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Mysteel:镍产业链之镍矿石详解(一)

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矿石展开全面介绍,全文将围绕镍矿石定义及分类、开采及冶炼工艺、储量产量及分布、对全球主要生产企业、中国进口来源国介绍以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、 镍矿的定义及分类

镍是一种银白色金属,镍金属具有良好的机械强度及加工性、难熔耐高温性及化学稳定性等特点,广泛应用于不锈钢、合金钢制造领域。

镍矿石是含有镍单质或镍铁化合物且能够经济利用的矿物集合体,是镍金属及镍合金冶炼领域的重要原材料。1865年,法国加尼尔首次在新喀里多尼亚发现硅酸镍矿,并于1875年正式对该矿进行开采,代表着世界对于镍矿石冶炼的开始。

根据镍矿中镍元素赋存形态划分,镍矿石可分为硫化镍矿及红土镍矿两类。

二、镍矿的开采及冶炼工艺

红土镍矿和硫化镍矿,因属性差异,两者需要不同的开采、冶炼工艺。

1.硫化镍矿

硫化镍矿主要以镍黄铁矿(Fe,Ni)9S8、紫硫镍铁矿(Ni2FeS4)、针镍矿(NiS)等游离硫化镍形态存在,有相当一部分镍以类质同象赋存于磁黄铁矿中。

按镍含量不同,原生镍矿可分为三个等级:特富矿:Ni≥3% ,富矿:1%≤Ni≤3%,贫矿:0.3%≤Ni≤1%

1.1 硫化镍矿的开采

硫化镍矿一般品位较高,镍含量高于3%的硫化矿可直接入炉冶炼,镍含量低于3%的富镍或者贫镍矿石可经选矿进行富集。

硫化镍矿中矿物集合体嵌布粒度、嵌布关系以及脉石矿物种类等决定了选矿工艺的制定。目前生产上主要应用的工艺流程有浮选和磁选—浮选联合流程,而磁选常作为辅助的选矿方法。混合浮选工艺在我国硫化镍矿选矿中应用最成熟,也最为广泛。

以必和必拓旗下的硫化镍矿北戈尔德(Northern Goldfields)矿区为例,既有露天作业,也有地下作业,采出的硫化镍矿石会运往两处大型选矿厂,运用硫化镍浮选技术,对矿石进行粉碎和浓缩。

1.2 硫化镍矿的冶炼

硫化镍矿主要采用火法冶炼工艺,形成高冰镍中间产品后再进一步通过湿法工艺直接生产硫酸镍或电解生产电解镍,主要用于电镀、电池及合金的应用,部分电解镍用于不锈钢配料。

硫化镍矿的火法冶炼主要包括造锍熔炼、低镍锍转炉吹炼、高镍锍加硫酸分离得到硫酸镍,硫酸镍进一步电解精炼得到电解镍。

中国以及俄罗斯的镍厂所产的电解镍常以镍板的形式存在,主要应用于下游不锈钢的生产。而澳大利亚,西欧等地的冶炼厂则主要以体积更小的镍豆形式存在,既可以方便用于镍基合金生产也可再次溶解生产硫酸镍而作为三元前驱体的材料。高镍锍经分离以后,也可以经另一步反应制造成三元电极材料——硫酸镍。

2007年镍价上涨突破5万美元,创下当时的历史新高,导致以电解镍为主要镍原料的不锈钢的成本大幅上升,而红土镍矿生产的镍铁对于不锈钢来说经济效益显著,不锈钢的高需求以及高镍价推动镍铁生产不锈钢工艺快速大规模发展,红土镍矿也因储量丰富,易于开采,运输便利成为镍资源的主要原料。

2. 红土镍矿

红土镍矿是氧化物矿,因其含铁较多,颜色呈现出氧化铁的红色,故称之为红土镍矿。

镍红土矿通常分三个层次成矿:第一层: 红土镍Ni0.9-1.1%Fe45-50%;第二层:镍褐铁矿 Ni1.4-1.9%Fe20%-30%;第三层:腐泥土镍矿Ni2.0-2.6%Fe15%。

2.1 红土镍矿的开采及运输

红土镍矿品位低,但其中的铁镁等杂质含量往往达到50%以上,杂质的总含量往往是镍含量的30倍以上,由于红土矿中镍与其他矿物共生,镍嵌布在矿物中,难以通过选矿方法富集,通常采用直接冶炼生产电解镍、镍铁或镍锍。

红土镍矿多为露天开采、堆放,作业设备简单,通常用推土机清理和剥离表皮土,采矿的同时化验矿物成分并按照化验结果堆放开采矿物。通过传送带被装上驳船,然后在锚地转运到散货船上。

红土镍矿普遍含水量为30%-35%,黏性非常大,直接影响红土镍矿的输送,历史上曾发生了多起包括镍矿在内的由于货物流态化导致船毁人亡的严重事故,也会影响后续的配料及烧结矿的质量。

2.2 红土镍矿的冶炼

红土镍矿一般采用火法冶炼直接生产镍铁(Ni 含量>15%)或镍生铁(NPI,Ni 含量<15%), 少部分采用湿法工艺形成镍中间产品生产硫酸镍或电解镍。2021年印尼青山实现红土镍矿-高冰镍的研制,标志着红土镍矿-新能源技术打通,为镍产业发展留下了浓墨重彩的一笔,具有跨时代的意义。

目前,国内外处理红土镍矿的方法主要有火法冶炼和湿法冶炼两种。火法冶炼工艺具有流程短,生产效率高,工艺成熟等优点。

红土镍矿的火法冶炼则是在还原熔炼产出镍铁,可在电炉、高炉和回转窑中进行。

而生产镍铁是红土镍矿的重要去向,因不锈钢使用量巨大,对镍和铁都有巨大的需求。红土镍矿可以炼成镍铁直接使用,不再需要进一步将镍和铁分开,也不需要将镍铁硫化造锍。国内主要使用回转窑矿热炉法(RKEF)、回转窑法和高炉法进行镍铁的生产。

当前国内有在印尼新建镍铁产业链的企业几乎都采用 RKEF 法,该方法最大的特点就是能耗低。RKEF 是利用回转窑还原焙烧工艺对红土矿进行预热和预还原,所获得的高温预还原焙烧砂直接热装入矿热炉熔炼。这样的做法是炉料预热时进行脱水,并可以降低能耗。

三、全球镍矿资源分布

1. 全球镍矿储量

硫化镍矿床分布于西澳大利亚、南非、加拿大和俄罗斯等国。红土镍矿床主要分布在澳大利亚、印度尼西亚、新喀里多尼亚和菲律宾等国。

2020年全球镍矿储量金属量达9400万吨,其中60%为红土镍矿,40%为硫化镍矿。印尼拥有世界上最大的镍储量(2100万吨),其次是澳大利亚(2000万吨)和巴西(1600万吨)。

从资源储备的角度来看,在2018年以前澳大利亚资源储量1900万吨,占世界的24%,是世界镍资源的核心区。2018年随着对全球镍矿资源进一步开发,镍矿储量出现了较大的增量。主要增量为印尼地区勘探出更多镍矿资源,储量由450万金属吨增至2100万金属吨,占比由6.1%增至22.34%,成为镍矿储量第一大国。印尼产量的突飞猛进,除了受镍矿出口影响外,也得益于中国企业在印尼投产建厂带来的提升。

2. 全球镍矿产量

自2016年以来,受镍不锈钢、新能源快速发展的带动,全球镍矿产量呈现增加趋势。2020年初印尼再次禁矿,全球镍矿资源的供应开始逐渐趋紧。2021年伴随印尼大量镍不锈钢、新能源项目的建设投产,镍矿产量出现明显增加。

USGS统计数据显示,2021年全球镍矿产量金属量达到270万吨,同比2020年(251万吨)增加8%。印尼镍矿产量达到100万金属吨,再次成为无可争议的镍头部生产者,其次是菲律宾(37万吨)、俄罗斯(25万吨)、喀里多尼亚(19万吨)和澳大利亚(16万吨)。

3. 中国镍矿资源分布

我国硫化物型镍矿资源较为丰富,占全国总量的90%,储量分布高度集中在西北西南东北三个区域,并且约80%的镍矿资源集中在甘肃,其余主要分布在新疆、云南、吉林、陕西四川,这六个省的总储量占全国镍矿资源总储量的90%以上,用于国内精炼镍生产。

红土镍矿资源比较缺乏,仅占全国总量的10%。不仅储量比较少,而且国内红土镍矿品位比较低,开采成本比较高,这就意味着中国在红土镍矿方面并没有竞争力。

虽然中国的镍矿占比不高,但是在冶炼环节,中国处于绝对的领先水平。而我国又是不锈钢产品主产国,红土镍矿是镍铁的主要原料,且镍铁又是不锈钢的主要原料,因此我国每年都需大量进口红土镍矿来发展不锈钢工业。主要进口国家为印尼、菲律宾等地。

2021年中国进口镍矿量4352.92万吨,同比增加11.3%。菲律宾是中国进口镍矿主要来源国,2021年总进口量3904.31万吨,同比增加22.11%,占总进口量的89.7%。自印尼禁止镍矿出口之后,镍矿供应呈现偏紧格局,市场价格上涨刺激菲律宾镍矿山大力出货,年内受到气候特性与下游备库影响,呈现明显的增减趋势。

四 、世界主要镍生产商

1. 全球十大镍矿山

以上为2020年全球十大镍矿山排名。详情请点击》》

2 .全球十大镍生产商

以上为全球十大镍生产商排名,2020 年全球镍产量总计约 220 万吨。详情请点击》》

五、中国主要镍矿进口来源国情况

1.菲律宾

菲律宾的红土镍矿主要分布在北部的三巴里斯Zambales(三描礼士)和伊莎贝拉Isabella矿区; 中部的巴拉望Palawan和苏里高Surigao(包含Dinagat/迪纳加特和Tubay/图拜);南部的塔威Tawi-Tawi、达沃和东达沃Davao Oriental地区。

菲律宾气候主要分为雨季和旱季,部分地区受雨季影响,对镍矿出货影响较大。

Tawi-Tawi产区和Palawan产区以及Davao/达沃产区终年可以生产和装货,没有明显的雨季和旱季;

Zambales产区每年6月份至10月份为雨季,其余月份为开采季;

Surigao产区每年11月份至次年3月份为雨季,其余月份为开采季。

其中Tubay地区雨季时间与Surigao主产区相同,但是由于雨季期间涌浪不大所以在雨季期间也可以进行开采和装船作业,只是装船进度相对于开采季缓慢。

其中高镍矿以三描礼士(Zambales)和巴拉望(Palawan)、塔威(Tawi-Tawi)为主;Surigao,位于菲律宾棉兰岛东北角的顶端,镍矿年出货量占总出货量的50%-60%,主要为低中品位镍矿。

2016年以来菲律宾政府对国内镍矿生产企业的环保政策逐渐趋严,陆续整顿和关停了一批镍矿生产企业。在2017年5月菲律宾现任环境和自然资源部长罗伊•西马图(RoyCimatu)取代了前部长雷吉娜•洛佩斯(ReginaLopez)之后,菲律宾对之前严苛的环保政策有了一定放松。虽然菲律宾方面将提升产量,但是,由于近些年的大量出口,菲律宾镍矿的储量和品位均在下降,其中TAWI–TAWI地区更是已经面临着资源枯竭的压力,该地区的三个矿山2019年四季度-2020年一季度陆续关闭。此外,其余地区矿山也面临镍矿品位低的问题。

2021年4月14日,菲律宾总统罗德里戈·杜特尔特(Rodrigo Duterte)取消2012年实施的新矿产协议的禁令。该命令指示环境与自然资源部制定新矿产协议中的条款,最大程度地增加国家收入。

2.印度尼西亚

印尼红土镍矿多分布于群岛东部,矿石品位达1.5~2.5%(全球红土镍矿平均品位为1.28%),同时镁含量较低。根据印尼地质局2020年7月测绘,印尼镍矿资源量118.87亿吨,矿石储量43.46亿吨。同时,金属资源总量达到1.74亿吨,金属储量6800万吨。详情请点击》》

2014~2016年印尼政府明确禁止红土镍矿出口,2017年后有条件放宽出口限制,允许在一定条件下出口镍含量在1.7%以下的镍矿出口,后于2020年全面禁止镍矿出口。

而在2014年执行禁矿政策后,镍矿价格的大幅上涨让市场到资源的重要性,也让中国不锈钢龙头企业察觉到了镍铁-不锈钢一体化建设的必要性和未来趋势所向,其中青山集团率先在印尼投资建厂,后面逐渐吸引了更多的中国企业去印尼投资建厂。

六、镍矿石定价模式

1.硫化镍矿:参考LME镍进行系数定价。

2.红土镍矿

2.1 欧美:参考LME镍进行系数定价。

2.2 中国:作为全球红土镍矿的主要消费国,下游进口镍矿多采用一口价定价模式,受矿山FOB价格及海运费波动影响较大。

2.3 印尼:

2020年印尼二次禁止镍矿出口后,为了吸引外资对本国冶炼行业的投资及促进冶炼发展,根据能源和矿产资源部长第 11/2020 号条例规定,持有金属矿产生产经营采矿许可证和金属矿产生产经营特别采矿许可证生产镍矿的人,在销售所生产的镍矿时,必须参照 HPM。

印尼镍矿内贸基准价格HPM=Ni%*CF(校正系数)*(1-水分)*HMA(参考价),而HMA是伦敦交易所LME前两个月的平均价,所以LME镍价格的涨跌对于印尼镍矿价格影响很大。

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