1 、铂钯品种概况
1.1 铂钯的自然属性
铂和钯是具有银白色光泽的金属,与铑、钌、锇、铱共同构成铂族金属(PGMs),铂族金属属于贵金属。实际应用中,铂和钯需求量高于其他PGMs成员。铂族金属中铂、钯是主要金属,铂在地壳中的含量为亿分之五,钯在地壳中的含量亿分之一,钌、铑、锇、铱4个元素在地壳中的含量都只有十亿分之一。
铂(Platinum),元素符号Pt,原子序数78,位于元素周期表第六周期,VIII族过渡金属,相对原子量为195.084,密度为21.45,熔点1772℃,沸点3827℃,熔点高、延展性好、导电导热性能佳、密度大、化学性质不活泼,不溶于盐酸、硫酸和碱,在空气和潮湿的环境中保持稳定等特点,主要应用于工业催化剂、珠宝首饰、电子、化工、医疗器械、抗癌药物、耐腐蚀器皿和特种合金等。
钯(Palladium),元素符号Pd,原子序数46,位于元素周期表第五周期、VIII族过渡金属,相对原子质量106.42,相对密度为12.023(20℃),熔点1555℃,沸点3167℃,电阻率10.8×10-8Ω·m(20℃)。能吸附氢、氧等气体,抗腐蚀,只溶于氧化性酸和熔融碱,主要用于催化剂领域。
1.2 铂族资源的分布与分类
铂族金属除了部分以天然单质存在外,普遍微量散布在岩石中和其他元素一起形成硫化型或氧化型金属复合矿。铂矿床一般与超镁铁岩有关,镁含量高,硅含量低,这些岩石包括橄榄岩、辉石、纯橄榄岩,主要发现于古代大陆地壳区域或蛇绿岩杂岩中,通常是通过构造过程形成的,例如构造板块的俯冲和碰撞。俯冲带(一个构造板块被推到另一个构造板块之下)可以为富铂岩浆室和随后的矿床的形成创造条件。两个构造板块相遇的碰撞区也可能通过地壳熔化和岩浆侵位等过程形成铂矿床。
铂族金属矿可以分为原生矿床和外生砂矿床两大类,原生矿床又可以分为以铂族金属为主的脉铂矿床和赋存于超基性岩的含铜镍型矿床。按成因主要分为岩浆作用、岩浆热液、外生沉积3种,细分为铜镍硫化物、铬铁矿型、砂矿型等多个小类。
岩浆作用:铂矿床主要通过岩浆作用形成。富铂岩浆产生于地幔中,通过岩浆上升、侵位、结晶等过程输送至地壳。在这些过程中,铂和伴生矿物可以从岩浆中分离出来并积聚在特定区域,形成铂矿床。
热液过程:热液过程也有助于铂矿床的形成。热液是在地壳中循环的富含矿物质的热流体,可以与现有的岩石和矿物相互作用,导致铂和伴生矿物在特定区域的流动和浓缩。
外生沉积:铂矿床也可以通过二次加工形成,例如老化、糜烂和沉积作用。在某些情况下,铂矿物可以通过河流、溪流和其他自然过程进行运输,然后浓缩到砂矿中。
《中国铂钯年鉴2024》中指出,我国铂族金属矿床种类多样,但大部分为共生或伴生矿,独立成矿的铂族矿山很少,典型矿床包括甘肃金川铜镍矿、云南金宝山铂钯矿、四川杨柳坪铂镍矿、河南周安铂镍矿、黑龙江五星铂矿床和河北红石砬铂矿床,国内95%的铂钯金属产自甘肃金川铜镍矿。
全球铂族金属资源主要在5个地区:1)南非北部德兰士瓦省(Transvaal)的布什维尔德(Bushveld Complex);2)俄罗斯西伯利亚的诺里尔斯克-塔耳纳赫地区(Norilsk-Talnakh);3)美国的斯蒂尔沃特复合体(Stillwater Complex);4)津巴布韦铂著名的大岩墙(Great Dyke);5)加拿大的萨德伯里(Sudbury)。
2、 铂族金属产业链
铂族金属供应链呈“金字塔”状,绝大部分原料供应与冶炼掌握在少数矿冶一体生产商手中、处于金字塔顶端;中间是各类中间商包括银行和贸易商;首饰、工业产品制造商、投资者等终端用户数量众多,处金字塔底部。
我国贵金属材料龙头企业贵研铂业年报中指出,矿产商的大部分铂族金属对终端客户、银行和贸易商采用年度长单方式进行销售,少部分以零单方式销售给其他重要客户,如庄信万丰、贺利氏、日本田中等全球或区域性的重要贵金属企业或贸易商进行渠道销售,也依靠国际铂金协会、世界铂金投资协会、国际钯金协会等非盈利组织开展市场推广活动。“寡头垄断”结构,易形成供应端主导价格,供应端减产、事故、超预期停产、回收渠道受阻、废料供应不均衡、上游囤货等因素,都会对价格造成明显冲击。
铂族金属的开采和提取主要涉及以下步骤:勘探、矿山开发、矿石提取、矿石加工和精炼。在矿山开采原矿运输到加工厂,通常经过一系列破碎、研磨、分级、浮选或重选等方式将有价值的铂矿物与脉石矿物分离,根据具体的矿石特性和所需的铂精矿,还可以使用其他工艺,例如重力分离、磁力分离或熔炼。得到铂精矿后,经过精炼工序进一步加工,得到高纯度的铂族金属。精炼过程通常涉及化学和/或电化学方法,例如溶剂萃取、沉淀或电解,以去除杂质并获得纯净形式的铂族金属。
铂族金属的分离和提纯工艺流程因原料成分、含量的不同而异。将用各种选矿工艺得到的铂族金属精矿以及镍、铜等电解精炼得到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酞化合物(赶硝),然后加硫酸亚铁沉淀出金。加氯化铵,铂呈(NH4)2PtCl6沉淀,锻烧可得含铂99.5%以上的海绵铂。分离铂后的滤液,加人过量的氢氧化铵再用盐酸酸化,沉淀出Pd(NH3)2Cl2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(以上内容来自天道矿产品研究院)。目前现货市场可以满足大部分终端需求的主流铂、钯纯度不低于99.95%,故广期所对铂、钯交割品的纯度要求设置为不低于99.95%。
由于铂族金属地壳含量低,回收环节备受重视,近年来铂族金属回收产能不断扩张,废料供应日趋紧张,主要通过废催化剂、珠宝等物料回收铂族金属。
2.1 上游矿山资源集中度高
南非是铂族金属的主要矿产国,USGS数据显示,2024年全球PGMs的资源量估计超10万吨,储量超8.1万吨,其中南非PGMs储量6.3万吨,占全球铂族金属资储量比例近8成,是第二名俄罗斯PGMs储量的近4倍。
铂金和钯金的供给都以矿山开采为主、回收供应为辅。铂族金属矿产量以钯、铂为首,其他金属产量偏低,钯产量略高于铂,近年来由于资源端寡头垄断,供给弹性严重不足,矿石品位下滑、开采成本上升、环保政策严格等因素影响,全球铂、钯矿产量面临瓶颈。USGS数据显示,2024年全球钯矿产金属量190吨,同比下降8.65%;铂矿产金属量170吨,同比下降5.02%;2022年铱、铑、钌矿产金属量分别只有6.8、22、29.9吨。
近年铂族金属资源集中度随着头部矿企的兼并重组进一步提升,美国、英国、加拿大、津巴布韦的矿企逐步被南非的矿企收购,南非的羚羊铂业又于2023年下半年收购了皇家巴佛肯铂业,头部铂族金属矿企仅剩下7家。头部5家铂金矿企中,南非独占4家,分别是斯班-静水、未泰铂业(原英美铂业)、英帕拉铂业(又称羚羊铂业)、诺瑟姆铂业,另外一家是俄罗斯的诺里尔斯克镍业。产量较小的淡水河谷和非洲彩虹(ARM)在铂族金属相关业务上也和头部矿企有着紧密联系,比如ARM就和羚羊铂业、未泰铂业分别合作开发Two Rivers矿山(地处南非)、Modika矿(地处南非)。根据WPIC(世界铂金投资协会)数据,2024年这五大铂金生产商的铂矿供应量占比高达82%,行业CR10则高达99%。
2.2 铂族材料供应与回收
铂族材料行业属于技术和资金密集型行业,贵金属全产业链布局的优美科(UMICORE)、庄信万丰(Johnson Matthey)、贺利氏(Heraeus)、日本田中(TANAKA)等全球贵金属跨国集团依托其资源、技术和品牌优势,在铂族金属材料加工和回收领域占据主导地位。
随着贵金属矿产资源的不断开采,高品位资源逐渐匮乏,含金、银、铂族金属的矿产资源生产加工成本不断上升,铂族金属二次资源愈发重要。作为铂族金属消费大国,我国每年产生大量的铂族金属二次物料,受到头部企业的广泛关注。
目前优美科(UMICORE)、庄信万丰(Johnson Matthey)、贺利氏(Heraeus)、日本田中(TANAKA)等跨国集团均在国内单独或合资建设贵金属材料加工或回收工厂,在国内回收市场亦占据主导地位。我国铂族金属回收企业面临着国外、国内企业在资源、技术、人才、成本、原材料等多个维度的激烈竞争。贵金属材料领域国际市场国内化、国内竞争国际化的发展趋势日益凸显。国内回收产能的不断扩张,导致二次资源供应紧张程度日益加剧。
贵研铂业在年报中指出,国内贵金属企业在技术能力和软硬件水平与跨国公司相比还存在一定差距,主要专注于部分贵金属产品或细分市场,通过做大做强某一类或某几种产品的方式来应对压力、参与竞争。在贵金属产业发展过程中,涌现出众多细分领域的优秀企业,这些贵金属企业通过长期技术、资源、渠道的沉淀和积累,已在各自领域内具有较强的竞争优势。
2.3 终端应用
铂、钯终端用在汽车催化剂、工业、首饰、医疗等领域,另外还有少量投资需求。从消费结构看,汽车催化剂是二者最大的终端消费领域,铂的终端消费结构更分散,钯有超八成用在汽车催化剂。
一、汽车尾气催化剂
铂、钯、铑之所以成为汽车尾气三元催化剂的核心成分,主要基于过渡金属的化学性质和催化活性。每种金属的催化效率会受到发动机温度、燃料类型、燃料质量、用于制造汽车催化剂的铂族金属涂层耐久性的影响。和钯金相比,铂金可在较低温度下保持良好的催化活性,钯金容易出现硫中毒问题,而铂金则能更好地抵抗硫中毒。
化学性质:
1、过渡金属,具有较高的电催化活性和化学稳定性,耐高温、抗氧化。
2、具有较大的电子亲和力和较低的电离能,吸附和脱附难度小,具有良好的催化活性。
催化活性:
1、可通过吸附和解离气体分子,使其发生化学反应。
2、可提供活化能,降低反应的能量障碍,加速反应速率。
3、表面具有活性点位,可以与反应物发生化学反应。
汽油发动机排出的污染气体主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOₓ)三种,而柴油发动机的尾气成分更加复杂,含有较多的氮氧化物(NOₓ)和颗粒物(PM),硫含量亦偏高,且柴油发动机的工作温度通常低于汽油发动机。
在20世纪90年代,汽油发动机的尾气中硫的存在削弱了钯金的催化效率,要达到同样的排放控制水平,钯金数量是铂金的2倍,当时汽油车催化剂钯金替换铂金的主要原因是价格低。21世纪汽油燃料中的硫含量大幅下降,汽油催化剂中铂、钯金属的“替代比率”可以做到1:1。
所以,钯金在汽油发动机的尾气处理中更为常见,但在柴油发动机中,铂金的性能更为优越,铂金在柴油发动机尾气催化剂领域的总的需求较稳定。实际当中,催化剂中铂族金属的选用取决于催化效果、性价比、可得性、尾气排放质量标准等。
二、首饰
相比钯金,铂金密度更大,首饰更有分量感,延展性较好,加工难度适中,高温下保持稳定,除王水外不受酸碱腐蚀,日常佩戴不褪色,铂金价格也明显高于钯金,适合于高端珠宝市场。钯金硬度大,不易加工,钯金在一些特定的珠宝设计中有少量使用,另外在中低端首饰市场有少量消费,但因长期佩戴后与空气接触会变灰变暗,所以近年来珠宝首饰市场很少看到钯金首饰。而铂金首饰领域的消费因为金价持续高位正逐步升温,根据WPIC的2025年一季报统计,随着金价持续攀升,铂金首饰需求正迎来复苏,2025年一季度深圳水贝已新增10家铂金展厅,每家展厅有超过100公斤铂金库存,地下商场超过60个柜台新增铂金业务,此前退出市场的铂金制造首饰工厂正积极重返市场。
三、其他工业应用
化工:化学化工和石油化工使用各种一元或多元铂族金属催化剂。铂金在石油化工领域主要用于催化裂化和重整过程,将重质原油转化为高附加值的轻质碳氢化合物,具有不可替代的地位。钯金催化剂能够高效地将不饱和化合物转化为饱和化合物,在石油精炼过程中,钯金催化剂用于去除氮和硫的杂质。
玻璃:铂金在玻璃制造行业有多种用途,包括作为炉体发热体、制作高温测温用的铂铑热电偶,以及在玻璃纤维工业中用于铂铑坩埚拉丝炉。特别是在生产高质量、无瑕疵的LCD玻璃时,铂金合金的应用能够显著提高产量并减少杂质。2024年我国玻璃纤维年产量达到756万吨,同比增4.6%,增速有所下降。
电子工业:铂金具有高导电性、稳定性、电阻与温度变化呈线性关系,使其成为电子元件的理想材料,铂金在电子领域有广泛应用,例如用于制造硬盘驱动器(HDD)、热电偶、电阻传感器,其中硬盘驱动器是铂金电子工业需求的主要领域。由于人工智能的需求增长,铂金在半导体和传感器领域的应用也在增长。钯金用于制造多层陶瓷电容器(MLCC)、谐振器、电阻器、电感器等元件;钯金因其高导电性、耐蚀性和高温稳定性,还广泛用于电子设备的连接器和引线框架;银钯合金用于半导体后道封装环节,作为引线键合材料替代金丝。
医疗:铂族金属具有很好的生物相容性和耐腐蚀性,即使被植入人体也可以保持的长期稳定性和安全性,被广泛应用于牙科材料(如牙冠和牙桥)、人工关节等医疗设备,心脏起搏器、植入人体的导线。某些铂族金属的络合物如顺铂、碳铂等具有良好的抗癌活性并已用作抗癌药物研发的首选,近年来随着癌症发病率提升,用于癌症治疗的铂金虽然总量少但增速很快。
氢能:铂、钯、铱和钌在整个氢能价值链中起到重要的催化作用,涵盖水电解到燃料电池运行的各个环节。铂金是质子交换膜(PEM)燃料电池和电解槽的核心材料。随着氢能技术的发展,铂金在这一领域的应用需求有望持续增长。钯金在氢电解(碱性和质子交换膜电解)和燃料电池中作为催化剂,促进氢气的生成和利用。目前氢能领域用铂钯的占比极低,但碳中和碳达峰的背景下,氢能产业链有望开启铂族金属消费的第二增长曲线。
铂金还被用于制造化学器皿、电极等。钯金用于硅和过氧化物太阳能电池的涂层,能够显著提升电池的生产效率;钯金因其高熔点、高密度和优异的耐腐蚀性能,还用于在航空航天领域制造高温合金、发动机叶片、火箭引擎喷嘴等关键部件。
2.4 投资渠道
铂金作为贵金属,与黄金、白银一样被视为对冲通胀的一种工具,但因更加稀缺无法成为天然的货币。铂金的投资主要是通过购买铂金相关产品(如铂金条、铂金币、铂金期货合约、铂金ETF等)获得收益,另外也可以通过铂金相关股票间接投资铂金行业。
实物投资:铂金条或铂金币为主,欧美是最大消费市场,我国正在迅速成为最重要的投资市场,主要实物投资为铂金条,少量为铂金币;钯金投资需求几无。金价高企,投资资金逐步转向铂金,小规格铂条、大克重铂条均成为个人投资者和机构投资者贵金属配置的重要品类。
拥有实物支持的铂金ETF(交易所交易基金):铂金ETF通常持有实物铂金条或使用衍生工具和其他金融工具来模拟铂金的价格走势。投资者购买铂金ETF份额后,基金管理人会用资金购买实物铂金并存储在金库中,当投资者赎回份额时,基金管理人卖出相应数量的铂金并用现金兑付。当铂金ETF的买家超过卖家时,就会发行新的ETF份额。在这种情况下,基金通常有3天的时间在现货或“场外交易”市场购买铂金条并将其交付给金库,投资铂金ETF是将铂金添加到投资组合中的便捷方式。按照WPIC数据,目前全球共有18支铂金ETF,其中规模较大的基金在伦敦、纽约、约翰内斯堡、东京和苏黎世等主要金融中心进行交易,截止2025年6月30日,全球铂金ETF持有铂金3399045盎司,折96.36吨。具体情况如下:
铂金累计计划(PAP):日本独有,个人可以每月通过支付账户购买铂金,累计拥有的实物铂金量可以自由的售出全部或部分。
期货:铂金期货1956年在纽约商品交易所(NYMEX)上市,后期纽商所被芝商所(COMEX)合并,目前COMEX是全球铂、钯期货最活跃的市场,价格具有国际影响力,该交易所定期公布库存数据,官网:www.cmegroup.com,铂金合约代码PL,交易单位50金衡盎司,报价单位美元/盎司;钯金合约代码PA,交易单位100金衡盎司,报价美元/盎司,交易时间为:1)北京时间7:00 - 次日6:00(夏令时6:00 - 次日5:00);美东时间:18:00 - 次日17:00。日本大阪证券交易所(JPX)的铂金、钯金期货分别于1984年、1992年挂牌上市,定价主要反应亚太地区供需情况,钯金期货无流动性,铂金期货的成交量也偏低,不具有代表性。
远期:上海黄金交易所有铂金远期交易。2024年通过上海交易所交易的铂金(Pt99.95)合约双边成交量为100.08吨,比2023年增加22.75吨,同比上升29.41%;双边成交额为224.53亿,比上一年增加53.35亿,同比上升31.16%。
股票:投资者可以根据铂金、钯金上下游相关上市企业的财务状况、业务前景、盈利能力、偿债能力、行业竞争力等情况进行合理估值,间接获得铂金价格波动带来的潜在收益(中上游部分股票参看上文,下游股票相对分散,不再梳理)。