相較于其他金屬，原生鎳產(chǎn)品種類比較多，我們簡(jiǎn)單認(rèn)為鎳產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)端產(chǎn)品有三個(gè)：鎳鐵、純鎳和硫酸鎳，對(duì)應(yīng)有三條產(chǎn)業(yè)分支，即紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵、 硫化鎳礦生產(chǎn)純鎳，以及多種方式生產(chǎn)硫酸鎳。下文介紹多種方式生產(chǎn)硫酸鎳。

硫酸鎳主要應(yīng)用于電鍍行業(yè)和電池行業(yè)，是電鍍鎳和化學(xué)鎳的主要鎳鹽，近年 來隨著動(dòng)力電池三元正極材料需求大增以及電池高鎳化，硫酸鎳在電池工業(yè)的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。市售硫酸鎳一般含 6 個(gè)結(jié)晶水，化學(xué)式 NiSO4·6H2O， 鎳含量為 22.3%。

根據(jù)安泰科統(tǒng)計(jì)，2020 年我國(guó)硫酸鎳產(chǎn)量 60 萬噸（折鎳金屬量 13 萬噸），其 中由原生物料生產(chǎn)的硫酸鎳產(chǎn)量為 6.4 萬噸，鎳豆溶解生產(chǎn)的硫酸鎳產(chǎn)量 3 萬 噸，廢料生產(chǎn)的量為 3.7 萬噸。

生產(chǎn)硫酸鎳的工藝多樣，對(duì)應(yīng)的原材料也多樣，有高冰鎳、濕法中間品、鎳豆/ 鎳粉等。生產(chǎn)工藝方面，既可以把鎳豆或者鎳粉直接酸溶得到硫酸鎳，也可以 使用 HPAL 工藝的濕法中間品生產(chǎn)硫酸鎳，還可以通過高冰鎳酸浸生產(chǎn)硫酸鎳。 其中主流工藝是是通過硫化鎳礦冶煉高冰鎳和紅土鎳礦濕法冶煉中間品兩種方 法制備硫酸鎳，其余兩種方法只有在硫酸鎳對(duì)電解鎳或鎳生鐵有高溢價(jià)的時(shí)候 才具備經(jīng)濟(jì)性。由于 HPAL 工藝近年來發(fā)展迅猛，我們著重介紹 HPAL 工藝。

高壓酸浸工藝 HPAL（High Pressure Acid Leach）

目前高壓酸浸工藝主要處理紅土鎳礦，而紅土鎳礦礦床特點(diǎn)：位于礦床上部的 是褐鐵礦層，高鐵、低鎳，硅、鎂較低，但鈷含量相對(duì)較高；位于礦床下部的 是腐殖土層，硅、鎂含量較高，鐵、鈷含量較低，鎳含量較高；中間是過渡層。 不同礦層適用不同冶煉工藝，礦床上部的褐鐵礦層低鎳高鈷，適用濕法技術(shù)處 理并回收鈷。

HPAL 工藝適用范圍

HPAL 工藝是在高溫高壓酸性環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)鎳鈷的選擇性 浸出，鎳、鈷回收率均可達(dá) 90%以上，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，目前工業(yè)上 HPAL 工 藝主要用于處理含鐵高、含鈷高、含硅鎂較低的低品鎳礦。

HPAL 工藝發(fā)展歷程

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)，自上世紀(jì) 50 年代以來，HPAL 技術(shù)在紅土鎳礦的開發(fā)應(yīng)用 經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一代 HPAL 技術(shù)以古巴 MOA 工廠為代表，古巴 MOA 廠 作為世界上第一家采用 HPAL 技術(shù)處理紅土鎳礦的工廠，典型特征為采用立式無機(jī)械攪拌高壓浸出釜；第二代 HPAL 技術(shù)典型特征為臥式多隔室機(jī)械攪拌釜 加壓氧浸；第三代 HPAL 技術(shù)，特點(diǎn)是對(duì)工藝過程和工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化、對(duì)關(guān) 鍵設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)、對(duì)材料進(jìn)行優(yōu)化選擇以及對(duì)工藝控制系統(tǒng)進(jìn)行完善，使得工 業(yè)生產(chǎn)更穩(wěn)定、工廠作業(yè)率更高、生產(chǎn)運(yùn)行成本更低、金屬回收率更高。

每個(gè) HPAL 項(xiàng)目處理的鎳礦品位差異較大，各個(gè)項(xiàng)目 采用的具體技術(shù)路線也不盡相同。在第一代、第二代項(xiàng)技術(shù)中，由于對(duì)礦石性 質(zhì)調(diào)研不充分、設(shè)備選型和材料選擇錯(cuò)誤、配套設(shè)施不完善等原因，造成多個(gè) 項(xiàng)目最終停產(chǎn)，如澳大利亞 Murrin Murrin 工廠、Bulong 工廠、Ravensthorpe 工廠都因礦石性質(zhì)與工藝設(shè)計(jì)相差較大，導(dǎo)致投產(chǎn)后未達(dá)到預(yù)期產(chǎn)量或者停產(chǎn)， 但為后來 HPAL 的工藝改進(jìn)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。而自 Ramu、Ambatovy 等項(xiàng)目順 利投產(chǎn)并穩(wěn)定運(yùn)行后，HPAL 技術(shù)已日漸成熟，無論對(duì)礦石性質(zhì)的認(rèn)知，還是 工藝流程、關(guān)鍵設(shè)備及材料均積累了大量經(jīng)驗(yàn)，證明了采用 HPAL 工藝可以經(jīng) 濟(jì)、有效地處理含鐵高、含鎳鈷鎂低的鎳紅土鎳礦資源，可以在預(yù)計(jì)的工藝操 作條件下實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)并獲得穩(wěn)定的工藝技術(shù)指標(biāo)。

HPAL 的沉淀工藝。無論是生產(chǎn)中間產(chǎn)品還是最終產(chǎn)品 ，都需要采用沉淀工藝 從浸出液中富集鎳、鈷。根據(jù)生成沉淀物的性質(zhì)，一般可歸納為硫化物沉淀 (MSP)和氫氧化物沉淀(MHP)兩種技術(shù)。目前世界上有工業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的硫化物 沉淀技術(shù)主要有高溫硫化沉淀 (HMSP)、中溫硫化沉淀 (MMSP)和低溫硫化沉 淀三種 (LMSP)。與其它沉淀技術(shù)相比 ，硫化沉淀技術(shù)一般需配套建設(shè)氫氣廠、 硫化氫氣體廠，對(duì)工廠管理、人員素質(zhì)要求很高，投資和運(yùn)行成本相對(duì)較高， 硫化沉淀技術(shù)應(yīng)用比較成功的項(xiàng)目是住友金屬在菲律賓的 Taganito 等項(xiàng)目。氫 氧化物沉淀技術(shù)方面，常規(guī)氫氧化物沉淀工藝主要有氫氧化鈉沉淀和氧化鎂沉 淀兩種技術(shù)。和硫化物沉淀技術(shù)相比，氫氧化物沉淀技術(shù)生產(chǎn)簡(jiǎn)單，投資及運(yùn) 行成本低，缺點(diǎn)是沉淀物粒度小、含水分高。中資在印尼的紅土鎳礦濕法項(xiàng)目 一般考慮采用氫氧化物沉淀。

HPAL 工藝或成為濕法冶煉紅土鎳礦的主流工藝

由于 HPAL 工藝相對(duì)復(fù)雜，且高溫、高壓、酸性環(huán)境對(duì)設(shè)備選型和材料選擇具 有高要求，需使用特殊材質(zhì)高壓釜、隔膜泵、閥門等，以及鈦合金、雙相鋼等 特殊材質(zhì)。整體來看，HPAL 工藝資本開支較大，已投產(chǎn)的 Goro 工廠、中冶瑞 木、Taganito 工廠噸鎳投資高達(dá) 5-7 億美元。而當(dāng)前中資在印尼規(guī)劃的項(xiàng)目投 資成本均偏低，集中在 1.5-2 億美元/金屬噸，投資下降的原因之一是新建項(xiàng)目 位于較成熟的工業(yè)園區(qū)，配套項(xiàng)目投資減少，二是新投建項(xiàng)目設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率提 高，三是有瑞木項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)減少一些多余的投入等。

穩(wěn)定運(yùn)行的 HPAL 工藝項(xiàng)目成本偏低，抵扣鈷的收益后，具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)， 如古巴 MOA 工廠以及巴新瑞木項(xiàng)目。根據(jù)安泰科數(shù)據(jù)，瑞木項(xiàng)目完全成本為 12000 美元/噸，現(xiàn)金成本為 9000 美元/噸，折算掉鈷的價(jià)值僅有 4800-4900 美 元/噸。

隨著高品位紅土鎳礦資源越來越少，具有能處理低品位礦石、成本低、能耗低、 碳排放量少以及有價(jià)金屬綜合利用率高特點(diǎn)的 HPAL 技術(shù)將越來越受到人們的 重視，近年來新建的紅土礦濕法項(xiàng)目幾乎全部采用 HPAL 工藝。

鎳鐵轉(zhuǎn)產(chǎn)高冰鎳取決于硫酸鎳對(duì)鎳鐵溢價(jià)

鎳供應(yīng)鏈原本存在“鎳生鐵-不銹鋼”和“純鎳-電池鎳”兩條平行的二元供應(yīng)結(jié) 構(gòu)，RKEF 項(xiàng)目大量投產(chǎn)導(dǎo)致鎳生鐵相對(duì)過剩，而電池用鎳高增長(zhǎng)導(dǎo)致純鎳相 對(duì)短缺。自 2020 年下半年以來，全球新能源汽車產(chǎn)銷量大增，動(dòng)力電池三元 正極材料對(duì)鎳金屬（硫酸鎳）需求隨之增加，而新增鎳鈷濕法中間品產(chǎn)能在 2022-2023 年才能放量，在此之前硫酸鎳產(chǎn)量增長(zhǎng)更多依賴鎳豆、鎳粉溶解。 而近些年全球原生鎳增量主要是 NPI，NPI 供應(yīng)相對(duì)充足，這就導(dǎo)致了硫酸鎳 較 NPI 溢價(jià)不斷增加，激勵(lì)企業(yè)將“NPI→高冰鎳→硫酸鎳”工藝路線打通。

今年 3 月初，青山宣布與華友鈷業(yè)、中偉股份簽訂高冰鎳供應(yīng)協(xié)議。三方共同 約定青山實(shí)業(yè)將于 2021 年 10 月開始一年內(nèi)向華友鈷業(yè)供應(yīng) 6 萬噸高冰鎳，向 中偉股份供應(yīng) 4 萬噸高冰鎳，市場(chǎng)擔(dān)心原有的二元供應(yīng)結(jié)構(gòu)打破，過剩的鎳鐵 可以通過硫化工藝生產(chǎn)高冰鎳，進(jìn)而生產(chǎn)硫酸鎳，從而使鎳價(jià)的定價(jià)依據(jù)從相 對(duì)短缺的純鎳轉(zhuǎn)為相對(duì)充裕的鎳生鐵，引發(fā)鎳價(jià)暴跌。

如上所述，鎳鐵企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)高冰鎳的動(dòng)力在于硫酸鎳對(duì)鎳生鐵的高溢價(jià)。根據(jù)相 關(guān)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，鎳生鐵經(jīng)過轉(zhuǎn)爐吹煉生產(chǎn)高冰鎳的成本約為 1000 美元/噸，高冰鎳通過酸浸生產(chǎn)硫酸鎳的成本約 2500 美元/噸，即鎳生鐵到硫酸鎳的成本是 3500 美元/噸。只有硫酸鎳對(duì)鎳生鐵的溢價(jià)超過 3500 美元/噸，鎳生鐵企業(yè)才有動(dòng)力轉(zhuǎn)產(chǎn)高冰鎳。

根據(jù)相關(guān)咨詢機(jī)構(gòu)在今年 4 月份測(cè)算的靜態(tài)數(shù)據(jù)，使用紅土鎳濕法中間品 MHP 生產(chǎn)硫酸鎳最具成本優(yōu)勢(shì)，溶解鎳豆、鎳粉生產(chǎn)硫酸鎳成本最高，高冰鎳生產(chǎn)硫酸鎳成本介于兩者之間。