磷肥的硫酸消費(fèi)占比到達(dá)53％。

2021年，尿素、磷酸一銨、磷酸二銨等產(chǎn)品價(jià)格快速上漲，抑制了農(nóng)施需求，隨著糧食價(jià)格的上漲，農(nóng)民對(duì)肥料高價(jià)接受能力提高，預(yù)計(jì)今年全球磷肥需求量為49.5％，同比增長3.1％。中長期來看， 隨著糧食需求增加以及各國政府對(duì)本國糧食安全問題越來越重視，預(yù)計(jì)全球化肥需求量將以1.4％左右的速度緩慢增長，其中磷 肥將以每年1.8％的增速增長。

>硫酸的價(jià)格與銅冶煉制酸利潤

2020年以來，硫酸價(jià)格呈現(xiàn)快速上漲趨勢(shì)，截至2022年7月14日，東北、山東、西北地區(qū)平均冶煉酸價(jià)格約為660元/噸。當(dāng)前價(jià)格下與155元/噸左右的加工成本相比，單噸硫酸凈盈利約為505元/噸。根據(jù)江西銅業(yè)和銅陵有色的數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)冶煉一噸陰極銅大概能產(chǎn)出3噸硫酸。這樣來看，銅冶煉廠的副產(chǎn)品硫酸盈利能達(dá)到1515元/噸的高位。

4.3 銅冶煉的利潤匯總

截至2022年7月8日現(xiàn)貨TC上漲至73.1美元/噸。按照當(dāng)前的加工費(fèi)計(jì)算折合人民幣約3620元/噸，根據(jù)上文得出的中國銅冶煉成本為1790-2500元/噸的數(shù)據(jù)，我們按照中間偏上的成本價(jià)2300元/噸來計(jì)算，再加上1515元/噸的硫酸利潤，目前銅冶煉廠利潤約為2935元/噸。國內(nèi)銅冶煉廠正處于明顯的利潤改善周期。

總結(jié)與展望：

>銅冶煉端碎片的拼接——冶煉成本和利潤直接影響著精煉銅供應(yīng)，TC成為重要的預(yù)判價(jià)格指標(biāo)。

世界冶煉格局：2020年，中國陽極銅和陰極銅產(chǎn)量全球占比分別達(dá)到了41％和50％。2021年全球粗煉和精煉產(chǎn)能最大的冶煉廠是中國江西銅業(yè)的貴溪冶煉廠。

冶煉方法：目前世界上生產(chǎn)電解銅的冶煉方法主分為兩大類：火法冶煉和濕法冶煉。目前精煉銅產(chǎn)量的85％以上是用火法冶煉生產(chǎn)的，濕法冶煉生產(chǎn)的精煉銅占15％左右。在火法冶煉中由于良好的硫酸回收率，閃速/連續(xù)技術(shù)的使用占銅冶煉總產(chǎn)能的65％。

冶煉成本：從火法煉銅到陰極銅所產(chǎn)生的成本主要分為五個(gè)部分，分別是粗煉成本、電解成本、煙氣制酸成本、渣選礦成本及陽極泥處理成本。閃速技術(shù)里奧托昆普閃速熔煉、因科閃速熔煉、艾薩法和頂吹法在成本類型分項(xiàng)和單位總成本下表現(xiàn)最好，平均成本在1500元/噸左右。總體來說國內(nèi)火法煉銅的總成本在1790-2500元/噸左右。SX-EW技術(shù)的成本構(gòu)成里主要包括直接人工和維修成本、硫酸、萃取劑等溶劑成本、電力成本，總體成本在1150美元左右。

冶煉利潤：銅冶煉的利潤來源主要包括冶煉費(fèi)、副產(chǎn)品、額外金屬、品質(zhì)升水。由于TC/RC的回升以及副產(chǎn)品硫酸的價(jià)格上漲。截至2022年7月8日銅冶煉廠利潤約為2935元/噸。國內(nèi)銅冶煉廠正處于明顯的利潤改善周期。TC/RC的價(jià)格也變?yōu)榱朔磻?yīng)礦山的冶煉需求與冶煉廠的產(chǎn)能供應(yīng)之間的平衡，具有一定的前瞻性，且與LME銅價(jià)呈現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)。

>銅冶煉行業(yè)利潤修復(fù)，產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張，下半年精煉銅供應(yīng)偏寬松。

據(jù)ICSG數(shù)據(jù)，2022年5月全球精煉銅產(chǎn)能2614千噸，全球精煉銅產(chǎn)量2189千噸，精煉銅產(chǎn)能利用率繼續(xù)攀升至83.7％。另外銅冶煉的高利潤驅(qū)使著國內(nèi)銅冶煉廠拉高開工率及其產(chǎn)能，國內(nèi)下半年的精煉銅產(chǎn)量預(yù)計(jì)維持高增速。

根據(jù)SMM的數(shù)據(jù)2021年國內(nèi)精煉銅產(chǎn)能為1387萬噸，2022年預(yù)計(jì)新增76萬噸粗煉產(chǎn)能，113萬噸精煉產(chǎn)能，產(chǎn)能進(jìn)一步增長。如圖21所示，國內(nèi)精煉銅產(chǎn)量增速和新增精煉產(chǎn)能增速有較強(qiáng)的正相關(guān)性。2022年國內(nèi)精煉銅產(chǎn)量增速料高于去年4.6％的增速，整體產(chǎn)量料突破1100萬噸。在美元加息周期以及國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)下滑的需求走弱預(yù)期之下，下半年的精煉銅供應(yīng)偏寬松。

（華融融達(dá)期貨研究所）