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欧普硫酸镍调研报告之产品工艺
- 来源:欧普
- 发布时间:2024-05-17
欧普硫酸镍调研报告之产品工艺
- 分类:欧普
- 发布时间:2024-05-17
硫酸镍是镍矿冶炼加工后的一种初级产品,有无水物、六水物和七水物三种,商品多为六水物,是制备三元动力电池、电镀镍、镍氢电池等产品的重要原材料。
硫酸镍主要分为电镀级硫酸镍和电池级硫酸镍。电镀级与电池级区分主要为钴元素不同,由于电镀时钴元素为有害物质,所以电镀级硫酸镍要求钴元素含量越低越好,一般不超过0.05%,而电池级对于其钴是有益物质,但其要求磁性异物一般不得高于100PPb,锢含量不高于0.1%。所以电池级和电镀级因为微量元素的不同,一般不能替换使用。
一直以来硫酸镍的主要原料来源于品位较高的硫化镍矿,近年来开始使用红土镍矿作为原料,一方面是由于红土镍矿开采历史较短,资源丰富,生产的镍生铁相对过剩,由镍生铁至高冰镍的技术已成熟;另一方面随着硫化镍矿储量的不断减少,品位下降,开采和冶炼成本随之增加,供应难以满足需求。因此,随着中间品加工技术的突破,低品位红土镍矿可以通过湿法冶炼镍中间品生产硫酸镍,较高品位的红土镍矿通过生产镍生铁转产高冰镍,进而生产硫酸镍。
从生产原料来看,硫酸镍的生产路线主要包括五条:①硫化镍矿→高冰镍→硫酸镍;②硫化镍矿→精炼镍→硫酸镍;③红土镍型矿→湿法冶炼镍中间品→硫酸镍;④红土型镍矿→火法冶炼镍铁→高冰镍→硫酸镍;⑤回收镍产品→再加工→硫酸镍。
从镍中间品看,主要使用原矿类型为红土镍矿,根据冶炼工艺不同,又可以具体分为湿法工艺和火法工艺。
湿法工艺,是指利用红土镍矿表层矿土,即褐铁矿层,通过高压酸浸或常压酸浸方式制备镍中间品,该流程也可以氢氧化物的形式提取处伴生金属钴,简称为MHP,MHP可直接制备成硫酸镍。
火法工艺,是指利用红土镍矿下层矿土,即残积层,通过RKEF(Rotary Kiln Electric Furnace,回转窑-电炉工艺)先生产镍铁,再将镍铁转产成高冰镍,或者使用侧吹方法一步将红土镍矿制备成高冰镍,高冰镍也可作为硫酸镍的直接原料。
国内外处理红土镍矿的湿法工艺大致可分为高压酸浸工艺(HPAL)、还原焙烧-氨浸工艺、以及常压酸浸工艺。
国内外处理红土镍矿的火法工艺大致可分为回转窑-矿热炉还原熔炼镍铁工艺(RKEF)、还原硫化熔炼镍锍工艺、高炉炼制工艺法等
湿法工艺目前印尼新增项目较多,选用红土镍矿生产出湿法中间品氢氧化镍钴(MHP)或硫化镍(MSP),之后进行硫酸溶解,然后制成硫酸镍。经过测算,MSP转产硫酸镍成本比MHP转产硫酸镍成本高,因此相比之下通过后者生产硫酸镍的方式更为常见,而该条工艺路线被称为最具经济效益的制作硫酸镍方式
根据华友披露的数据显示,其湿法工艺的投资成本约为2亿美金/万吨,火法工艺约1.15亿美金/万吨,火法项目的初始投资成本有较大优势。
据华友、中伟、格林美介绍,火法产线个月,对应湿法产线年左右,火法具备更高效的投产周期。
格林美介绍,湿法工艺可实现镍中间品氢氧化钠镍钴中钴的回收,可以较大的摊低湿法的生产成本。
据中金数据,火法工艺吨镍碳排约为90-100吨,湿法项目吨镍碳排在10-20吨,两者碳排差距约在4-5倍左右。
使用红土镍湿法中间品MHP生产硫酸镍最具成本优势,成本约为12,500美元/金属吨;高冰镍生产硫酸镍成本约为13,500美元/金属吨,湿法工艺具有一定的成本优势。
湿法HPAL选用红土镍矿中上层的褐铁矿,这种矿石含镍量为1.5%以下,因此单吨金属镍耗材多,但是单吨成本较低,目前价格约为50美元/湿吨;而火法选用下层的腐岩,含镍量高,单吨金属镍耗材少,但矿石价格较高,目前价格为70-100美元/湿吨以上,就原矿经济性而言,湿法成本优势明显。
硫酸镍上游主要镍矿及主要硫酸镍制备镍和废弃产品,中游主要为硫酸镍产品的制备,当前制备路线较多,企业之间差距较大,下游按照产品品类分类主要包括应用于三元电池的电池级产品,和电镀用的电镀级产品,其他应用包括硬化油和催化剂等,整体占比极低,当前电池级是主要需求增量。
全球镍资源集中,据统计,截至2021年全球镍矿储量达到10,500万金属吨。
根据USGS,2021年全球镍资源储量排名前三的国家分别是印尼(20%)、澳大利亚(20%)和巴西(15.2%)。近年来随着火法RKEF和湿法HPAL技术的发展应用,以印尼、菲律宾和新喀里多尼亚为代表国的红土镍矿产量大幅增加,全球主要镍资源地域新建矿山多为红土型镍矿,USGS数据显示2021年红土镍矿占储量比例达到60%,其中印尼(18.7%)、澳大利亚(17.7%)、菲律宾(10.1%)。就镍产量来看,根据Mining intelligence数据,全球前十大镍企大约贡献33%的产量,格局相对分散
硫酸镍整体需求受三元前驱体影响最大,前驱体产品商业本质是通过加工半成品赚取中间加工费,定价方式一般采用“原材料+加工费”的成本加成模式,原材料主要包括镍、钴、锰金属盐和辅助材料。以NCM523为例,主要原材料硫酸钴、硫酸镍和硫酸锰合计约占前驱体总成本的91%,其中硫酸镍占比最高,超5成。
2016-2021年,我国硫酸镍产量大幅增加。2017年以前,我国硫酸镍的产量基本稳定在3-5万吨。随着2017年我国新能源汽车产量快速增加,硫酸镍产量也随之增加,三元材料的需求拉动作用十分显著。2021/2022H1,我国硫酸镍产量增长至28.7/14.7万金属吨,华经情报网预计2022年将增长至38万金属吨
随着国内新能源汽车整体产销快速扩张,2017年以来我国硫酸镍消费量持续增长,产量80%左右应用到动力电池领域。尤其是2021年整体新能源汽车销量爆发,硫酸镍消费量增长超100%,达28.7万金属吨,基本实现了产销平衡
硫酸镍整体价格在2020年下半年以来受整体需求持续增长影响,2021年价格明显增长,随后整年需求稳步增长背景下产量持续上行,整体供需相对均衡。2022年以来,硫酸镍价格一度暴涨至超6万/吨随后持续下降,截止2022年末,电池级硫酸镍价格小幅反弹后基本保持在3.8万/吨左右平稳运行(市场20230201报价在3.73万/吨左右)
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