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Mysteel:镍产业链之镍中间品详解(三)

前言:众所周知,2022年3月频上热搜的大宗商品当属是镍, 伦镍惊现“五连破” 震撼全球国际金融市场,其产业链及供需备受关注且成为市场追捧的热点话题。殊不知,镍产业链品种多而杂,而Mysteel团队又是深耕于镍产业链各环节调研,及时获取产业上最真实的数据信息,对此Mysteel整理撰写题为《镍产业链之镍各品种详解》专题系列,为更好服务于广大Mysteel客户群体,以便进一步了解镍产业链各品种。

本文则是对镍产业链中镍中间品展开全面介绍,全文将围绕镍中间品定义及分类、用途、冶炼工艺、产量及分布、对主要生产企业介绍及产品定价模式等六大章节展开详细讨论,可供近期及长期密切关注镍行业的社会各界人士参考学习。

一、镍中间品定义及分类

镍中间品包括镍锍(又名冰镍,根据镍含量不同可分为低冰镍和高冰镍)、硫化镍钴(MSP)和氢氧化镍钴(MHP),可以通过硫化镍矿或红土镍矿经过加工制得。而镍产业链中常见的镍中间品根据生产工艺的不同大致分为两大类,分别为镍湿法冶炼中间品和镍火法冶炼中间品。镍湿法冶炼中间品中常见的为氢氧化镍钴(MHP),镍火法冶炼中间品中常见的为高冰镍。

氢氧化镍钴(MHP):粗制氢氧化镍钴(MHP),绿灰色粉末,灰绿色粉末,溶于水。用于生产硫酸镍、精致氢氧化镍钴、镍板等产品,主要是红土镍矿的下游产品,镍含量一般为34-38%不等。

高冰镍:高冰镍,锭状,性脆,断面呈明亮的金属光泽,是镍、、钴、铁、硫金属硫化物的共熔体。用于生产电解镍及各种镍盐,是红土镍矿、硫化镍矿下游产品。根据矿源不同含量亦有区别,其中硫化镍矿生产高冰镍的镍含量一般为50%-65%不等,氧化镍矿生产的高冰镍的镍含量在75%左右,镍含量差异是原矿中含铜量的不同所致。

二、镍中间品用途

现阶段镍中间品主要是用来制备硫酸镍,而硫酸镍是三元锂电池产业链中最主要的镍原料,由于近年来电动汽车等行业的快速发展和电池的高镍化,对镍需求增长明显。据Mysteel调研统计,2021年以镍中间品为原料制备硫酸镍的比例年均达40.5%,预计2022年仍将加大镍中间品在硫酸镍冶炼中的使用占比。

三、镍中间品冶炼工艺

由于镍矿处理工艺的不同,可分为火法与湿法,火法对镍矿镍含量要求较高,通常要求镍含量在 1.5%以上;而湿法则可以处理镍含量在 1.4%以下的镍矿,这使得低品位镍矿资源得以充分利用。

3.1 氢氧化镍钴(MHP)的生产工艺---湿法

根据USGS(美国地质调查局)数据,2020年全球镍矿镍金属储量为9400万吨,同比增长5.6%;其中60%为红土镍矿(氧化镍矿),40%为硫化镍矿。而红土镍矿中约70%属于低品位镍矿(Ni≤1.5%),所以加大对低品位红土镍矿的资源开发,对镍行业至关重要。高压酸浸技术(HPAL)则在处理低品位红土镍矿资源工艺中占有明显的技术优势,为湿法冶炼工艺,目前主要用于生产氢氧化镍钴等镍产品。

高压酸浸技术(HPAL):HPAL工艺在经过60多年发展,其在新能源板块中变得越来越重要,以其优秀的浸出率(镍钴浸出率≥95%)及相对较低廉的运营成本被企业所青睐。HPAL工艺在反应釜中加热(≥255℃)及加压(4~5Mpa)加硫酸的方法从红土镍矿中分离出镍和钴。该技术于1961年首次在古巴Moa湾投入商业生产。HPAL工艺主要经历了三代,第一代红土镍矿高压酸浸(HPAL)工艺起源于1959年投产的古巴;第二代HPAL技术以1998年西澳大利亚投产的三家企业为代表;2000年后,第三代HPAL项目势如破竹般在全球范围内遍地开花,如菲律宾住友公司2005年投产的项目、2008年Inco公司在新喀里多尼亚投产Goro镍项目、2012年中国中冶集团在巴布亚新几内亚投产Ramu镍钴项目等。第三代HPAL技术对第二代技术的工艺过程、关键设备和所用材料进行优化与改善,使得工业生产更稳定、生产运行成本更低、金属回收率更高。

在此,重点介绍下Ramu项目,其作为高压酸浸技术的业内标杆,主要通过处理Ni:1.14%,Co:0.1%,Mg: 2.2%的红土镍矿原料,在温度250~260℃,压力4.8~5.1 MPa条件下浸出酸溶液。在经过多次循环浸出的方法,经CCD洗涤,在洗涤过程中除去铁和离子。之后将氢氧化镍钴沉淀并分离出贫液,最后将贫液过滤并包装即得到产品。

3.2 高冰镍的生产工艺---火法

高冰镍的冶炼主要为火法工艺,根据镍矿种类不同也有着不同的工艺,硫化镍矿传统工艺为火法造硫熔炼富集法,氧化镍矿传统工艺为还原硫化熔炼,而在2021年中青新能源项目首先提出富氧侧吹还原工艺。由于硫化镍矿资源在多年开发后,资源枯竭开发条件困难,因此红土镍矿资源成为高冰镍供应的主要来源。在此,主要介绍以开发红土镍矿冶炼高冰镍的两种火法工艺。

1、还原硫化熔炼工艺

还原硫化熔炼工艺流程为:先将红土镍矿干燥脱除自由水以及部分结晶水,配加硫化剂(硫磺、黄铁矿、石膏或含硫的镍原料)和还原剂(焦炭粉)在鼓风炉或电炉内熔炼,熔炼温度为1500~1600摄氏度,通过调整还原剂和硫化剂的加入量得到不同成分的低冰镍,然后可送入转炉进一步吹炼成为高冰镍。

2、富氧侧吹还原工艺

红土镍矿首先进入以粉煤为燃料的干燥窑进行初步脱水,经过破碎筛分,将干燥后的红土镍矿加入到回转焙烧窑中进行深度干燥焙烧。将干燥后红土镍矿、还原煤、熔剂及循环熔炼烟尘送入侧吹浸没燃烧炉内。之后进行富氧吹炼,富氧空气和粉煤通过经炉体两侧的浸没燃烧喷枪鼓入熔池中,浸没式燃烧火焰直接接触熔体,同时喷吹的富氧空气和煤粉搅动熔池,强化熔池的传热加速了反应,使红土镍矿物料快速熔化,还原粒煤从炉顶加入对高镍熔渣还原。

工艺路线:红土镍矿-干燥窑(脱水)-回转窑(深度干燥焙烧)-侧吹炉(物料熔融,还原)-排渣-余热回收、粉尘回收。

3.3 镍中间品冶炼工艺成本差异对比

通过湿法和火法两种不同工艺分别对红土镍矿加工处理到产出硫酸镍溶液,吨镍建设投资成本中湿法比火法高近30%,而吨镍生产成本中湿法比火法低至少15%(考虑钴效益扣除)。湿法工艺虽较火法工艺投资门槛高,但据业内人士反馈,湿法与火法投资成本差值有望在3-5年内追平,且湿法工艺可以同时获得合格的硫酸钴、硫酸锰溶液,而火法工艺需要额外购买并增加相应设施。对于一体化的前驱体企业而言,采取MHP的工艺是最具经济性的;对于非一体化的前驱体企业,如果没有现成的高压釜装置,一般会倾向于采购MHP,导致高冰镍的市场需求仍小于MHP。因此,从长远投资角度来看,湿法冶炼工艺更具行业前景,为项目投资最佳选择。

四、镍中间品产量及分布情况

根据USGS(美国地质调查局)数据,2020年全球镍矿镍金属储量为9400万吨,同比增长5.6%;其中60%为红土镍矿(氧化镍矿),40%为硫化镍矿。全球镍矿的储量区域分布较为集中,前三大国家印尼、澳大利亚、巴西占比均超10%,合计约占全球镍矿储量的60%;印尼作为全球镍矿储量最大的资源国,占比达22%,均为红土镍矿;澳大利亚主要为硫化镍矿;巴西主要为红土镍矿。相比之下,中国镍矿储量较少,仅占全球储量的3.16%,主要为硫化镍矿,储量完全不能满足需求。

数据来源:USGS

目前全球镍中间品冶炼厂主要分布于印尼、芬兰、菲律宾、澳大利亚、古巴、巴布亚新几内亚、新喀里多尼亚和土耳其等国,Mysteel统计2021年全球镍中间品镍金属产量约30万吨,同比增加1.4%,其中印尼产量占全球的25.5%。受益于印尼镍矿储量丰富且品质高、开采也相对容易,加之2020年1月1日起印尼执行镍矿出口禁令,预计印尼将成为未来3-5年的全球镍资源开发核心。

五、镍中间品主要生产企业

六、镍中间品定价模式

镍中间品常见定价模式为系数定价,镍中间品中金属镍的结算价格为LME镍平均价(为作价期内LME镍现货结算价的算术平均值)乘以相应的镍计价系数,最终结算货值 = 镍金属量×LME镍平均价×镍计价系数。系数定价适用于长单合同和国际采购,镍价波动较大时该定价模式存在较高风险。

附录:

全球镍中间品主要生产企业介绍

1、印度尼西亚

印尼淡水河谷2021年镍锍产量为6.4万吨,低于往年的7-7.5万吨,主要因为熔炉维护问题。2021年12月14日,公司将要关闭其已有20年历史的熔炉,并花费五个月时间重建,另外三座熔炉将继续照常运营,保证镍锍的生产。公司预计2022年镍锍产量为6.5万吨。

2021年5月19日,宁波力勤资源科技股份有限公司与印尼哈利达公司为共同开发当地红土镍矿资源,建造大型镍钴冶炼项目——力勤OBI岛项目,年产氢氧化镍钴产品镍金属量约3.75万吨,每月产能将近3000金属吨,2021年产量达到1万金属吨左右。

2022年1月, 由华友钴业、洛阳钼业等参与投资的华越公司年产6 万吨镍、7800 吨钴金属量的红土镍矿湿法冶炼项目取得重要进展,部分产线已完成设备安装调试工作,开始投料试生产的第一批产品,经华越公司检测,产品主要性能指标合格。

2021年12月8日印尼青山园区高冰镍正式生产,并于2022年1月24日将首批高冰镍产品集港完毕,正式装船发运中国。

2、芬兰

产量排名第二的芬兰其镍中间产品来自于Terrafame以及瑞典矿商Boliden在芬兰的冶炼厂,产品分别为硫化镍钴、镍锍。据Mysteel调研,Terrafame的电池冶炼厂于2021年6月启动,并在7月交付第一批硫酸镍,未来规划将硫化镍钴全部转产成硫酸镍产品。Boliden 7月中旬火灾导致大规模停产,2021年第三、四季度产量预计仅为正常产量的一半。Boliden 2021年7月中旬火灾导致大规模停产,12月24日芬兰冶炼厂因电炉出渣系统工艺故障导致爆炸,预计停产至2022年1月中旬。

3、菲律宾

菲律宾镍中间品来自于亚洲镍业(Asia Nickel)和日本住友金属合资的两个硫化镍钴项目Coral Bay和Taganito。

4、澳大利亚

澳大利亚镍中间品主要来自于第一量子和必和必拓,产品分别是氢氧化镍钴和镍锍。2017年9月,由于镍价持续走弱公司股价下跌,第一量子决定暂停Ravenshorpe镍矿的运营。

2020年3月复产,全年产量为1.27万吨。2021年受疫情影响劳动力短缺,第三、四季度产量下降,全年产量预计为1.7-2万吨。2021年5月19日,第一量子将Ravenshorpe镍矿30%的股权出售给浦项制铁公司(POSCO),2024年开始,第一量子每年将为浦项提供7500吨氢氧化镍钴用于生产硫酸镍。

5、古巴

古巴镍中间品产量来自于谢里特和通用镍业公司,双方各持有Moa项目50%的股权,年平均镍产能3.5万金属吨。

6、巴布亚新几内亚

瑞木镍钴项目位于巴布亚新几内亚的马当省,项目建设总投资122.75 亿元,是中国企业在境外投资最大的氢氧化镍钴项目,年产能3万金属吨左右。2019年10月18日,由于工厂泥浆泄漏导致废弃物进入巴萨穆克湾造成水污染,当地政府表示无限期关闭Nico矿山,之后当地企业进行相关补救措施,该工厂于10月25日恢复生产,2019年产量减少3万金属吨左右。2021年10月27日,为防止疫情蔓延,瑞木暂停生产两周,影响3300-3800金属吨,全年产量预计为3.2-3.4万吨。

7、新喀里多尼亚

新喀里多尼亚的中间品来自于淡水河谷的VNC项目,产品主要有氧化镍和氢氧化镍钴,自2020年5月起将氧化镍产线关停,此后只生产氢氧化镍钴。2020年9月公司表示由于未达成与澳大利亚新世纪资源有限公司的出售协议,关停亏损多年的VNC项目。2021年3月,淡水河谷将项目出售给Prony Resources新喀里多尼亚财团,托克持股19%,预计每月产量2000金属吨左右。

8、土耳其

土耳其的中间品来自Meta Nikel公司的Gordes项目,产品为氢氧化镍钴,项目于2014年投建,总设计产能为6万金属吨。

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