Coban là một tài nguyên kim loại quan trọng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghệ cao nhờ các tính chất vật lý và hóa học độc đáo của nó. Khi nhu cầu toàn cầu về vật liệu hiệu suất cao tiếp tục tăng lên, tầm quan trọng chiến lược của coban ngày càng trở nên nổi bật. Hiểu sâu về chuỗi giá trị khai thác, tinh chế và ứng dụng hạ nguồn của coban giúp nắm bắt xu hướng phát triển của nó trong ngành công nghiệp hiện đại và các công nghệ mới nổi, đồng thời cũng thúc đẩy việc sử dụng tài nguyên hợp lý và phát triển bền vững.
Chuỗi công nghiệp coban được chia thành lĩnh vực khai thác thượng nguồn, lĩnh vực tinh chế trung nguồn và lĩnh vực tiêu thụ hạ nguồn.
I. Cấu trúc thị trường cung cấp thượng nguồn Tài nguyên coban toàn cầu tập trung cao độ. Theo Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), tổng trữ lượng coban đã được xác định trên thế giới là 11 triệu tấn. Sự phân bố tài nguyên coban cực kỳ không đồng đều, với các quốc gia như Cộng hòa Dân chủ Congo (DRC) và Úc là những khu vực giàu tài nguyên nhất.
Tài nguyên coban của Trung Quốc chủ yếu đến từ các quặng liên kết, thường cùng tồn tại với các quặng đồng, niken và sắt. Hiện nay, có 150 mỏ khai thác coban đã biết trên khắp 24 tỉnh (khu tự trị) của Trung Quốc. Hàm lượng coban trong quặng coban của Trung Quốc tương đối thấp, và coban chủ yếu được thu hồi như một sản phẩm phụ. Do tỷ lệ thu hồi thấp, quá trình chế biến phức tạp và chi phí sản xuất cao, Trung Quốc vẫn phụ thuộc rất nhiều vào nhập khẩu tài nguyên coban.
Theo đánh giá của SMM, vào năm 2024, 71% nguyên liệu coban toàn cầu sẽ đến từ quặng đồng-coban. Hiện nay, các nguồn coban chủ yếu được phân loại thành ba loại: quặng coban, tái chế và các kênh khác. Trong số đó, 90% coban đến từ quặng coban nguyên sinh, trong khi tái chế và các kênh khác lần lượt chiếm 7% và 3%. Quặng coban chủ yếu tập trung ở các khu vực như Cộng hòa Dân chủ Congo (DRC), Úc và Indonesia.
Do các vấn đề địa chính trị ở DRC, có một số hạn chế đối với xuất khẩu quặng thô. Thông thường, các sản phẩm trung gian coban (tức là hidroxit coban thô với hàm lượng coban khoảng 30%) được vận chuyển đến các cảng Trung Quốc. Bắt đầu từ nửa cuối năm 2024, về cơ bản sẽ không còn quặng coban tinh chế nào đến nữa.
Do các quy trình luyện kim bằng nhiệt gây ô nhiễm đáng kể nên việc tinh chế bằng luyện kim thủy phân chủ yếu được áp dụng, dẫn đến sản xuất nhiều sản phẩm trung gian coban hơn hợp kim đồng-coban. Ngoài ra, nguyên liệu tái chế như phế liệu pin và phế liệu hợp kim cũng là một phần trong nguồn cung nguyên liệu coban.
Hiện nay, các công ty khai thác coban hàng đầu bao gồm Công ty TNHH Tập đoàn Molypden Lạc Dương, Glencore có trụ sở tại Thụy Sĩ, Tập đoàn Tài nguyên Thiên nhiên Á-Âu và Tập đoàn Khai thác Kim loại màu Trung Quốc. Thị phần của các công ty khai thác coban lớn đã tăng lên đều đặn. Sự cạnh tranh gay gắt giữa Lạc Dương Molypden và Glencore đã chấm dứt thời đại mà một công ty khai thác đơn lẻ có thể thống trị và kiểm soát giá coban.
II. Tổng quan về Tinh chế Trung gian
Về nguồn cung coban tinh chế, chủ yếu được chia thành coban kim loại và hợp chất coban. Coban kim loại chủ yếu được phân loại thành bột coban và coban điện phân. Bột coban chủ yếu được sử dụng trong cacbua kim loại cứng, trong khi coban điện phân chủ yếu được sử dụng trong hợp kim siêu bền, cacbua kim loại cứng và vật liệu từ tính. Hợp chất coban chủ yếu bao gồm sunfat coban và clorua coban. Sunfat coban chủ yếu được sử dụng trong tiền chất ba nguyên tố, và clorua coban chủ yếu được sử dụng trong coban(II,III) oxit (Co₃O₄). Cả hai đều là thành phần quan trọng của vật liệu cực dương pin lithium-ion. Ngoài ra, còn có các hợp chất khác như cacbonat coban, nitrat coban, oxalat coban và hidroxit coban.
Muối coban là hợp chất hóa học của coban. Các sản phẩm muối coban thông thường bao gồm sunfat coban, clorua coban, nitrat coban, axetat coban, cacbonat coban và oxit coban. Trong số đó, sunfat coban (CoSO₄) là muối coban được sử dụng rộng rãi nhất, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất tiền chất ba nguyên tố cho vật liệu cực dương pin lithium-ion NCM và NCA, cuối cùng phục vụ cho xe điện, xe hai bánh điện và xe chuyên dụng. Clorua coban (CoCl₂) thường được tìm thấy trong các ứng dụng tiêu dùng, bao gồm các thiết bị điện tử tiêu dùng kỹ thuật số truyền thống như điện thoại di động, máy tính bảng và máy tính xách tay, cũng như các sản phẩm tiêu dùng mới nổi như máy bay không người lái, thuốc lá điện tử và dụng cụ điện. Cacbonat coban (CoCO₃), nitrat coban (Co(NO₃)₂) và oxalat coban (CoC₂O₄) chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng hóa học như chất xúc tác, chất tạo màu/tẩy màu, chất làm khô sơn và mực, chất kết dính cao su và thức ăn chăn nuôi.
Trên toàn cầu, sản xuất muối coban được thống trị bởi Trung Quốc, hiện là nhà sản xuất và xuất khẩu muối coban lớn nhất thế giới. Các khu vực sản xuất chính ở Trung Quốc bao gồm các tỉnh Hồ Nam, Giang Tây, Quảng Tây, Giang Tô và Chiết Giang. Trong số đó, Chu Châu và Hành Dương ở Hồ Nam là các cơ sở sản xuất muối coban truyền thống, nơi có các công ty hàng đầu như Công ty TNHH GEM và China Cobalt New Materials; Cán Châu và Nghi Xuân ở Giang Tây đã phát triển nhanh chóng dựa vào tài nguyên địa phương và chuỗi công nghiệp pin lithium; Giang Tô và Chiết Giang chủ yếu có các doanh nghiệp chế biến vật liệu cao cấp.
III. Phân bố các lĩnh vực có nhu cầu hạ nguồn
Nhu cầu coban toàn cầu chủ yếu đến từ lĩnh vực pin lithium - bao gồm các thiết bị kỹ thuật số, xe năng lượng mới (NEV) và các ứng dụng lưu trữ năng lượng - cũng như các ngành công nghiệp truyền thống như hợp kim siêu bền, cacbua kim loại cứng, chất xúc tác, chất tạo màu gốm sứ, vật liệu từ tính và vật liệu hữu cơ.
Với việc sử dụng rộng rãi điện thoại thông minh, nhu cầu coban trong pin kỹ thuật số và vật liệu từ tính đang tăng tốc, trong khi tỷ trọng nhu cầu trong các ngành công nghiệp truyền thống vẫn tương đối ổn định. Sự tăng trưởng bùng nổ của thị trường xe năng lượng mới đã từng thúc đẩy nhu cầu coban trong lĩnh vực xe điện. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tác động của hệ thống pin lithium sắt phosphat (LFP) và xu hướng giảm hàm lượng coban trong công thức hóa học pin niken-coban-mangan (NCM) đã dần làm suy yếu nhu cầu coban trong lĩnh vực xe điện.
Dự báo rằng đến năm 2025, do sự tăng trưởng trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng và các lĩnh vực truyền thống, nhu cầu coban toàn cầu sẽ tăng vừa phải lên khoảng 236.569 tấn. Trong đó, nhu cầu coban trong ngành công nghiệp pin xe năng lượng mới dự kiến sẽ giảm xuống còn 28% thị phần. Trong khi đó, dưới ảnh hưởng của các chính sách trợ cấp quốc gia của Trung Quốc, sự bùng nổ AI và sự thay đổi nhanh chóng của các thiết bị điện tử, nhu cầu coban trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng dự kiến sẽ tăng, có khả năng tăng thị phần lên 36%.
Ngoài các sản phẩm kỹ thuật số 3C truyền thống như điện thoại di động, máy tính xách tay và máy tính bảng, sự phát triển nhanh chóng của các lĩnh vực mới nổi đã mang lại cơ hội tăng trưởng mới cho thị trường pin lithium. Ví dụ, sự mở rộng nhanh chóng của các dụng cụ điện, xe hai bánh điện và máy bay không người lái, cùng với sự xuất hiện liên tục của các thiết bị điện tử tiêu dùng mới như thiết bị đeo, loa thông minh và thiết bị y tế di động, đã mở rộng hơn nữa các kịch bản ứng dụng sử dụng cuối, từ đó thúc đẩy nhu cầu về pin lithium-ion.
Trong tương lai, nhu cầu toàn cầu về pin lithium tiêu dùng sẽ được thống trị bởi các sản phẩm điện tử tiêu dùng mới, trong khi thị phần của các sản phẩm điện tử tiêu dùng kỹ thuật số truyền thống sẽ giảm dần. Do sự thay đổi công nghệ nhanh chóng và các kịch bản ứng dụng rộng rãi, các sản phẩm điện tử mới được dự đoán sẽ trở thành động lực tăng trưởng chính của thị trường pin lithium tiêu dùng.
Năm 2024, nhu cầu từ lĩnh vực tiêu dùng kỹ thuật số mới được dự đoán sẽ chiếm 39% nhu cầu pin lithium, và tỷ lệ này sẽ tiếp tục tăng. Trong số đó, ngành công nghiệp máy bay không người lái hiện đang ở giai đoạn phát triển nhanh chóng và là một thành phần quan trọng của thị trường thiết bị điện tử tiêu dùng mới. Với sự tiến bộ công nghệ và mở rộng các kịch bản ứng dụng, thị trường máy bay không người lái được dự đoán sẽ duy trì tăng trưởng nhanh chóng.
Trong những năm gần đây, được thúc đẩy bởi sự phát triển của các ngành công nghiệp quân sự và hàng không vũ trụ, năng lực sản xuất coban tinh luyện của Trung Quốc đã dần được giải phóng. Coban tinh luyện chủ yếu được sử dụng trong các hợp kim siêu bền. Được hưởng lợi từ sự tăng trưởng nhanh chóng của ngành hàng không Trung Quốc và nhu cầu tăng từ ngành công nghiệp quốc phòng, thị trường hợp kim siêu bền dựa trên coban được dự đoán sẽ đạt được tăng trưởng đáng kể, với nhu cầu hàng năm dự kiến sẽ tăng đáng kể vào năm 2024.
Ngoài ra, coban tinh luyện cũng được sử dụng trong lĩnh vực vật liệu từ tính, chủ yếu được thúc đẩy bởi nhu cầu về nam châm vĩnh cửu samari-coban (SmCo). Năm 2024, nam châm SmCo được dự đoán sẽ được sử dụng chủ yếu trong các trạm giao tiếp thông tin, động cơ nhiệt độ cao và các ứng dụng động cơ chuyên dụng khác. Thị trường vẫn còn tiềm năng tăng trưởng đáng kể.
Nhìn về phía trước, khi thị trường hợp kim siêu bền và vật liệu từ tính tiếp tục mở rộng, tiêu thụ coban được dự đoán sẽ tăng hơn nữa.
