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硫酸镍生产工艺和市场行情探究

来源:原创中版四柱预测彩图网 添加时间:2019-09-16

  摘??? 要: 硫酸镍主要应用于电镀工业,不仅是电镀镍和化学镍的主要镍盐,也是金属镍离子的重要来源。本文对硫酸镍的产品性质、制备工艺进行了介绍,并收集了国内外主要企业的产能与近期扩产计划。同时,根据近期市场需求与实际产能,对硫酸镍行业的未来发展前景进行了分析。

  关键词: 硫酸镍; 产业现状; 发展前景; 制备工艺;

  Abstract: Nickel sulfate is mainly used in the electroplating industry. It is not only the main nickel salt for electroplating nickel and electroless nickel, but also an important source of nickel metal ions. This paper introduces the product properties and preparation process of nickel sulfate, and collects the production capacity and recent expansion plans of major domestic and foreign companies. At the same time, based on the recent market demand and actual production capacity, the future development prospects of the nickel sulfate industry were analyzed.

  Keyword: nickel sulfate; industrial status; development prospects; preparation process;

  工业硫酸镍经水溶后可作为电镀工业的镀液,经沉淀制备的球型氢氧化镍可作为镍氢电池、镍铁电池的正极材料,与钴、锰等共沉淀制备三元前驱体。近年来,随着新能源汽车产业的发展,市场对硫酸镍的需求显着增加。本文对硫酸镍的主要生产工艺和市场行情进行简要介绍,并对硫酸镍行业的未来发展前景进行分析。

  1、 硫酸镍简介

  硫酸镍有无水物、六水物和七水物三种,商用多为六水物,有α-型和β-型两种变体,前者为蓝色四方结晶,后者为绿色单斜结晶。按照产品分类,可以分为电镀级硫酸镍(Ni质量分数≥21%,Co质量分数≤0.05%)与电池级硫酸镍(Ni质量分数≥22%,Co质量分数0.4%)。前者应用于电镀工业与电池工业中,是电镀镍和化学镍的主要镍盐,也是金属镍离子的来源,能在电镀过程中离解镍离子和硫酸根离子;后者是生产三元前驱体重要原料之一。硫酸镍的下游需求领域如表1所示。
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硫酸镍生产工艺和市场行情探究
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  2、 硫酸镍的制备工艺

  市场上硫酸镍的制备工艺主要分为四种:金属镍经过酸溶,结晶后得到粗制硫酸镍晶体,晶体溶解,经除杂再浓缩,得到电池级硫酸镍晶体;硫化镍矿可将其经过冶炼、常压酸浸生产出高冰镍,进而制备硫酸镍,或者利用红土镍矿RKEF生产镍铁,而后转炉吹炼+加压酸浸,生产出高冰镍,进而制备硫酸镍;湿法冶炼中间品,如氢氧化镍钴,通过采购氢氧化镍,将其酸浸之后制得硫酸镍;废弃镍的回收、铜电解液等[1]。硫酸镍工业生产的主要原料及其镍含量如图1所示。

  表1 硫酸镍的下游需求领域
表1 硫酸镍的下游需求领域

  图1 硫酸镍工业生产的主要原料及其镍含量
图1 硫酸镍工业生产的主要原料及其镍含量

  各种技术路径具有各自优劣势。采用金属镍生产优点为原料纯,品质和数量有保证,杂质少,制备的硫酸镍晶体品质等级高,生产过程清洁,对环境污染最小,但是劣势是生产成本相对较高。以金属镍原料外的其他方式制备硫酸镍的优势是,原料来源多样,尽可能全面地吸收镍原料,变废为宝,生产成本较低,而劣势是生产过程不清洁,对环境影响较大,环评不易通过,需要企业有一定的实力。

  目前,海外生产商主要以金属镍为原料生产硫酸镍,而国内的生产商主要以中间品制备硫酸镍,包括高冰镍、氢氧化镍、含镍废料和铜电解液等。2018年,国内企业所用原料中,镍中间品约占56%,镍回收料约占26%,金属镍溶解约占16%。国内主要厂家原料与工艺特点如表2所示。

  表2 国内主要厂家原料与工艺特点
表2 国内主要厂家原料与工艺特点

  3、 硫酸镍产业现状

  2017年,全球约有50万t硫酸镍产量,国内产量占60%,海外产量占40%。同年,中国硫酸镍产能为44万t,硫酸镍产量32.6万t,同比增长50%,产能利用率74%。国内硫酸镍产量集中度高,金川集团5万t,吉恩镍业4.5万t,江门长优5万t,格林美4万t,广西银亿3万t,这五家企业产量合计占比达到66%。海外方面,2017年产能24万t,产量约20万t,产能利用率83%,产量包括日本住友6.5万t,俄镍5万t和优美科2.5万t。2018年,国内硫酸镍产量为36.5万t,主要硫酸镍生产厂家产量如表3所示。

  2015-2018年,国内硫酸镍产量分别为18.7万t、24.7万t、32.6万t、36.5万t,国内硫酸镍供需平衡如表4所示。

  表3 2018年国内主要厂家产量
表3 2018年国内主要厂家产量

  表4 国内硫酸镍供需平衡
表4 国内硫酸镍供需平衡

  3.1、 三元材料高镍化发展推动硫酸镍需求快速增长

  新能源汽车的爆发式增长引导了市场对硫酸镍需求的乐观预期。新能源汽车的发展瓶颈在于续航里程,企业需要在保持现有系统重量的基础上提高整车电池容量。通过对不同电池正极材料的对比,人们可以发现,三元材料(包括镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂)的比容量(即能量密度)是最高的。在三元材料的组成成分中,镍决定电量,钴决定充放电速度,锰决定稳定性。镍含量的增加可以带动电池比容量的增加,相对应地会降低热稳定性和容量保持率。钴价单边上涨行情大大提高了三元材料的生产成本,而采用高镍材料之后,电池综合单位成本将明显下降。虽然在三元锂动力电池体系中,钴元素不可或缺,但是其比例可以降低,目前可以到1,未来甚至可以到0.5。供需矛盾带来的钴价波动正在助推生产企业向低钴高镍的产品转向。

  据相关机构预测,预计未来三年全球硫酸镍需求增速能达到至少34%,具体情况如表5所示。

  表5 全球硫酸镍需求量测算
表5 全球硫酸镍需求量测算

  3.2、 硫酸镍扩产存在瓶颈,供需将由过剩转向短缺

  国内外硫酸镍产能扩张是存在瓶颈的,鉴于环保因素,主要新增产能在于现有生产商扩产。工业和信息化部在2015年将硫酸镍列入《危险化学品目录》,在生产、包装、运输等环节要求很高,特别是针对新建产能,建设配套废气、废水和废渣处理系统要求并且接受环境评估,这个周期可能为2年左右,因此2018年新增产能基本上建立在现有项目上进行扩产。全球主要硫酸镍新建或扩建项目如表6所示。

  表6 全球主要硫酸镍新建或扩建项目
表6 全球主要硫酸镍新建或扩建项目

  3.3、 近期现货供应偏紧

  如图2所示,2019年2月,中国硫酸镍产量9647 t金属量,实物量为4.39万t实物,环比增1.50%。尽管2月受生产天数减少及硫酸镍工厂春节放假影响,不少工厂产量下滑,但因多家硫酸镍工厂于去年底及年后新增了硫酸镍产能,导致2月全国硫酸镍产量不减反增。不仅如此,3月硫酸镍工厂节后恢复正常生产以及新产能继续释放,硫酸镍产量或继续爬坡,环比增8.44%至1.05万金属t,全国硫酸镍月产量或首次突破1万金属t。

  图2 全国硫酸镍产量走势
图2 全国硫酸镍产量走势

  尽管产量大幅增长,但据市场反馈,硫酸镍现货资源仍偏紧。主要原因在于,当前下游三元前驱体领域正处于不断扩张状态,但硫酸镍增量无法弥补这部分需求。因硫酸镍新增产能主要为三元前驱体一体化产能,即工厂新增的硫酸镍产能为自己消化,并不流入市场,如格林美、容百锂电等,目前新增硫酸镍产能均为自用。

  4、 结论

  在新能源汽车产量的爆发式增长叠加动力电池三元材料高镍化发展趋势的双重推动下,全球硫酸镍需求量增速能达到至少34%。同时,由于硫酸镍扩产存在瓶颈,体现出产能迟滞与期限错配的效应,预计2019年后全球硫酸镍将由供需过剩转向供需短缺。

  参考文献

  [1] 何焕华.中国镍钴冶金[M].北京:冶金工业出版社, 2009.

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