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美国悬着的心终于死了?中国突破镍矿提取技术,解决镍短缺问题!

来源:undefined  作者:147小编   2024-10-12 阅读:13

声明:本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写,文末已标注文献来源及截图,请知悉。

镍,一个听起来很陌生的名词,但在生活中,从电池到不锈钢,再到化肥,都离不开它。

然而如此重要的东西,它的提取技术却是全世界的难题。直到今年9月中旬,美国一家知名媒体突然跳出来说:完犊子了,镍矿提取那么重要的技术,中国抢先美国一步掌握了。

中国究竟掌握了镍矿提取的什么精髓,又是怎么掌握的?能让老美慌成这样?

镍的两种类型

所谓需求倒逼发展,我国镍矿提取技术为啥如此强大,说到底还是太缺镍了。

人类自从学会利用金属后,两千多年来对镍的了解在逐步加深。根据基本种类,目前地球上的镍主要分为两大类:硫化镍和氧化镍。其中,应用程度和开发效率较高的是氧化镍。

氧化镍主要分布在红土镍矿中,因此又被称为红土镍,它的储量占全球总储量的65%到70%。

红土镍矿的形成,是橄榄石中含有镍元素,这类矿物质离不开长期的风化、淋浸、蚀变和富集。铁、铝、硅等含水氧化物,也一并构成了红土镍矿必不可少的部分。

以上是红土镍的基本情况,而它的分布又十分不均匀。就像我国,有镍但又缺镍。

贫镍国,总量只占2.1%

我国镍矿资源缺乏,储量占全球储量的2.1%,而且大部分都还是以硫化镍为主。

国内的镍矿虽分布在19个省区市,但八成以上的储量,主要集中在甘肃、新疆和青海三地。

从类型上来看,国内的镍主要是铜镍硫化物矿床,这一类的储量占全国总规模的90%。而应用较多的红土镍矿,其储量恰恰稀缺。

哪怕是硫化镍,品位大于1%的富矿,规模只有约44%,而且资源的分布较深,开采难度以及成本较大。

所以从整体上来看,国内镍的储量不够,需求也高于其他储量丰富的国家。

一方面储量不够,另一方面需求又在持续增长,所以国内对镍的利用主要依赖进口。统计显示,我国镍的对外进口长期以来在80%以上。其中主要的进口国,是菲律宾和印尼。

大量进口,是因为近30年来的需求一直在增加。

12%的平均增长率

从上世纪80年代开始,随着经济的快速发展,像镍这类有色金属的需求便开始攀升。到了90年代,我国镍的需求量更是以每年12%的规模增长。

需求在增加,但国内的产量根本跟不上。以2003年的数据为例,当年国内一共使用了12.3万吨精镍,而当年镍的产量只有6万吨,6.3万吨镍都是靠进口弥补的。

第二年,国内镍的产量和提炼规模接近8万吨,但总体的需求又上涨到了14.6万吨。到2005年,需求量又涨到18.9万吨,2006年更是达到25.5万吨。

大规模的需求增加,连续几年都位居世界第一。然而镍的自产量,非但没有继续增加,后来还出现了下降,这也导致镍的自给率持续下降。

2002年的自给率还能达到62%,2006年就下降到了51%,供需矛盾随着国内经济的发展而越来越突出。

再次回到镍的种类来看,硫化镍的规模在持续减少,高品位的红土镍矿,其开采价值也越来越高,所以它的综合利用也越发被外界关注。

截止到2021年,我国镍矿资源的规模大约在1023万吨左右,可开采储量为422.04万吨。

总量不够高,而且可利用的规模还在持续下降,这便是国内镍资源利用的形势。规模上的差距,让我国镍越来越依赖进口。

尤其现在工业领域,细分行业发展不断强化,镍的总需求还在增加。这样一来,即便是从外部购买,能否持续稳定保证需求也不敢打包票。

那么,每年的镍资源具体都用来做什么?为什么需求上涨的如此猛烈呢?

电池领域的爆发式增长

镍的用途相当广泛,无论是民用领域还是军工需求,镍都是基础性材料。

先来看军工和航天领域,镍是主要的合金元素,它具有耐高温和耐腐蚀等特性,在军工和航天领域,它通常会作为材料被添加到各类设备中。

而在民用领域,传统上镍主要用于不锈钢产业,像合金钢、电镀、陶瓷、铸币等领域,镍的作用都必不可少。从规模上来看,全世界超过75%的镍,都用于不锈钢产业了。

具体到细分类型上,作为合金材料,镍在建筑、制造业和化工等领域应用广泛。像触摸屏的生产需要镍,防腐蚀涂料和磁记录材料等领域也要使用镍。

可以说没有镍,就不会有现在的电子产品,没有镍航空航天等专业设备也没法生产制造出来。

哪怕是在农业领域,镍在化肥生产中也很关键。作为一种微量元素,红土镍矿可以用来生产磷肥、氮肥和镉肥。

上述情况,都还是较为传统的使用领域。近年来镍的爆发式增长,还因为新能源汽车动力电池的需求。

在动力电池领域,镍是三元正极材料。由于国内新能源汽车产业迅猛发展,也直接导致每年的镍需求,在传统领域的基础上,又出现了新一轮更猛烈的增长。

镍的需求量日益增大,原矿供给又不足,就只能从如何提升镍矿提取量下手了。

三种主要方法

目前,红土镍矿的冶金工艺主要有三种方法。

一种是还原焙烧-氨浸工艺,这是红土镍矿相对较早的处理工艺,最早是在1943年,古巴的镍矿使用该方法进行工业生产的。

这种工艺方法,可用来处理高氧化镁型红土镍矿。虽然使用时间较早,但这种工艺整体的能耗比较高,时至今日国外只有极少数的企业还在使用这种方法。

另一种方法是硫酸常压浸出工艺,国内的一些镍矿企业主要使用这种方法进行生产。

这个工艺起始于上世纪60年代,最大的特点是能耗低,可处理的镍矿类型也较为广泛。不过,也存在浸出的渣量较高,酸耗比较多,影响后续处理等缺点。

最后一种方法是高压酸浸工艺。进入21世纪后,全球新建的红土镍矿,基本上都是使用该方法进行处理。开头提到的,我国领先美国的镍矿提取技术也正是这种方法。

这种发放乍一听好像很简单,不就是高温高酸环境吗?关键的难点是,这种高温高酸环境下,设备很容易损坏,现在很多西方国家都卡在这个坎上过不来,唯有我国突破了。

目前我国的这种处理工艺基本已经成熟,但如果我们没有镍矿的话,即使方法再多也无济于事。为了应对目前这种局面,我国近年来也一直在采取措施。

战略性预警机制和海外投资

其实不光是镍,人类目前所需的各类矿产分布,在全世界都是不均匀的。有的国家这类矿产很多,但却短缺其他矿产。正因为如此,谁都拿捏不了对方,彼此间形成了一种制约。

为了应对镍短少和贫瘠的局面,我国近年来也采取了多重措施。此前,镍被列入了战略性矿产目录,通过监测和预警系统,对国内外镍的供需展开形势分析。

也就是说,从宏观层面规划镍的供需。比如储量不够如何提高,国内镍的开采如何提高,如何从国外找到稳定的供应源等等。

其中最关键的是,我国企业走出去,在镍矿储量丰富的国家投资,进而掌控源头的生产与出售。

以镍矿储量丰富的印尼为例,我国目前在该国投资建设的红土镍矿冶炼项目共有5个。

这些项目用的都是最新的技术和工艺,未来投产后,每年的综合产能将达到19.4万吨。

除此之外,我国下一步还要将印尼的一些矿区,打造成动力电池原材料的制造基地。一句话,在源头上投资以及运用技术,也能有效弥补国内镍矿储量贫瘠的局面。

结语

综合来看,由于新能源汽车等产业的出现,镍作为原材料的作用变得更加关键。未来围绕镍矿产业,无论是国内还是国外,都还会进行多轮的洗牌。

不管产业格局和产业链如何变化,需求的本质即供应稳定不能改变。国内镍矿储量虽然不够多,但产量还有进一步提升的空间。

国外的矿虽不是咱们的,但通过投资等各种方式,我们也能站在产业链的上游。

再者就像前面提到的那样,谁家也都不是矿产资源全能的国家,别的国家短缺的东西,我国的储量可能正好是丰富的。

所以说通过其他方面的博弈和制衡,供应还是能得到最大程度的保障的。

信息来源:

《中国镍矿供需形势及对策建议》 科技导报 2024年4月30日

《红土镍矿湿法冶金工艺发展研究》 中国国际工程咨询有限公司

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