原生镍产品种类多，硫酸镍在电镀和电池行业需求爆发式增长

原生镍产品种类多，硫酸镍在电镀和电池行业需求爆发式增长

相较于其他金属，原生镍产品的种类较多，我们简单认为镍产业链中有三个供给侧产品：镍铁、纯镍、硫酸镍，对应三个产业分支，分别是红土镍矿生产镍铁、硫化镍矿生产纯镍、各种方式生产硫酸镍。下面就介绍一下硫酸镍的各种生产方式。

硫酸镍主要用于电镀行业和电池行业，是电镀镍和化学镍的主要镍盐。近年来，随着动力电池三元正极材料需求的激增以及电池镍含量的高涨，电池行业对硫酸镍的需求呈爆发式增长。市售的硫酸镍一般含有6个结晶水，化学式为NiSO4·6H2O，镍含量为22.3%。

据安泰科统计，2020年我国硫酸镍产量60万吨(折合镍金属13万吨)，其中原料产6.4万吨，镍豆溶解产3万吨，废料产3.7万吨。

生产硫酸镍的工艺多种多样，对应的原料也多种多样，有高冰镍、湿法中间体、镍豆/镍粉等。从生产工艺上讲，可直接酸溶镍豆或镍粉得到硫酸镍，也可利用HPAL工艺湿法中间体生产硫酸镍，也可酸浸高冰镍。其中，主流工艺是从硫化镍矿冶炼高冰镍和从红土镍矿湿法冶炼中间体制备硫酸镍。另外两种方法只有在硫酸镍相对于电解镍或镍生铁具有较高的溢价率时才具有经济性。由于近年来HPAL工艺发展迅速，因此我们重点介绍HPAL工艺。

高酸浸出 (HPAL)

目前高压酸浸工艺主要处理红土镍矿，而红土镍矿床的特点是：矿床顶部褐铁矿层高铁低镍，硅、镁含量较低，钴含量相对较高；矿床底部腐殖质层硅、镁含量高，铁、钴含量低，镍含量高；中间为过渡层。不同的矿层适用于不同的冶炼工艺。矿床顶部褐铁矿层镍含量低、钴含量高，适合采用湿法工艺处理回收钴。

HPAL工艺应用范围

HPAL工艺在高温、高压、酸性环境下实现镍、钴的选择性浸出，镍、钴的回收率可达90%以上。从经济角度看，目前工业上HPAL工艺主要应用于处理铁、钴含量高、硅、镁含量低的低品位镍矿。

HPAL工艺发展历史

根据相关文献总结，自20世纪50年代以来，HPAL技术在红土镍矿中的开发应用经历了三个阶段。第一代HPAL技术以古巴MOA工厂为代表，该工厂是世界上第一个采用HPAL技术处理红土镍矿的工厂，其典型特征是采用立式高压浸出釜无机械搅拌；第二代HPAL技术的典型特征是采用卧式多室机械搅拌釜加压氧气浸出；第三代HPAL技术的特点是工艺流程及工艺参数的优化、关键设备的改进、材料的优化以及过程控制系统的完善，使工业生产更加稳定，工厂运转率更高，生产运行成本更低，金属回收率更高。

各HPAL项目处理的镍矿品位差异较大，各项目采用的具体技术路线也不尽相同。在第一代、第二代技术中，由于对矿石性质研究不足、设备选型和材料选择不正确、配套设施不完善等原因，很多项目最终停产。如澳大利亚工厂、该工厂、该厂均因矿石性质与工艺设计差异较大，未能达到预期产量或投产后停产，但为后续HPAL工艺改进提供了宝贵经验。自Ramu等项目投产成功、稳定运行以来，HPAL技术日趋成熟，无论是对矿石性质的了解，还是工艺流程、关键设备及材料等都积累了大量经验，证明了HPAL工艺可以经济有效地处理高铁含量、低镍钴镁含量的红土镍矿资源，并在预期的工艺操作条件下实现连续稳定生产并获得稳定的工艺技术指标。

HPAL沉淀工艺。无论是生产中间产品还是最终产品，都需要一个沉淀工序来从浸出液中富集镍和钴。根据生成的沉淀物的性质，一般可以归纳为硫化物沉淀（MSP）和氢氧化物沉淀（MHP）两种技术。目前，世界上具有工业应用经验的硫化物沉淀技术主要有高温硫化沉淀（HMSP）、中温硫化沉淀（MMSP）和低温硫化沉淀（LMSP）。与其他沉淀技术相比，硫化沉淀技术一般需要建设氢气工厂和硫化氢气工厂，对工厂管理和人员素质要求较高，投资和运行成本较高。硫化沉淀技术应用比较成功的项目是住友金属在菲律宾的项目。 氢氧化物沉淀技术方面，常规氢氧化物沉淀工艺主要有氢氧化钠沉淀法、氧化镁沉淀法。氢氧化物沉淀法与硫化物沉淀法相比，生产工艺简单，投资及运行成本低，缺点是沉淀物粒度小，含水量高。中资在印尼的红土镍矿湿法项目普遍考虑采用氢氧化物沉淀法。

HPAL工艺或将成为红土镍矿湿法冶炼的主流工艺

由于HPAL工艺相对复杂，且高温、高压、酸性环境对设备选型、材料选择要求较高，需要用到高压釜、隔膜泵、阀门等特殊材料，以及钛合金、双相钢等特殊材料。整体来看，HPAL工艺的资本支出较大，已投产、MCC Ramu、工厂投资高达5-7亿美元/吨镍。但目前在印尼规划的中资项目投资成本较低，集中在1.5-2亿美元/吨金属。投资下降的原因一是新建项目多位于较为成熟的工业园区，配套项目投资减少，二是新投资项目设备国产化率提高，三是有了Ramu项目的经验，减少了一些不必要的投资。

稳定的HPAL工艺项目成本相对较低，扣除钴的价值后成本优势明显，如巴布亚新几内亚Ramu项目，根据安泰科数据，Ramu项目全额成本1.2万美元/吨，现金成本9000美元/吨，扣除钴的价值后仅为4800-4900美元/吨。

随着高品位红土镍矿资源的日益稀缺，可处理低品位矿石、具有成本低、能耗低、碳排放低、有价金属综合利用率高等特点的HPAL技术将受到越来越多的关注。近年来，几乎所有新建的红土湿法冶金项目都采用了HPAL技术。

镍铁向高品位镍冰铜的转化取决于硫酸镍相对于镍铁的溢价

镍供应链原本就存在“镍生铁-不锈钢”和“纯镍-电池镍”两个平行的二元供应结构。RKEF项目的大规模投产导致镍生铁相对过剩，而电池用镍的高增长导致纯镍相对短缺。2020年下半年以来，全球新能源汽车产销大幅增长，动力电池三元正极材料对镍金属（硫酸镍）的需求随之增加，新增镍钴湿法中间产品产能要到2022-2023年才能面市，而在此之前，硫酸镍产量的增长更多依赖于镍豆和镍粉的溶解。近年来，全球原生镍增量主要为NPI，NPI供应相对充足，导致硫酸镍相对NPI的溢价不断提升，鼓励企业开辟“NPI→高镍锍→硫酸镍”工艺路线。

今年3月初，青山实业宣布与华友钴业、中卫有限公司签署高品位镍冰铜供应协议，三方共同约定自2021年10月起一年内，青山实业向华友钴业供应6万吨高品位镍冰铜、向中卫有限公司供应4万吨高品位镍冰铜。市场担心原有的二元供应格局被打破，过剩的镍铁通过硫化工艺生产出高品位镍冰铜，进而生产出硫酸镍，从而将镍价的定价基础由相对稀缺的纯镍转变为相对充裕的镍生铁，导致镍价暴跌。

如前文所述，镍铁企业转产高品位冰镍的动因在于硫酸镍相对镍生铁的溢价较高。据相关机构数据显示，镍生铁通过转炉吹炼生产高品位冰镍的成本约为1000美元/吨，高品位冰镍通过酸浸生产硫酸镍的成本约为2500美元/吨，也就是说镍生铁转产硫酸镍的成本为3500美元/吨。只有当硫酸镍相对镍生铁的溢价超过3500美元/吨时，镍生铁企业才有动力转产高品位冰镍。

据今年4月份相关咨询机构静态测算的数据，利用红土镍湿法中间体MHP生产硫酸镍成本优势最大，溶解镍豆、镍粉生产硫酸镍成本最高，高品位镍冰铜生产硫酸镍成本介于二者之间。