紅土鎳礦如何冶煉不銹鋼

① 菲律賓紅土鎳礦物質組成及鎳、鉻、鐵工藝性能研究

一、內容概述

項目分析了該紅土鎳礦的物質組成。原礦樣的組成粒度偏細，粒度分布以分布於0.075 mm以下或0.04 mm以下為主。鎳的礦物以硅酸鹽礦物、氧化物礦物為主。菲律賓紅土鎳礦為基性、超基性岩經過蛇紋石化蝕變，長期風化淋積而成的硅酸鎳礦床。礦物成分復雜、粒度細微、結晶差、混雜現象嚴重，並且已碎，物質組成研究難度大。工藝礦物學查明了鎳礦物有鎳蛇紋石（又稱硅鎂鎳礦）、鎳鈷土礦、（含鈷的）鎳錳礦、鎳黃鐵礦；含鎳礦物有蛇紋石、綠泥石、褐鐵礦、伊丁石等。

鐵在紅土中以褐鐵礦形式出現，為風化超基性岩，在紅土風化作用下，橄欖石、輝石等富含低價鐵的礦物在氧化帶中氧化分解，低價鐵轉變為高價鐵，高價鐵礦物的溶解度很小，在氧化帶中較穩定，因而殘留在地表，使得上層礦石中含鐵50%以上。同時，礦體內因殘留有原母岩超基性岩的副產物（？）鉻鐵礦、鉻尖晶石、鈦鐵礦等以及風化作用形成的硅酸鎳礦、含鈷的硬錳礦等，使得礦石成為很特別的富含鐵、錳、鎳、鈷等的「天然合金鐵礦石」，可直接用於冶煉優質合金鋼。

通過對礦石工藝性能的研究，採用重、磁聯合法，對鉻鐵礦的富集分離效果較好，可獲得含Cr₂O₃為33.18%的鉻精礦產品和含Ni為1.96%、Cr₂O₃降到0.65%的鎳礦石產品。在常壓100℃、50%濃度的硫酸浸出時間為1 ～2 h下，對Ni、Co的浸出率較高。除酸浸法（濕法）回收鎳、鈷外，低鎳鐵法（火法）回收鎳、鈷、鐵的回收率也高，且工藝簡單，成本較低；經還原焙燒後破碎、磨礦、磁選，可得到低鎳鐵合金精礦，有價金屬回收率為Ni 99%、Fe 92%、Co 97%。

二、應用范圍及應用實例

本項技術通過工藝礦物學研究方法，對鎳、鉻、鐵的狀態和礦石利用的工藝性能進行了詳細的測試和試驗，在指導生產和選礦科研的需求上，將起到一定的參考作用。

三、資料來源

中國地質科學院礦產綜合利用研究所.重要科技成果（2000～2011年度）

② 鎳生鐵及紅土鎳礦的用途，兩者有什麼區別呢

鎳生鐵一般根據鎳生鐵含量不同,可以分為高品位鎳鐵（10個及以上）中品位鎳鐵（4--9個不等）低品位鎳鐵.鎳生鐵的冶煉主要是用礦熱爐和高爐冶煉,一般礦熱爐出高品位鎳鐵,高爐出中低品位鎳鐵.鎳生鐵是主要是供鋼廠（寶鋼、浦項等）來冶煉不銹鋼使用,如300系、200系不銹鋼.
紅土鎳礦屬於氧化礦,目前國內使用的主要是來自印尼、菲律賓,是冶煉鎳生鐵的主要原料.一般國內根據鎳鐵合金廠的需求進口,主要偏向於含鎳在1.8%以上的的原礦,也有進口鎳在1.3--1.7 中間,鐵在20---40之間,用來冶煉中品味鎳鐵；還有國內工廠進口鎳在1.0作用,鐵在50的鎳礦,主要是用來摻進鐵礦里降低成本用.鎳礦主要用來冶煉鎳生鐵（火法）,也有進口鎳礦用來冶煉冰鎳（濕法）.

③ 紅土鎳礦冶煉工藝技術的制定相配套的長期發展戰略

第一點、從經濟、環保性及產品市場飽和度考慮，今後應嚴格禁止或限制濕法冶煉鎳金屬生產的進一步擴張。
第二，在水力、風力、核電資源豐富的地區及煤電晚上低谷電被大量浪費的地區應保留或者新建一批火法電爐工藝的鎳鐵冶煉企業，主要生產高鎳系列鎳鐵，產品主要供生產300系列不銹鋼鎳含量不足的調節補充使用。
第三，在符合國家鋼鐵產業發展政策的沿江靠海近港口且距離焦炭生產基地較近的地區，保留部分交通便利，生產與環保設施較好的小高爐，如環保不能達標則需補課；同時適當新建一批適合冶煉鎳鐵的專用高爐。新建高爐應優先由已被取締高爐的業主合資組建新公司，建設新高爐，政府給與適當的補助與稅收的優惠，以補償這些業主的損失。
第四，保留或新建的規模：2007年我國不銹鋼產量約為720萬噸，其中含高鎳不銹鋼產量約佔58%，約為420萬噸。扣除進口廢舊含鎳不銹鋼及不銹鋼冶煉與加工企業回料約70萬噸，扣除加入的鉻鐵與高鎳50萬噸，我國需高爐冶煉鎳鐵供300系列的基礎料為250萬噸左右，加上配入的鉻鐵與電爐高鎳鐵，可基本滿足每年生產300系列不銹鋼350萬噸的用量。石油是戰略物資、糧食是戰略物資、金屬鎳更是戰略物資，有必要建立鎳鐵的儲備。
以一年儲備50萬噸高爐鎳鐵計，2008年應產高爐鎳鐵為300萬噸左右，以含鎳7%的鎳鐵計，全年高爐煉鎳鐵需要含鎳1.5%以上的紅土鎳礦2100萬噸左右；考慮到電爐冶煉，全年需要紅土鎳礦2500萬噸左右。以小高爐每立方米每天產含鎳7%鎳鐵0.6噸計，需保留或新建小高爐總爐容應為15000立方米。如以每座高爐200立方米計，需高爐75座。這15000立方米爐容如煉生鐵，以3.4計，年產量約為1700萬噸左右。希望政府各級部門根據我國的實際需求予以及時批准，以便刀下留爐。
如政府各主管單位仍堅持對小高爐實行趕盡殺絕而不是適當精選保留一批的政策，將人為造成我國不銹鋼與特鋼冶煉企業鎳金屬供應不足的局面。供求關系決定價格，當小高爐被消滅殆盡之日，即是純鎳生產壟斷企業大舉漲價與影響我國不銹鋼產量之時。
今天的世界十分清楚：誰掌握資源，誰擁有未來。近期石油瘋漲到100美元以上一桶，鐵礦石連年百分之幾十的暴漲，我國企業只有被迫接受的命運，根本沒有話語權。因此當小高爐全部消滅之日，純鎳暴漲到5萬甚至10萬美元一噸的一天遲早會到來，到時我國從世界鋼鐵大國迅速成長為世界鋼鐵強國的美夢將斷送在錯誤政策制定者的手中，謂予不信，讓歷史來證明。
我國企業應在政府的大力扶持下盡早在東南亞紅土鎳礦產地建設一批礦產基地，以確保紅土鎳礦長期穩定的供應；進一步，我們可與有關國家的企業合資或獨資組建礦業與冶煉公司，直接生產鎳鐵或不銹鋼，走與資源國人民共同富裕的道路。
第六點，不銹鋼與特鋼行業是高技術、高投入、高附加值的產業。長期來世界鋼鐵強國均千方百計打入我國市場，以求分享利益。我們認為我國應逐步減少生鐵、焦炭、普通鋼材這些資源性低技術、低附加值產品的出口，而應大力提倡不銹鋼、特鋼這些高技術、高附加值產品的出口。目前不管高技術還是低技術、高附加值還是低附加值產品，對鋼鐵類產品一律給予減少出口退稅，甚至課以高額出口關稅以遏制外匯順差增長過快的政策，是削足適履的愚人政策，有關部門應在不銹鋼及其製品等高附加值產品出口上實行放足換履的政策，以促進我國不銹鋼產業的健康與持續發展。

④ 鐵鎳合金強度

鎳鐵合金就是全部都是合金。鎳鐵主要成分為鎳與鐵，同時還含有Cr、Si、S、P、C等雜質元素。鉻鎳系不銹鋼是消費鎳的主要不銹鋼品種，由於其優異的綜合性能，得到廣泛應用，占不銹鋼總產量的60%～75%。不銹鋼產量的增長將拉動鎳金屬消費量增長。隨著金融危機影響的漸漸消退，鎳價重回2萬美元以上，鎳鐵合金對降低不銹鋼冶煉成本的優勢逐漸得到體現，鎳鐵在不銹鋼原料中占據了重要的地位。
組成結構編輯
鐵鎳合金
鎳是略帶黃色的銀白色金屬，是一種具有磁性的過渡金屬。鎳的應用在於鎳的抗腐蝕性，合金中添加鎳可增強合金的抗腐蝕性能。不銹鋼與合金生產領域是鎳最廣泛應用領域。
鎳鐵主要成分為鎳與鐵，同時還含有Cr、Si、S、P、C等雜質元素。鎳可完全溶解於γ－鐵中，在α－鐵中的溶解度為10%。根據國際標准（ISO）鎳鐵按含鎳量分為FeNi20（Ni 15%～25%）、FeNi30（Ni 25%～35%）、FeNi40（Ni 35%～45%）和FeNi50（Ni 45%～60%）。又再分為高碳（C 1.0%～2.5%）、中碳（C 0.030%～1.0%）和低碳（C <0.03%）；低磷（P <0.02%）與高磷（P <0.030%）鎳鐵。
基本用途編輯
鎳在不銹鋼中的主要作用在於它改變了鋼的晶體結構。在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結構，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。
含鎳量達5%可提高低碳結構鋼的抗拉強度和硬度。在碳素鋼中含有3%鎳，可改善其抗拉強度、沖擊韌性、屈服點和變形能力。含鎳1%－4%的NiCrMo結構鋼，由於這種鋼的抗拉強度同質量的比值合適，所以很適於在汽車、機車和機器製造業中。耐磨構件用鋼除這幾種元素外，還含有碳。最重要的含鎳鋼種和最大的用戶卻是不銹鋼和耐熱特殊鋼。例如Cr18Ni9Ti、Cr17Ni11Mo2等一系列耐熱不銹鋼，熱加工性能良好，在機械、醫療、國防、輕工中得到廣泛的應用。
鎳在鑄鐵中有輕微的石墨化作用，可穩定珠光體和減少鐵素體含量。因此鑄鐵中的鎳有助於取得均勻而一體的結構和良好的性能。添加少量的鎳（Ni0.1%-1.0%）會導致形成微細的珠光體，當含鎳量較高時，會形成馬氏體和奧氏體。微細而穩定的珠光體可使鑄鐵具有良好的加工性能和硬度。因此，加鎳鑄鐵件可用來製造汽車製造業中的鑄件。
冶煉方法編輯
現代生產鎳的方法主要有火法和濕法兩種。根據世界上主要兩類含鎳礦物（含鎳的硫化礦和氧化礦）的不同，冶煉處理方法各異。含鎳硫化礦主要採用火法處理，通過精礦焙燒反射爐（電爐或鼓風爐）冶煉銅鎳硫吹煉鎳精礦電解得金屬鎳。氧化礦主要是含鎳紅土礦，其品位低，適於濕法處理；主要方法有氨浸法和硫酸法兩種。氧化礦的火法處理是鎳鐵法。
雖然紅土鎳礦處理工藝主要分為濕法冶煉工藝和火法冶煉工藝，但世界范圍內比較成熟的利用紅土鎳礦冶煉鎳鐵合金的工藝方法仍舊以火法冶煉為主。 火法冶煉鎳鐵是在高溫條件下，以C（或Si）作還原劑，對氧化鎳礦中的NiO及其他氧化物（如FeO）進行還原而得。同時採用選擇性還原工藝，合理使用還原劑，按還原順序NiO、FeO、Cr2o3、SiO2進行還原反應。 因不同產地的鎳礦成分不同，NiO及各種氧化物之間組成的化合物也有所不同，因而，在鎳鐵冶煉過程中，其實際反應較復雜。反應生成的Ni和Fe能在不同比例下互溶，生成鎳鐵。
NiO、FeO還原反應開始溫度較低，而且，NiO的開始反應溫度比FeO約低200℃；因而，火法冶煉鎳鐵過程中，盡管所採用的鎳礦NiO含量較低，但NiO 90%以上被還原，而且，在Ni/Fe很低的情況下，可通過不同的工藝操作，使產品含Ni量提高到較高水平，與鐵合金其他產品（如高碳鉻鐵、錳硅合金等）相比，電爐粗鎳冶煉難度相對較低。

⑤ 關於紅土鎳礦冶煉成鎳鐵

菲律賓紅土鎳礦 NI:0.9-1.1%,FE:48-50%,H2O:30-35% 280-300/濕噸 成交量銳減
印尼紅土鎳礦 NI:2.0-2.2%,FE:10-20%,H2O:30-35% 1020-1100元/濕噸 市場成交疲軟
近期天津、連雲、日照、嵐山等港口鎳礦船隻陸續抵港，鎳礦庫存漸增。受下游采購表現不佳影響，鎳礦成交價格都松動鎳礦成交價格下滑幅度多在40元/濕噸左右。但港口成交量位未有明顯提升，鎳鐵商家依舊按需采購，高價拒收。而防城、營口港鎳礦商家報價依舊堅挺，成交價格較其他港口要高出30元/濕噸左右。據了解，礦價居高主要是受求向好支撐。目前雲貴地區和遼寧地區不少合金廠轉產鎳鐵生產，鎳礦需求漸增，而停靠該地區的鎳礦礦源有限，物以稀為貴局勢立即體現。

⑥ 從錢幣到電池 新能源化學元素巡禮：鎳

洪曉峰 編輯 技術學堂 2022-04-12 00:10

化學製取與常見反應

鎳是鐵系第三 元素 （ 查成交價 | 車型詳解 ），外觀上面和鐵、鈷一樣，高純度情況下都是銀白色密度很高的金屬非常的堅硬，高純度鎳棒常在實驗室作為電極使用，顆粒狀的鎳也叫鎳花在實驗室中使用的更多。

鎳金屬的穩定性極高，鎳顆粒直接在高溫火焰下灼燒，部分位置會像鐵一樣生成黑色氧化物，還有些部位會被亮藍色氧化物包裹。鎳有三種氧化物，即氧化亞鎳（NiO）,四氧化三鎳（Ni3O4）及三氧化二鎳（Ni2O3）。三氧化二鎳僅在低溫時穩定，加熱至400~450℃，即離解為四氧化三鎳，進一步提高溫度最終變成氧化亞鎳。

高純度鎳對酸腐蝕也有很高抗性，鎳花置於硫酸中加熱只會產生少量氣泡，室溫中放置一周也只會讓溶液微微變綠，參加反應的鎳少得可憐，如果你加大硫酸的濃度，鎳會和鐵一樣發生鈍化，表面產生緻密的氧化物保護內部的鎳，導致反應停止。

強鹼對於鎳來說也是一樣，甚至在熔融氫氧化物的時候主要使用的都是鎳制坩堝，離譜的是單質氟的相關反應實驗也採用鎳制容器，鎳連被稱作死亡 元 素的單質氟都不怕，（氟是鹵素元素，單質氟化學性質極其活躍，最強的氧化劑之一，甚至在一定條件下能夠和部分惰性氣體反應）。

鎳的化學性質過於穩定，所以實驗室中採用的大多是顆粒更細的鎳粉。鎳粉製取可以採用氧化鎳與氫氣反應，這個反應的製取量小，純度不高。

氧化鎳與氫氣加熱生成鎳粉與水

更純的鎳粉則是採用四羰基合鎳的熱分解來得到的，四羰基鎳是一種劇毒氣體，蒸汽混合空氣見火 星 還會爆炸，所以用這玩意兒制鎳很可能就要造鎳了，危。實驗室里四羰基合鎳難以保存，所以工業上多採用羰基鎳粉來制備純鎳。制備鎳粉還可以通過分解鎳的另一種化合物二茂鎳來獲得，深綠色晶體狀的二環戊二烯合鎳Ni（C5H5）2對熱敏感需要充氮氣保存。

鎳粉活潑性就很高了，和稀硫酸反應就和之前完全不同，加熱後會劇烈反應快速溶解在硫酸之中，溶液的顏色也轉為綠色，這個溶液可以提純出七水合硫酸鎳。鎳和稀硝酸反應會更加的暴力，稍微一加熱鎳粉就消失不見了。

鎳粉與稀硫酸反應（上）鎳粉與稀硝酸反應（下）

鎳與強鹼反應與和強酸完全不同，鎳粉甚至無法和大部分強鹼進行反應，氫氧化鎳的製取只能採用土辦法，往鎳鹽溶液中添加強鹼製取的氫氧化鎳。

硫酸鎳與氫氧化鉀反應生成氫氧化鎳和硫酸鉀

鎳粉和氧氣可以很輕松的反應，如果在反應中摻雜點水蒸氣，鎳粉甚至能夠自燃，生成的鎳氧化物是綠色粉末狀，沒錯和抹茶粉一模一樣，很容易和強酸生成對應的鎳鹽。與氧氣長時間反應，會生成三價鎳組成的三氧化二鎳，3價鎳是一種超強的氧化劑，在氧化反應中會被還原成穩定的2價鎳。

鎳粉非常的怕氨水，鎳粉和濃氨水的混合物放在一起加熱，鎳粉很容易就被氨水侵蝕，氨對於鎳離子有非常強大的絡合能力。在鎳鹽溶液中加入濃氨水，氨能夠趕跑鎳鹽水合物中的水，行程氨絡合離子。在三元前驅體製取中需要用到一定濃度的氨水最為絡合劑。

六水合硫酸鎳與濃氨水反應

展開餘下全文（1/3） 2 化學製取與常見反應 回頂部

化學製取與常見反應

鎳是鐵系第三 元素 ，外觀上面和鐵、鈷一樣，高純度情況下都是銀白色密度很高的金屬非常的堅硬，高純度鎳棒常在實驗室作為電極使用，顆粒狀的鎳也叫鎳花在實驗室中使用的更多。

鎳金屬的穩定性極高，鎳顆粒直接在高溫火焰下灼燒，部分位置會像鐵一樣生成黑色氧化物，還有些部位會被亮藍色氧化物包裹。鎳有三種氧化物，即氧化亞鎳（NiO）,四氧化三鎳（Ni3O4）及三氧化二鎳（Ni2O3）。三氧化二鎳僅在低溫時穩定，加熱至400~450℃，即離解為四氧化三鎳，進一步提高溫度最終變成氧化亞鎳。

高純度鎳對酸腐蝕也有很高抗性，鎳花置於硫酸中加熱只會產生少量氣泡，室溫中放置一周也只會讓溶液微微變綠，參加反應的鎳少得可憐，如果你加大硫酸的濃度，鎳會和鐵一樣發生鈍化，表面產生緻密的氧化物保護內部的鎳，導致反應停止。

強鹼對於鎳來說也是一樣，甚至在熔融氫氧化物的時候主要使用的都是鎳制坩堝，離譜的是單質氟的相關反應實驗也採用鎳制容器，鎳連被稱作死亡 元 素的單質氟都不怕，（氟是鹵素元素，單質氟化學性質極其活躍，最強的氧化劑之一，甚至在一定條件下能夠和部分惰性氣體反應）。

鎳的化學性質過於穩定，所以實驗室中採用的大多是顆粒更細的鎳粉。鎳粉製取可以採用氧化鎳與氫氣反應，這個反應的製取量小，純度不高。

氧化鎳與氫氣加熱生成鎳粉與水

更純的鎳粉則是採用四羰基合鎳的熱分解來得到的，四羰基鎳是一種劇毒氣體，蒸汽混合空氣見火 星 還會爆炸，所以用這玩意兒制鎳很可能就要造鎳了，危。實驗室里四羰基合鎳難以保存，所以工業上多採用羰基鎳粉來制備純鎳。制備鎳粉還可以通過分解鎳的另一種化合物二茂鎳來獲得，深綠色晶體狀的二環戊二烯合鎳Ni（C5H5）2對熱敏感需要充氮氣保存。

鎳粉活潑性就很高了，和稀硫酸反應就和之前完全不同，加熱後會劇烈反應快速溶解在硫酸之中，溶液的顏色也轉為綠色，這個溶液可以提純出七水合硫酸鎳。鎳和稀硝酸反應會更加的暴力，稍微一加熱鎳粉就消失不見了。

鎳粉與稀硫酸反應（上）鎳粉與稀硝酸反應（下）

鎳與強鹼反應與和強酸完全不同，鎳粉甚至無法和大部分強鹼進行反應，氫氧化鎳的製取只能採用土辦法，往鎳鹽溶液中添加強鹼製取的氫氧化鎳。

硫酸鎳與氫氧化鉀反應生成氫氧化鎳和硫酸鉀

鎳粉和氧氣可以很輕松的反應，如果在反應中摻雜點水蒸氣，鎳粉甚至能夠自燃，生成的鎳氧化物是綠色粉末狀，沒錯和抹茶粉一模一樣，很容易和強酸生成對應的鎳鹽。與氧氣長時間反應，會生成三價鎳組成的三氧化二鎳，3價鎳是一種超強的氧化劑，在氧化反應中會被還原成穩定的2價鎳。

鎳粉非常的怕氨水，鎳粉和濃氨水的混合物放在一起加熱，鎳粉很容易就被氨水侵蝕，氨對於鎳離子有非常強大的絡合能力。在鎳鹽溶液中加入濃氨水，氨能夠趕跑鎳鹽水合物中的水，行程氨絡合離子。在三元前驅體製取中需要用到一定濃度的氨水最為絡合劑。

六水合硫酸鎳與濃氨水反應

3 新能源應用 鎳產業解析 回頂部

新能源產業應用

我們常見的三 元 鋰電池NCM的N都是指的鎳，NCM是指含鋰的多層金屬氧化物——鎳鈷錳酸鋰LiNixCoyMn1-x-yO2，製造鎳鈷錳酸鋰的原料中鎳的部分採用的是硫酸鎳。我們上一趴介紹的關於鎳的各種常見反應和各種化合物基本上都與制備三元鋰前驅體相關。

鎳鹽有許多種，硝酸鎳、氯化鎳都算，那為什麼只採用硫酸鎳而非其他鎳鹽呢？氯化鎳中有氯離子的存在，容易腐蝕不銹鋼材質對反應設備的要求較高，如果氯離子殘留在前驅體中，後續燒結工藝時容易腐蝕窯爐；硝酸鎳價格高，而且N03-硝酸根離子殘留在前驅體中，在燒結工藝中會產生NO一氧化氮、NO2二氧化氮等有害氣體，在工業製取中不被採用。

硫酸鎳的製取有三個來源，由原生物料生產、鎳鐵溶解、廢料生產：

鎳鐵直接溶解

化學法製取硫酸鎳方法歷史悠久，最簡單的就是採用硝酸和硫酸的混酸來氧化溶解金屬鎳，和上面我們談到的實驗室中鎳與強酸反應是一樣的。也就是常說的鎳豆/鎳粉直接溶解得到硫酸鎳，這種方法設備復雜腐蝕嚴重、利用率低、環境污染較為嚴重。再通過電解又可以重新獲得電解鎳，也就是純鎳產品，每噸電解鎳的耗電量在800-1000kWh。

原生物料生產

根據原料礦物不同分為兩種，硫化鎳礦與紅土鎳礦線路；硫化鎳礦品位高很容易就能製取高冰鎳，高冰鎳可以製取電解鎳和硫酸鎳。而紅土鎳礦就比較復雜了，作為最主要的鎳礦原料，紅土鎳礦分層，上層品位低但儲量高，可以使用濕法高壓酸浸的方法處理成MHP等濕法中間品；下層品位高，用火法處理。目前鎳的主要生產路徑是下層紅土鎳礦通過火法RKEF到鎳鐵，再到不銹鋼（該路徑佔比超過50%）。

總體來說紅土鎳礦生成硫酸鎳共有四類方法 ：

濕法高壓酸浸路徑 ，上層低品位紅土鎳礦的濕法冶煉-MHP等濕法中間品-硫酸鎳+硫酸鈷；

火法前硫化路徑 ，下層高品位紅土鎳礦的火法冶煉硫化到低冰鎳-高冰鎳-硫酸鎳；

火法後硫化路徑 ，下層高品位紅土鎳礦的火法冶煉-鎳鐵-高冰鎳-硫酸鎳；

富氧側吹方式 ，用熔煉爐替代電爐，對原材料的適用度高，增加熱反應效率，核心在於硫化方式的改變。

最具代表性的企業包括瑞木、華友、青山、盛屯、中偉等等。

鎳 有色金屬產業

作為有色金屬大宗 商 品，鎳期貨也是行業風向標，最近鎳期貨的走勢可謂是跌宕起伏，國內方面滬鎳在3月初和中下旬兩次上攻，雖然今日已經回到較為合理的價格位置，但是倫敦金屬交易所LME似乎還沒有從“妖鎳”鬧劇中解脫，從鋁到鋅LME六大主要金屬合約的可用庫存目前已降至1997年以來的最低水平。

隨著2021年全球工業活動在疫情後附屬，LME的金屬庫存已經在下降，而且目前全球物流和航運系統還是處於混亂的狀態。俄烏沖突爆發後，俄羅斯作為高純度鎳儲量豐富的國家，從其供應商處獲得貨物變得完全不可能，同時交易所庫存較低的時候也很容易遭受到逼空行情的沖擊，“妖鎳”風波之後LME甚至對金屬價格市場波動幅度設置了15%的上限。

金屬鎳在全球市場中，74%用於不銹鋼生產製造，在電池用途方面目前僅佔5~8%，但是中國2021年的純電動汽車新車銷量增加到了上年的2.6倍，以目前全球電動車發展的趨勢來看，預計對電池用途的需求會進一步擴大。

目前青山控股作為國內第一大鎳鐵生產商，已經蛻變成為全球最大的鎳鐵生產商，也是3月倫敦金屬交易所LME“妖鎳”事件的主角之一。青山控股在印尼擁有兩大工業園區，2020年鎳產量46萬噸，未來還會繼續大幅度擴容，來應對國內及全球快速增長的新能源電池需求。

產業前景

鎳鈷錳酸鋰三元材料中，鎳呈現正二價是主要的電化學活性 元素 ，三元材料NCM：讓鈷Co來防止鎳Li-鋰Ni混排，讓錳Mn來穩定材料的結構，鎳Ni作為提供高容量的主力。所以目前主流的三元鋰NCM811、NCM622、NCM523、NCM111中鎳含量越高能量密度也就越高。同時鎳的成本相對來說較低，高鎳配方在成本上也還是有優勢的，所以客觀上對於鎳的需求整體是會上升的。

但目前全球經濟形勢不容樂觀，受到多重因素影響，疫情、逆全球化、美元加息周期、全球CPI飆升、民粹主義抬頭、俄烏戰爭，這些都時時刻刻影響著正常的經濟活動和社會發展。有色金屬產業從LME庫存儲量就能 發現 ，全球產業鏈體系供需正在出現問題，疫情導致停工停產、國際航運混亂，全球大宗商品價格飆升，PPI CPI產生恐怖的剪刀差，目前正值美元加息周期，疊加疫情影響已經有部分國家出現國家破產的危機，黎巴嫩、斯里蘭卡首當其沖，未來還有更多國家陷入經濟困境，我國經濟也已明確進入滯脹。所以對於新能源產業是否能夠繼續高速增長可能會取決於許多未知因素，目前國內電動車已經出現全面漲價的情況，PPI端的漲價終會傳到到CPI端，美元從 無限 QE到瞬間加息50個基點，最終又將是誰來抗下一切？

回到鎳的話題來，鎳作為一種不是非常稀缺的有色金屬，主要還是應用於不銹鋼，從二級市場來看，新能源端帶來的增長已經反應在了相應公司的股價上，資本的速度總是最快的，市場表現也總是如實反應資本預期的，未來鎳的增長可能要從《“十四五”原材料工業發展規劃》提出的開發“城市礦山”資源中挖掘了，有色金屬稀有金屬的回收再利用。或者抓准美元加息周期，在外匯儲備被摧毀的國家中也實施馬歇爾計劃，可以把放的水流到海外的基建項目中去，掌控產業鏈源頭、控制能源、削弱美元霸權、收獲國際友誼等等好處還是很多的，可別再讓水流進房地產了。

鎳產業鏈非常清晰，最主要的用途就是鎳合金（鑄幣）、電池（鎳氫、鎳鉻、三元鋰）、電鍍、不銹鋼。除此之外，還能成為許多化學反應不可或缺的催化劑，納米鐵酸鎳NiFe2O4在新興材料領域價值很大，它可以催化二氧化碳分解，使其重新變成碳和氧氣，從而在太空等高精尖領域得以應用。然而鎳與我們生活也是息息相關，平均每5個人里就有1個人，會對鎳離子存在或輕或重的過敏反應，鎳甚至被指與誘發某些癌症相關，所以目前對於日常使用的不銹鋼中該添加多少鎳仍然存在爭議。

如果你帶鋼制手錶時間一長會爛手腕，恭喜你，你對鎳過敏，真的是造鎳啊。

（圖/文/攝： 洪曉峰）

@2019

⑦ 紅土鎳礦冶煉工藝技術的紅土鎳礦提取工藝

用紅土鎳礦提取鎳金屬有三種主要工藝，即濕法冶煉（電解法），火法冶煉（電爐法），火法冶煉（高爐法）。
目前我國新設工業項目已實行環保評估一票否決制度，因此首先從環保與循環經濟方面進行比較： 無論是電爐還是高爐，生產中產生的固體爐渣因已經高溫煅燒，經乾燥研磨即成為低強度的水泥，是水泥生產廠家生產標准水泥時最佳的填充劑，也是磚瓦廠生產磚瓦的優質原料，可100%得到循環使用；另外，高爐生產中使用的冷卻水，可建封閉冷卻水池循環使用；高爐沖渣水也可沉澱後循環使用。因此火法冶煉產生的固體、液體廢棄物幾乎全部得到循環回收利用，在三廢中徹底解決了二廢，因此是我國鎳金屬提煉工業發展的方向。但無論是電爐還是高爐，對生產中產生的CO2排放尚沒有徹底解決的辦法，國際上也沒有解決此難題的報導。由於紅土鎳礦與一般鐵礦相比硫含量較低，因此生產中SO2排放較一般生鐵冶煉大大減少，但火法冶煉中對煤氣的回收利用，對粉塵的回收利用則是重點。其中電爐佔地面積小，較易處理；高爐則相對工程與投資量較大。我們應密切結合我國的實際，加速研究、制定整套火法冶煉鎳鐵的符合環保生產和循環經濟需要的設備、標准和工藝是當務之急。
電爐冶煉
主要以電為主要能源。一般人都認為電能清潔、方便，冶煉時不排放CO2，符合環保。我們應了解，如果所用的電是核電、風電、太陽能電，這觀點當然不錯。但事實是我國電爐冶煉絕大部分使用煤電，發電過程中產生大量CO2與廢氣，煤燃燒經鍋爐將水變成高溫、高壓蒸汽以氣體能帶動氣輪機轉動形成機械能，汽輪機的機械能再帶動發電機轉動形成電能。能量的形式每轉換一次，效率就降低一次；加之電能遠距離輸送的損耗，因此經層層損耗，電能至用戶電爐時每消耗一度電發出的熱量遠低於將發這一度電的煤炭直接投入高爐產生的熱量。因為投入高爐的焦炭是直接燃燒不經能量轉換而效率高。由於用電能和電爐冶煉同高爐相比必須達到同樣的溫度才能出鐵水，因此用電能與電爐冶煉耗電轉化為電煤的用量將高於用高爐用焦炭的用量，推而論之，用電能經電爐冶煉排放CO2總量將超過高爐冶煉。其次，高爐冶煉時以焦炭為能源，而將煤煉成焦炭過程可從煤中提取幾百種化工原料，公認是最經濟合理綜合利用煤資源的有效途徑。最後，電力生產投資大，焦炭生產投入少。因此，高爐生產鎳鐵比電爐生產在能源消耗與環保上更勝一籌。
從不同工藝的產品質量、價格與市場需求比較，濕法冶煉：能分別提煉出含量99.9%的鎳和鈷金屬，這是濕法冶煉最大的優勢。其產品純鎳是電鍍、電池、化工催化設備與特種不銹鋼特鋼的主要原料；純鈷是耐高強、高溫、高耐磨特鋼的主要原料。
濕法冶煉在我國歷史比較長，占我國鎳金屬產量比例較高。但純鎳的年產量已遠超過以上用途的年市場需求量。因此，目前相當大部分被轉用於300系列含鎳不銹鋼的冶煉。這真是高射炮打蚊子，有大材小用之嫌。由於濕法冶煉生產工藝投資大，周期長，工藝復雜，成本較高而售價較高，使不銹鋼與特鋼生產企業對其是又愛又恨。愛其純度高，使用方便，產品質量有保證；恨其價格太高，使產品成本上升盈利降低，減少市場競爭能力，但這種狀態一時尚難以改變。
火法冶煉的電爐工藝：
能提煉出含鎳10~25%，含少量鈷與鉻的鎳鐵，可以代替純鎳成為冶煉300系列不銹鋼的鎳原料。因其以電作為主要熱能（一般需消耗7000~8000度電生產一噸鎳鐵），它不像高爐用焦炭作為熱源同時也把焦炭中的磷帶入產品中，因此電爐產的鎳鐵磷含量應比高爐低，對縮短冶煉不銹鋼時間有利，因此廣受市場歡迎。但美中不足的是，我國電力供應持續緊張，我國對高耗電行業管制很嚴，而且生產企業所在地區一旦用電緊張，首當其沖是斷用電大戶電爐的電，使生產不正常。其次，電爐煉鎳鐵產量較低，單台2.5萬KW的電爐，每年產含鎳14%的鎳鐵為2.5萬噸左右，遠遠不能滿足近幾年我國不銹鋼產業井噴式發展對鎳金屬的大量需求；最後要說明，電爐冶煉含鎳15~25%，甚至更高含鎳量的鎳鐵並不是通過提高入爐鎳礦的鎳含量來實現，相反是通過減少鎳礦中鐵的還原來實現，這樣大量的未經還原的氧化鐵以爐渣排出（有時爐渣中鐵的含量竟高達20%以上），爐渣又被運到水泥廠做水泥或制磚廠做磚瓦。考慮到目前含鐵量65%的進口鐵礦市場價已達到一千幾百元一噸，大量的含鐵爐渣去做水泥或磚瓦實在是對資源的極大浪費。
電爐工藝生產的鎳鐵銷售價以含鎳量計，在市場純鎳價基礎上打一定折扣，其餘鐵、鈷、鉻奉送不計價，冶煉300系列不銹鋼相比用純鎳冶煉，每噸可下降成本3000~4000元。
火法冶煉高爐法：
能冶煉出含鎳1.5~10%並含少量鐵與鉻的鎳鐵，可以成為冶煉含鎳不銹鋼的基礎原料。由於礦價與海運費高和鎳鐵銷售僅以含鎳量計價的原因，除非客戶特別要求並給於升價，一般含鎳4%以下的鎳鐵已很少有廠家冶煉，市場上最受歡迎的是含鎳10%，含磷≤0.035%的鎳鐵，不銹鋼廠家只需要加入一定量鉻鐵即可冶煉成300系列的產品（低於鎳含量10%的鎳鐵去冶煉300系列不銹鋼還需加入一定量的純鎳或電爐產高鎳鎳鐵作調節）。因技術、礦的成分等原因，目前能生產以上成分的高爐不多。高爐冶煉鎳鐵的最大特點是產量高。一座208m3高爐年產量可達到4萬噸以上，由於需加入鉻鐵與高鎳鐵，6座這樣的高爐可滿足一家年產30萬噸304不銹鋼廠的基本鎳與鐵需求。
不銹鋼冶煉脫磷最難，高爐鎳鐵控制磷含量達到0.035%以下是關鍵。目前本公司已基本掌控了高爐內脫磷技術，我們的產品甚至比一些電爐冶煉廠家的產品鎳更高，磷更低。由於產量比較高，鎳含量一般比電爐冶煉低，銷售計價方式同電爐鎳鐵，但折扣系數更大些，每個鎳略低於電爐鎳價。綜上所述，以高爐鎳鐵為基本原料，以電爐鎳鐵為調節原料，是組成300系列不銹鋼原料的成本最低，供應量最有保障的最佳組合，是今後發展的方向。
高爐能煉生鐵，也能煉鎳鐵。鎳鐵和生鐵雖一字之差，卻分屬於鐵合金與普鐵二個行業，其所用礦成分、配方及冶煉工藝等有相當大的區別，將冶煉生鐵的一套觀念生搬硬套到鎳鐵冶煉上去是絕對錯誤的。
鎳鐵和生鐵礦的金屬含量有天壤之別：高爐冶煉生鐵如用進口含鐵65%礦，出一噸鐵產幾百公斤的渣；如煉含鎳7%的鎳鐵，一般需要消耗含鎳1.5%、含鐵20%左右的干礦5噸，濕礦為7.7噸左右，礦總金屬含量在21.5%左右，因此出1噸鎳鐵產4噸爐渣，幾乎是生鐵冶煉出渣的近十倍。渣口打開與出渣耗時、出渣次數明顯增加，工藝等必須作大的調整。
目前盛行煉生鐵大高爐是先進生產力，符合環保，小高爐是落後生產力，是污染大戶，必須淘汰，並把這一觀點生搬硬套到冶煉鎳鐵上來，其實這是天大的誤解。由於煉鎳鐵出渣是煉生鐵的很多倍，因此大型高爐不宜轉煉鎳鐵，因為出渣量實在太大，出渣口開放時間太長，影響爐溫，影響生產順行。從高爐每立方米爐容每天出鐵噸數來比較，一般100~200立方米的小高爐出鐵系數在3.4，即每立方米每天產鐵3.4噸，爐型、爐料和技術如果配合好，還可超過這一系數。相反，近年國內外大量投產的幾千立方米高爐，其出鐵系數僅在2左右徘徊，原因何在？
原來高爐大小是按爐容來衡量的，而爐容是長寬高的三維立體空間，是以長度單位米的3次方計量的，但高爐以頂部加入燒結礦與焦炭後逐步下降並燃燒，溫度逐步上升，直至某一個高度層面溫度才達到礦中氧化鐵在此溫度環境下還原流出鐵水，即主要的產鐵量主要是由層面面積大小決定的，而層面面積是以長度單位米的2次方計量，在米的數字大於1以後，米的二次方永遠小於米的三次方。因此說大高爐一定比小高爐好，在出鐵比上卻恰恰相反，雖然大高爐上環保設備比較經濟，人力成本分攤相對較低，但如果大高爐不裝節能環保設備同樣是污染大戶。
目前國內冶煉鎳鐵高爐一般均從煉鐵高爐改造而來，最大爐容沒有超過400m3，生產尚正常，但我們已發現爐容越大，生產越困難，單位容積每天出鎳鐵量越少的規律。實踐是檢驗真理的唯一標准，科學發展觀首先必須建立在科學的客觀的在實踐基礎上的調查研究上，才能保證在實事求是的基礎上制定新的政策。因此就高爐冶煉鎳鐵這一特定項目而言，說大高爐一定比小高爐好，甚至不經調查研究，拍腦袋下達新建鎳鐵高爐必須達到1000m3以上的標準是典型的反科學的行為，而且已造成十分嚴重的後果。舉個例子：我公司生產的產品以冷的鎳鐵塊運至我國主要的幾家不銹鋼廠供冶煉300系列不銹鋼用。其中一家不銹鋼冶煉廠去年因新建的一座幾千立方米的高爐即將投產，原有的二座各為700 多立方米的高爐將停爐，希望我公司將其改煉鎳鐵，本公司表示同意。
我們預計這二座完全符合國家鐵合金生產標準的高爐可年生產含鎳7%左右的鎳鐵水25萬噸左右，可直接入該廠轉爐及AOD爐煉成300系列不銹鋼。鎳鐵水熱裝熱送符合國家大力提倡的節能減排政策，與用冷的鎳鐵塊需用中頻爐熔化相比每噸可節省電費300~400元左右，以25萬噸計，每年可節省近一億元以上的電費，相當於每年節約用煤近7萬余噸，可減少排放CO220萬噸左右。但不久該廠說為完成節能減排指標此二座高爐必須拆除。去年年末，當一家著名報刊頭版刊登該廠二座700多立方米高爐被拆除，每年可減少排放多少萬噸廢氣時我只有痛心疾首，幾億元完全有使用價值的國家資產頃刻灰飛煙滅，而每年幾十萬噸冷的鎳鐵塊仍源源不斷的運往該廠加熱熔化煉成不銹鋼，而這一切均是在節能減排名義下進行的。

⑧ 紅土鎳礦的世界紅土型鎳礦開發進展的原因

隨著世界90年代經濟發展，占鎳用途65%的不銹鋼需求增長堅挺，鎳需求前5年平約每年增長4%以上，預測今後5～10年，增長率3.5%一4%，其中亞洲的鎳需求增長率將是7%。然而，世界可供近期開發的硫化鎳資源，除了加拿大的Voisey Bay鎳礦以外，幾乎寥寥無幾。全球至今約探獲7000萬噸鎳金屬量的資源。其中，硫化鎳約3000萬噸，佔42%。其餘均為紅土型鎳。開發利用紅土型鎳礦的長處在於：
第一，紅土型鎳資源豐富，全球均有4100萬噸鎳金屬量，勘查成本低。
第二，采礦成本極低。
第三，選冶工藝已經成熟。紅土型鎳礦的火法冶煉鐵鎳技術業已成熟，壓力酸浸技術亦趨成熟。該技術始於50年代，首次用於古巴Moa Bay礦，稱AMAX/PAL技術。此後，70年代澳洲QNI公司建成Yabula鎳廠，酸浸處理新喀里東尼亞、印尼及澳州昆士蘭州的紅土型鎳礦。加拿大Sherritt公司濕法處理紅土型鎳礦的技術已獲公認。
第四，紅土型鎳礦可以生產出氧化鎳、硫鎳、鐵鎳等中間產品，其中硫鎳，氧化鎳可供鎳精煉廠使用，以解決硫化鎳原料不足的問題。至於鐵鎳更是便於用於製造不銹鋼，降低生產成本。如印尼Antam公司利用本土的紅土型鎳礦，生產鐵鎳的成本去年已降至1.4美元/磅鎳（1磅=0.453kg--編者注）年產量近1萬噸含鎳量。
第五，世界紅土型資源主要分布於近赤道地區，大部分靠近海岸，便於外運。
因此，紅土型鎳建廠的投資雖然較大，一般每磅鎳年生產能力需9～11美元，但由於上述長處，如果工藝合理，管理有素，其每磅鎳的生產成本可低於硫化鎳。以澳大利亞最大的鎳業公司西部礦業公司（WMC）為例，每磅鎳的總成本（包括投資攤銷）自1996年3.0美元降至2.0美元（2000年）。工藝成熟、管理先進的紅土型鎳礦也可以達到這個水平。特別是近幾年紅土型鎳礦壓力酸浸技術項目的詳細可行性研究報告，將鈷的價值計算在內，每磅鎳的生產成本均在1.4美元以下。因此，紅土型鎳礦開發利用的技術中心已由火法轉為濕法的酸浸金屬。
隨著近幾年澳大利亞西部三個紅土型鎳廠的投資興建，人們對於紅土型鎳礦資源的利用性能及其類型又有新的認識，現可分為兩類：一類稱為「濕型」，主要分布於近赤道地區，如新喀里東尼亞、印尼、菲律賓、巴布亞紐幾內亞和加勒比海地區；另一類稱為「干型」，主要分布於距赤道較遠的南半球大陸，以西澳為代表。除西澳外，紅土型鎳礦資源在東澳亦有分布，產於東澳昆士蘭州北部及新南威爾士州中西部，已探獲有300萬噸鎳金屬量，全澳合計達1500萬噸鎳金屬量。自1999年初起，西澳相繼有三個高壓酸浸的鎳廠開始生產，這三個廠為考斯（Cawse）、布隆（Bulong）和莫林莫林（Murrin Murrin），一期工程均基建完畢，這三個廠採用的基本工藝流程均為高壓酸浸HPAL（High PressureAcid Leach），但後半部流程有所不同。考斯鎳廠生產氫氧化鎳中間產品，然後再電解生產出金屬陰極鎳和硫化鈷。布隆廠的流程則不經過氫氧化鎳中間產品的過程，直接電解生產鎳和鈷金屬。莫林莫林則與古巴Moy Bay鎳廠現場流程相近，並沿用加拿大Sherritt技術，先生產混合的硫化鎳/鈷中間產品，而後電解精煉生產出金屬鎳和鑽。
世界上又有一批新的紅土型鎳礦PAL鎳廠的興建和擴建項目開始著手進行
發展趨勢十分明顯，可以歸納為：
（1）由於硫化鎳可供開發資源的明顯減少，世界未來十年鎳產量的增加將主要來源於紅土型鎳礦資源的開發，而紅土型鎳礦資源開發中，PAL技術發展趨勢大於鐵鎳技術；
（2）PAL濕法技術與紅土型鎳礦的火法冶煉廠的投資成本大體相當，即年生產能力每磅鎳8～12美元。但是，PAL技術的鎳廠在下一輪興建或擴建項目中，其基建投資將會明顯下降；
（3）PAL流程的生產成本在一般情況下低於鐵鎳流程，加上PAL方法耗能明顯低於鐵鎳流程。因此，在經濟上，PAL技術方法將顯示出其優越性；
（4）由於「濕型」紅土礦資源具有品位較高、粘土少，易於處理的優點，與「干型」紅土礦資源相比，「濕型」資源的開發項目更具有開發利用的優勢。
（5） 紅土型鎳礦的PAL技術可在現場生產出中間產品：氫氧化鎳或硫鎳，由此可以提供現有鎳精煉廠的擴產或解決供料不足的問題，這是目前西方許多鎳公司所採取的經營方向。這個經營思路值得我國借鑒.

⑨ 低鎳高鐵紅土鎳礦用來幹嘛

紅土型鎳礦可以生產出氧化鎳、硫鎳、鐵鎳等中間產品，其中硫鎳，氧化鎳可供鎳精煉廠使用，以解決硫化鎳原料不足的問題。至於鐵鎳更是便於用於製造不銹鋼，降低生產成本。

⑩ 有關於鎳鐵的冶煉設備及技術

本人非專業人士，僅憑個人了解，簡單的介紹下，不詳盡之處，請見諒！望對你有所幫助！
目前中國多靠進口紅土鎳礦冶煉鎳鐵，國際上比較成熟的是火法冶煉。
火法分兩種：
火法1：原生氧化鎳礦（回轉爐乾燥，電爐冶煉）-鎳鐵 適宜處理，ni含量在1.5%以上的氧化鎳礦。
火法2：原生氧化鎳礦（燒結爐燒結，高爐冶煉）-鎳鐵合金， 以煤、焦炭作為原料，ni含量0.8-1.5%的礦石。
鎳含量不同，用途不同。Ni 0.8-1.5% 用於高爐冶煉鎳鐵合金，合金鎳的含量為1.6-4.0%。
Ni 1.5-2.6% 用於生產鎳鐵，ni含量為10-30%。
1.6-2.0%鎳鐵----設備高爐，鎳礦品味：0.8-1.1%的低鎳高鐵礦，主要生產企業：山東沾化慶翔、臨沂元生、山西恆升
低鎳下游產品：200系不銹鋼
4-6%鎳鐵----高爐冶煉， 所需鎳礦品味：1.4-1.6%中鎳中鐵 或者 高低配 主要生產企業：高爐生產企業，中鎳鐵下游產品：200系 300系不銹鋼
10-15%鎳鐵----礦熱爐，1.7%以上高鎳鎳礦，主要生產企業：礦熱爐生產企業（鑫海科技和內蒙遠程等）高鎳鎳鐵下游產品：300系不銹鋼 (奧氏體不銹鋼)
據我要不銹鋼網調研統計，全國有鎳鐵生產企業70多家，其中以山東、江蘇、內蒙居多。山東以高爐廠家為主，電爐雖少，但規模較大。同時，山西、江蘇、河南等區也有一定量的高爐企業，內蒙、寧夏基本均以礦熱爐為主，以冶煉10-15高鎳鐵為主，寧夏地區數量雖少，但有兩家企業產能均在4000噸以上。
電爐煉鎳鐵產能較低，單台2.5萬千瓦的電爐，每年產含鎳14%的鎳鐵為2.5萬噸左右
高爐冶煉鎳鐵的最大特點是產量高，一台208m3的高爐年產量可達4萬噸以上。