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(lái)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(wàn)噸（折鎳金屬量 13 萬(wàn)噸），其 中由原生物料生產(chǎn)的硫酸鎳產(chǎn)量為 6.4 萬(wàn)噸，鎳豆溶解生產(chǎn)的硫酸鎳產(chǎn)量 3 萬(wàn) 噸，廢料生產(chǎn)的量為 3.7 萬(wàn)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(guò)高冰鎳酸浸生產(chǎn)硫酸鎳。 其中主流工藝是是通過(guò)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(lái)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(guò)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(lái)，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(wú)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(guò)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(lái) 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(wú)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(wú)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(lái)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(lái)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(lái)越受到人們的 重視，近年來(lái)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(guò)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(lái)，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(wàn)噸高冰鎳，向 中偉股份供應(yīng) 4 萬(wàn)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(guò)剩的鎳鐵 可以通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò) 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。