铂、钯期货将推出一文了解性质、供给及用途
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摘要：2021年5月份广州期货交易所(以下简称广期所)两年期品种计划获得中国证监会批准，明确将16个期货品种交由广期所研发上市。
01
物化性质与制备方法
1.1物理化学性质
铂族金属元素彼此之间广泛存在类质同象置换现象，从而形成一系列类质同象混合晶体；六种铂族金属在矿产中通常是同时存在，仅含量有所差别。六种铂族金属也具有相似的物理化学特性，比如色泽均为银白色(除锇和钌为钢灰色外)，熔点高、强度大、电热性稳定、抗腐蚀性优良、高温抗氧化性强、催化活性(在化学反应过程中保持自身不发生变化的情况下加速化学反应的能力)良好等，所以铂族金属通常放在一起考察，相互之间存在一定程度的替代作用，特别是铂和钯在催化领域存在较高的替代作用。
但六种铂族金属又有各自特性，这意味着它们之间的替代作用是有限的。比如铂金还有良好的延展性和稳定的电阻与电阻温度系数，常温下不溶于任何单一强酸强碱，只溶于王水(硝酸和盐酸以1:3体积比混合)和熔融碱中，室温下能吸收其体积70倍的氧气。钯金延展性良好，但可溶于浓硝酸，室温下能吸收其体积950-2800倍的氢气。铑和铱不溶于王水，但能与熔融氢氧化钠和过氧化钠反应，生成溶解于酸的化合物；高温强度很好，但冷塑性加工性能稍差。锇与钌不溶于王水，却易氧化成四氧化物；硬度很高，但机械加工性能极差。
1.2提炼制备方法
铂族金属几乎不会以单一金属的形式存在，几种铂族金属通常会共存，有时也包括铜、镍和铬等基本金属。铂钯需要经过一系列复杂的物理和化学工序才能被提炼、加工和提纯，即开采矿石、汰选集中得到精矿、熔解得到锍以及精炼得到高纯金属。铂族金属矿的开采主要来自400米至2000米深的地下矿山，露天矿山的开采量不到20%。开采出的矿石经过碾碎、研磨和泡沫浮选得到精矿，在这一过程中，4E金属(铂钯铑和黄金)的浓度会从2-6克/每吨矿石，增加到大约300克/每吨精矿。
精矿会在熔炉里经过干燥和再加工，然后被送进温度高达1500℃的加热炉中加热，得到中间物质锍(各种金属硫化物的互溶体)。熔炼后，锍在转炉中做除硫处理。经过这道工序，精矿的浓度从每吨300克4E金属增加到每吨5000克4E金属。锍先被送往基本金属精炼厂进行加工以提炼铜、镍和其他基本金属，然后被送往贵金属精炼厂萃取提纯铂族金属。黄金、钯金和铂金通常最先被萃取出来，其次是铱和铑。
提炼基本金属后的含铂族金属的阳极泥用王水溶解，钯、铂、金均进入溶液。用盐酸处理以破坏亚硝酰化合物，然后加硫酸亚铁沉淀出金。加氯化铵，铂呈氯铂酸铵沉淀出，煅烧氯铂酸铵可得含铂99.5%以上的海绵铂。往分离铂后的滤液中加入过量的氢氧化铵，再用盐酸酸化，沉淀出二氯二氨络亚钯形式的钯，再在氢气中加热煅烧可得纯度达99.7%以上的海绵钯。海绵或颗粒状的铂钯用于工业应用，可通过高频感应电炉熔化制得金属锭，用于储存或投资。
随着砂铂矿资源日渐减少，且因近代有色金属工业发展，20世纪50年代以来铂族金属部分转向从铜镍硫化共生矿或炼铜炼镍副产品中提取。铜镍硫化共生矿在火法冶金时，精矿中所含的铂族金属90%以上可富集于铜镍冰铜锍中。把这种合金硫化熔炼，用盐酸浸出分离镍，用控制电位氯化法分离铜，产出含铂族金属更富的铜镍合金。将此合金铸成阳极，进行电解时，铂族金属进入阳极泥，然后提纯得到高纯铂族金属。
02
供应相当集中
2.1南非和俄罗斯主导铂族矿产
铂族金属在地壳中的含量已经相当稀少，而铂族金属在地壳中的分布又非常集中。根据美国地质调查局USGS的数据，2021年全球铂族金属储量仅为7万吨，其中南非、俄罗斯、津巴布韦、美国和加拿大储量分别为6.3万吨、4500吨、1200吨、900吨和310吨。南非储量占到全球的九成，其铂族金属主要产于北部德兰士瓦省(Transvaal)布什维尔德杂岩体(BushveldPlatinumDeposit)的3个层位。俄罗斯铂矿集中于西伯利亚的诺里尔斯克-塔尔纳赫地区(NorilskTalnakh)，加拿大铂矿主要分布在安大略省的萨德伯里(SudburyComplex)，津巴布韦铂矿主要产自大岩墙岩体(GreatDyke)。
铂钯矿产同样主要出自上面五个国家。2021年全球铂矿产量为180吨，其中南非产量130吨，占比72.2%，俄罗斯占比10.6%；南非、俄罗斯、美国、加拿大和津巴布韦合计产量174.2吨，合计占比96.8%。从2012年到2021年，南非铂矿产量占全球比重平均为70.7%，五大国家合计产量占全球比重平均为97.5%。从1994年到2006年，全球铂矿产量从128吨上升到221吨；从2006年至2021年，全球铂矿产量总体上小幅持续减少(2014年因南非历史性大罢工而异常)，因南非铂矿开采难度逐渐上升。
事实上铂金价格在过去确实体现出对南非兰特的敏感性，但是近年来南非兰特疲软期并没有带来铂金产量的上升，原因在于存在运营制约(在任何时期对于可实际开采出地表的矿石数量都存在生产能力的限制)和地质局限性(单一矿山的铂族金属集中度相对均衡)。铂金实际供应量对南非兰特走势的反应远小于其对铂金美元价格的变动。
2.2四大矿商控制铂族矿产
全球主要铂族金属矿业公司有英美铂业(AngloAmericanPlatinumLimited)、斯班-静水(Sibanye-Stillwater)、羚羊铂业(ImpalaPlatinumHoldingsLtd)和诺里尔斯克镍业(NorilskNickel)。2021年四大矿商铂钯产量合计约338吨，占全球铂钯产量的8成以上。因此铂矿不仅在地理分布上非常集中，其开采提炼组织也呈现寡头垄断特征。
英美铂业是全球最大铂矿生产商，公司总部位于南非约翰内斯堡，控股股东为英美资源集团。公司主要矿山包括：1、全资矿山4座，包括南非的Mogalakwena、Amendelbult、Mototolo以及津巴布韦的Unki；2、参股矿山2座，位于南非的Kroondal和Modikwa.2021年英美铂业铂族金属产量为5138千盎司(包括自家矿产精炼和外购矿产精炼，约合159.8吨)，其中包括2398千盎司(74.6吨)铂金和1626千盎司(50.6吨)钯金。
斯班-静水通过外延并购方式不断发展壮大，公司主力矿山包括：1、全资矿山4座，位于南非的Marikana、Rustenburg、MileSurface以及位于美国的StillwaterandEastBoulder；2、参股矿山2座，包括与英美铂业合资的位于南非的Kroondal(持股50%)和与羚羊铂业合资的位于津巴布韦的Mimosa(持股50%)。2020年斯班-静水贵金属矿产量为2440千盎司，其中铂、钯、铑、钌、铱和黄金产量占比分别为44%、38%、5%、9%、2%和1%；2021年斯班-静水贵金属产量(包括矿产和回收)为1073千盎司黄金和3600千盎司(约合111.6吨)PGMs.2021年贵金属矿产储备为72500千盎司，其中铂族矿产储备为59500千盎司。
羚羊铂业总部位于南非，并于南非约翰内斯堡交易所上市，旗下有6座主力矿山，包括南非的、MaImpalarula和TwoRivers，津巴布韦的Zimplats和Mimosa，以及加拿大的LacDesIles，其中Impala铂族矿产量排名全球第一。羚羊铂业2021年矿产量为1737千盎司或54吨(包括自产精炼1379千盎司和外购精炼358千盎司)，其中铂、钯和铑的销售收入占比分别为17%、30%和40%。
诺里尔斯克镍业总部位于俄罗斯，是世界上最大的钯金矿产公司。2021年产量为镍19.3万吨(年比下滑18%)、铜11.9万吨(年比增长3%)、钯81.5吨(年比下滑7%)和铂20吨(年比下滑8%)。
除了四大矿商外，具有一定知名度的铂族矿商还有诺瑟姆矿业公司(NorthamPlatinum)，其2021年铂钯产量分别占到全球的8%和4%。
2.3回收再生量不容小觑
珠宝中铂金回收占比2成左右，主要取决于铂金首饰销售累积量和铂金价格市场波动。工业中铂金回收量非常小，虽然铂金在工业上用途广泛，但通常来说用量不大，铂金回收成本高收益低，因此较少从工业折旧中回收铂金。随着铂金累积消费量的上升，预计铂金回收量也会总体上逐年增加，而且与铂金价格波动呈现反方向波动，因此对于稳定铂金价格起到一定程度的作用。虽然2006年至今(南非)铂金矿产量小幅下降，但得益于铂金回收量的提升，铂金总供给得以维持在一个较为稳定的水平区间中。
03
用途不断拓展
3.1汽车催化剂领域
尽管存在催化性能上的差异，但相对价格的持续大幅变化仍可能推动铂钯在汽车催化剂方面的替代使用。2000年俄罗斯的一次管理失误与南非的一次加工失败同时发生，导致钯金价格在几个月内从200美元/盎司暴涨至1000美元/盎司以上。钯金价格飙升远超铂金的后果是铂替代钯，使相对便宜的铂金需求大幅增加。1999年至2002年间汽车催化剂中钯金的总使用量减少了48%，同期铂金汽车催化剂的使用量增长了60%；随着需求减少，2003年初钯金价格迅速下跌到260美元/盎司，与铂金价格基本一致。
3.2珠宝首饰领域
3.3工业领域
钯金是航天、航空、航海、兵器和核能等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料，钯与钌、铱、银、金、铜等熔成合金，可提高钯的电阻率、硬度和强度，用于制造精密电阻、珠宝饰物等。由于超高硬度，钯金还用于制造牙科材料、手表和外科器具等。
根据世界铂金投资协会(WorldPlatinumInvestmentCouncil，WPIC)的2022年一季度《铂金季刊》，从2019年至2022年(展望)，汽车催化器铂金需求从2869千盎司下降至2402千盎司然后回升至3055千盎司，四年均值为2742千盎司(占比36.3%)，最大波幅相对均值的比值为0.24；珠宝首饰需求从2099千盎司下降至1820千盎司然后略回升至1923千盎司，四年均值为1932千盎司(占比25.5%)，最大波幅相对均值的比值为0.14；工业需求从2127千盎司下降到1978千盎司然后扩张到2508千盎司，四年均值为2181千盎司(占比28.8%)，最大波幅相对均值的比值为0.24；投资需求从1237千盎司上升到1544千盎司然后环比萎缩45千盎司，四年均值为710千盎司(占比9.4%)，最大波幅相对均值的比值为2.24.总体上看，铂金终端需求以汽车催化器为重心，但工业需求和珠宝首饰需求也占相当大比重，投资需求占比较小但波动最大。
04
中国铂钯主要依赖进口
中国铂族金属资源量贫乏，自然资源部发布的《中国矿产资源报告2021》显示2020年中国铂族金属储量仅为126.7吨，占全球储量比重不到0.2%。根据《中国铂钯年鉴2022》，2021年中国铂钯需求量为154.6吨，其中汽车行业、珠宝首饰和工业领域需求量分别为88.2吨、21.9吨和44.5吨。2021年中国矿产铂钯金属为3.8吨，回收再生铂钯金属约26吨，进口铂钯金属约123.1吨(其中铂金101.3吨、钯金21.7吨)，铂钯进口量占我国总需求的8成左右，对外依赖度非常大。