从越王勾践到印尼菲律宾!镍产业链梳理得最详

  导言:这是一篇关于镍的全景式梳理文章,可能是目前中文资料库中最详细的内容。文章从越王勾践铸造的五把名贵宝剑的史话说起,绵延至今,回到今天人们对镍的科学、理性,和产业化的应用。

  尽管镍已经是与我们生活有着紧密联系的一种金属,但大部分人说到镍,可能也仅仅会联想到不锈钢而已。那么镍到底分了哪些产品?是如何被开采出来的?镍的终端主要集中在哪些领域?下面,小编就带着大家一起来把镍产业链“刨根问底”,探个究竟。

  公元前494年,吴越大地旌旗蔽日,杀声震天。吴王阖闾之子夫差一举击溃越王勾践,一雪两年前杀父之仇。从此,越王勾践沦为夫差仆役,驾车养马,卧薪尝胆,励精图治十余载,他一直在等一个扭转乾坤的机会,也在等一个人。

  相传百越群山,瓯江两岸,河床遍地陨铁,山林环抱,是天然的冶铁铸剑之地。群山深处有一小城名曰龙泉,也终于迎来了“扬名立万”的机会,同时,勾践也等来了苦苦所觅之人,此人便是欧冶子。

  随后,澳门皇冠。欧冶子利用龙泉这个天赐之地,取当地陨铁为越王勾践铸造了五把名贵宝剑,震古烁今……

  上述史料,想必已是中国文化里大众耳熟能详的故事,上文所提到的一种物质,看似神秘,却又与人类金属的冶炼与使用息息相关。人类最早使用的天然金属除自然铜、金外,就是陨铁了。也就是说陨铁是人类最早开始利用的金属铁。陨铁的主要成分为铁,常含镍,其中铁占80%,镍占20%左右。由于镍和铁的熔点较接近,镍也曾一度被古人误认为是很好的铁。古代中国、埃及和巴比伦人都曾用含镍很高的陨铁制作器物,且由于镍不生锈,也被秘鲁土著人看做是银。早在公元前235年,中国就开始使用镍矿物制造硬币。

  而镍真正被人们科学性的发现,还要到1751年。斯德哥尔摩的Alex Fredrik Cronstedt意图研究一种新的金属——叫做红砷镍矿(NiAs)。他原以为其中包含铜,但却提取出了一种全新的金属,并于1754年宣布并命名为镍(Nickel)。

  而时至今日,镍已经是与我们生活有着紧密联系的一种金属,但大部分人说到镍,可能也仅仅会联想到不锈钢而已。那么镍到底分了哪些产品?是如何被开采出来的?镍的终端主要集中在哪些领域?下面,小编就带着大家一起来把镍产业链“刨根问底”,探个究竟。

  镍矿是制作所有镍产品的终极原料,主要分为氧化矿(又称红土镍矿)与硫化矿两种种类。而镍矿衍生出来的产品又分为一级镍(主要分为镍板,镍豆,镍珠)、二级镍(包含镍铁和镍生铁)、以及化学品镍(主要产品为镍盐),它们都统称为原生镍。其中镍板、镍豆、镍珠在LME上都有可交割的品牌,而上海期货交易所仅可交割镍板。原生镍的下游则分为包括不锈钢、合金铸造、电池、电镀等四个大板块。其终端则包括建筑、石油化工、机械设备、五金制品、家电等等五个版块。

  一级镍的矿端主要分为硫化矿与红土矿。硫化矿可被用来制作硫化镍钴化合物(MSP)与高冰镍(Nickel Matte)。而红土矿也可被用来制作高冰镍(Nickel Matte)与氢氧化镍钴化合物(MHP)。最后,这两种矿端制作出的产品就是电解镍(镍豆、镍板、镍珠)。一级镍的下游主要集中在不锈钢、电池、电镀、以及合金与铸造这四个领域。

  电解镍产品具有纯度高、杂质含量低、熔点高、抗腐蚀性强,在冷、热状态下,压力加工等机械性能良好,同时还具有特殊物理性能:磁性、磁伸、缩性、高的电真空性能等特点,因而在工业上得到广泛应用。电解镍的生产根据原料的不同,电解工艺也不尽相同。针对硫化镍矿,主要有硫酸选择性浸出-黑镍除钴-电解沉积法,磨浮-硫化镍电解精炼法,这是我国镍冶金目前采用的最典型的两种工艺流程。

  二级镍的矿端主要为红土镍矿(Laterite Nickel Ore)。红土镍矿又分为低镍矿(NI0.9%-1.1%)、中镍矿(NI1.3%-1.6%)、高镍矿(NI1.8%以上)三个品级,各品级之间主要按矿石的含镍量来区分。

  低镍矿则主要被用来生产低镍生铁(Ni1.6-2%)、中镍矿则用于生产中镍生铁(Ni4-8%)与高镍生铁(Ni8-12%),其中,中镍生铁已因成本高,被企业所淘汰、高镍矿则被用来生产镍生铁(镍含量8~12%)和镍铁(Ferronickel(Ni15~50%))。这两种矿端最后所生产出来的成品就是镍生铁(NPI)。而镍生铁的下游则是不锈钢,终端则集中在房地产、机械设备、能源化工、家电、轨道交通等。

  镍铁是含镍量为20%-60%的镍铁合金,镍铁的熔点为1430-1480度,密度为8.1-8.4。镍铁的主成分为镍与铁,并含有少量钴的铁合金。矿物断口锯齿状,不常见,以块、粒状集合体产出,呈铁灰、深灰或黑色、条痕铁灰色,不透明,新鲜面呈金属光泽。镍铁中还含有碳、硅、硫、磷、铬、铜等杂质。主要用作炼钢和铸铁的镍添加剂。

  该流程是目前红土镍矿冶炼厂普遍采用的一种火法冶炼工艺流程,其工序为:干燥、焙烧-预还原、电炉熔炼、精炼等。

  此种方法是世界上唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的方法,主要分为磨矿、混合与制团;回转窑焙烧、金属氧化物还原与还原金属的聚集; 回转窑产出的熟料采用重选与磁选的工序来分离出镍铁合金。

  目前, 300m3的高炉已应用于镍铁合金的生产,可以得到含镍5%左右的镍铁, 这类镍铁稍加精炼即可满足不同类型钢材。该工艺的流程为破碎筛分原矿、破碎筛分烧结矿块、 最后将烧结矿块、原矿块、焦炭、石灰石、生石灰、白云石和萤石混配进行高炉冶炼得到镍铁。

  目前的镍铁冶炼工艺都存在一定的问题, 中国现有的镍铁生产工艺多为高炉冶炼或矿热电炉等高能耗高污染的落后工艺,而相对成熟先进的生产工艺掌握在少数发达国家手中。

  化学品镍的产业链相对来说较为复杂一些,其矿端主要分为硫化矿、氧化矿(以褐铁矿为主),生产源头还包括了电解铜厂与电镀厂等。其中硫化矿可被用于生产镍金属(以镍豆、镍粉为主)、冰镍(Nickel Matte)、以及镍中间品(镍硫化合物MSP)。而氧化矿则主要用于生产镍中间品(氢氧化镍MHP)。电解铜厂与电镀厂则提供废料。

  而这些所有的产品最终都会被用来生产硫酸镍(Ni22.2%)。硫酸镍在被依次用来生产三元前驱体、三元正极材料、锂电池,最后运用到新能源汽车领域。

  硫酸镍主要有无水物、六水物和七水物三种。商品多为六水物,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。加热至103摄氏度时会失去六个结晶水。

  第一类是采用电镍熔化-水淬或羰 基镍粉经硫酸溶解,得到高纯镍液蒸发结晶得硫酸镍。

  第二类工艺是以转炉水淬高镍锍为原料,采用硫酸常压-加压选择性氧化浸出生产硫酸镍。该方法具有消耗少,成本低,无污染,产品质量高等优点。

  要想细致的研究整个镍产业链,无疑要从镍矿这个最基本的源头说起。目前全球陆地已查明的镍资源储量大约有1.3亿金属吨。而深海,尤其是太平洋深海的锰结核和锰结壳中也蕴含着丰富的镍资源,但开采难度较大。

  世界镍储量主要依次分布于澳大利亚(1860万吨)、新喀里多尼亚、巴西、俄罗斯、古巴、印尼、南非、加拿大、菲律宾、中国,这10个国家的镍资源大约占到了全球总量的88%。全球镍矿资源的主要分布类型为硫化矿与氧化矿,其中硫化矿的全球资源占比为40%、氧化矿为60%。而氧化矿又主要分为腐泥土矿与褐铁矿两种类型。

  全球目前镍矿开发的重点正逐渐从从硫化矿转向红土镍矿。造成此种趋势的第一个主要原因就是随着硫化镍矿的不断开采,其储量与产量的比例差异正逐渐导致硫化矿的 “开采过度”和品位下降的大问题。而第二个转向开发红土镍矿的原因则是因为其冶炼技术的不断成熟。第三个原因则是因为2014年-2016年印尼禁止出口红土镍矿,导致全球可获得镍矿的资源量减少,推动包括中国在内不少国家加大对印尼之外其他国家镍矿储量勘探。

  全球镍矿资源储量在经历了2012年及2013年的跌势之后,2014年储量回升,2014年全球镍矿储量为8100万吨,环比增9.46%。

  说完了全球镍矿储量的情况,我们再把眼光放回中国。中国镍矿主要以硫化矿为主,占全国总储量的9成,主要集中在在甘肃金川、新疆喀拉通克/黄山、云南白马寨/墨江、四川冷水箐/杨柳坪、吉林红旗岭/赤柏松、黑龙江、广西、内蒙古、陕西和青海等省。

  占约一成份额的氧化矿,主要分布在四川西南部攀枝花地区、云南元江地区,但是因为品位低,所以仅小规模开采。

  由于中国并不是一个镍资源特别丰富的国家,尤其是红土镍矿资源尤为稀缺。因此中国对于红土镍矿的供应主要依赖于印尼、菲律宾这两个国家。

  (图解:2013年中国部分大型工厂大量囤矿,以应对2014年开启的印尼镍矿出口禁令,当年中国进口镍矿达到高峰,当年进口量约7000万湿吨。2014年起,虽然菲律宾的镍矿替代了印尼,但是还是不能弥补印尼的缺失。原因第一个是镍矿品位低、第二个则是菲律宾传统有两大雨季,导致出货量减少。2017年印尼有条件放开镍矿出口,中国进口自印尼镍矿量逐渐恢复,2017年中国进口镍矿合计4800万吨,其中印尼矿500万吨)

  菲律宾的镍矿储量有限,2015年全球探明镍基础储量约8100万吨,其中菲律宾为310万吨。菲律宾的镍基础储量仅占全球总储量的3.827%。菲律宾基础储量的约60%为红土镍矿,约40%为硫化镍矿。世界上的红土镍矿主要分布在南北回归线范围内的两个区域,向北则延至东南亚的印度尼西亚和菲律宾,中美洲的加勒比海地区。

  自2014年1月印尼实施禁矿政策以来,菲律宾镍矿进口量占中国镍矿进口总量比例在95%以上。

  菲律宾红土镍矿矿区主要分布在菲律宾的Surigao、Zambales、Palawan、Tawitawi,Palawan、Tawitawi全年可出货,Surigao每年4月至11月为出货期,其余时间为雨季期。Zambales每年11月至来年4、5月为出货期,其余时间为雨季期,雨季期出货很少。

  印度尼西亚镍资源主要为基性、超基性岩体风化壳中的红土镍矿,分布在群岛的东部,矿带可以从中苏拉威西追踪到哈尔马赫拉、奥比、瓦伊格奥群岛,以及伊利安查亚的鸟头半岛的塔纳梅拉地区,由于印度尼西亚超基性岩带风化壳广泛分布,因此其红土型镍钴矿有良好的找矿前景。

  印尼主要的资源集中在苏拉威西省和北马鲁古省附近岛屿,当地人俗称大K岛和小K岛。前者占据整个印尼镍资源的70-80%,而后者约20-30%。在苏拉威西省的东南位置的整条海岸线分布着青山不锈钢、江苏德龙、新华联、宁波明辉、恒顺众昇、中国罕王等企业。

  在2014年印尼禁止红土镍矿出口之前,印尼大量出口红土镍矿。至2013年,达到顶峰超4000万吨出口量。而在2014-16年几乎没有出口量。2017年放开出口,但是有出口配额和品位限制:品位必须在1.7%以下,截止到2018年8月出口配额达到3300万吨。2017年的整体出口量不到500万吨。

  印尼、菲律宾作为全球前两大镍矿出口国,其产量的波动对全球市场也有着至关重要的作用。

  中国是一个原生镍供应大国,中国的镍市场对于全球原生镍供应和镍价都有着举足轻重的影响。2017年中国原生镍供应占全球31%,全球其他地区供应总合为69%。而中国原生镍的供应结构则是镍生铁占比最大至64%、电解镍占比24%、镍盐占9%、通用镍占3%。

  消费方面,2010至2018上半年,中国原生镍的总消费量都在逐年上升。2018年上半年,不锈钢对于原生镍的需求占比达到78.62%、电池领域占到9.32%、电镀领域占到5.76%、合金领域占到4.28%、其他则占2.02%.

  2018年,全球镍产量将达225万吨,增幅6%,75%增量由二级镍NPI贡献,而一级镍产量将继续下降。

  除了产量,全球镍供应结构也在发生改变。2011年,全球主要以生产一级镍为主,在市场份额中,金属镍占到了53%、镍生铁仅占18%、而水萃镍占了17%,其他则占到12%。但到了2018年,金属镍的权重下降到了39%、镍生铁市场份额占比则占到了32%、水萃镍变化不大占到19%、其他则占10%。

  一级镍产量走势略有分化,镍板、镍珠产量下降,镍豆产量稳定,有增量可能,但受制于技术制约,增量有限。

  2018年,全球金属镍产量预计继续下降约1%至91.8万吨,其中镍豆小增2%,镍豆、镍珠产量减2%

  镍豆方面,全球产量增长与否主要取决于马达加斯加项目。该项目为合资背景,由Sherritt和住友等共同持股,常压酸浸工艺,生产周期长于高压酸浸,导致产能利用率低。2017年产能利用率60%,产量爬坡慢。镍豆,镍珠产量将下降,主要受制于难有增量的硫化矿供应,且部分资源进入硫酸镍生产。

  一级镍消费中,炼钢中的一级镍将逐渐被二级镍替代,进入不锈钢的使用量将越来越少

  而至于一级镍的消费被二级镍替代量具体会是多少,SMM认为这主要取决于镍生铁镍含量提升至何水平。对于2018年,SMM预计镍含量≥1.65%矿输入中国占中国镍矿总进口量约45%,高镍生铁平均镍含量预期从2017年9%附近提升至10~10.5%之间,低于2013年高镍生铁平均镍含量12%。高镍生铁镍含量≥12%,对金属镍替代最大。此情况下,304炼钢可97~99%使用高镍生铁。高镍生铁平均镍含量10~10.5%限制其在304炼钢中对电解镍的最大替代比例。但若2019年之后,印尼1.7%以上品位镍矿进入中国数量增多(走私等方法),那么镍生铁对金属镍的消费替代将继续发生。

  目前,中国镍生铁的产量分布主要集中在山东、江苏、福建、内蒙古、辽宁、广东等地。以2018年7月上海有色网(SMM)调研数据,山东产量最大,占供应市场的31%、江苏与福建各占19%、广东占10%、辽宁占6%、内蒙古占5%、其他地区则占11%。

  对于全球的二级镍供应来说,印尼是一个不容忽视的因素,该国镍生铁市场对于镍价的影响力也将逐渐提升。对此,SMM还就2018-2019年印尼镍生铁项目产量进行了预测。

  2018年中国硫酸镍产量有望较2017年增45%至45万吨,而全球硫酸镍扩产亦在进行中。其扩产的原因主要是三元前驱体扩产需求大,传导至一体化或上游硫酸镍工厂扩产。

  目前中国硫酸镍工厂中,包括格林美、吉恩、广西银亿、烟台凯实等企业均有计划扩产或转产至硫酸镍。江浙一带亦有小规模产能工厂将于2018年年中投产硫酸镍。

  化学品的镍消费与新能源汽车行业的发展有着紧密的联系。SMM预计2018年新能源电池消费比例有望提升至69%

  基于上文的梳理,镍产业链已经完整的呈现在了大家眼前。未来全球镍矿开采还会将重心逐步放在红土镍矿上,除菲律宾、印尼之外,其他国家可能也会加大对镍资源的勘探与开发,全球或将不断有新的大型镍矿项目诞生。

  纵观镍行业,未来的发展一定绕不开新能源市场的崛起。。特别是中国政府近年来不断在加大对于新能源汽车行业发展的关注,在全球大力收购相关资源,中国政府未来也必定将会加大对于硫酸镍资源的重视程度,抢占全球电动汽车市场的先机。但发展不是一句空话,如何分配一、二级镍的市场占比?如何给予硫酸镍生产商提供支持?环保审查能否促进硫酸镍产业的发展?民众的环保意识如何提高?以及如何提高市场对于新能源汽车的接受度?这种种的问题都值得大家不断地思考。所谓路漫漫其修远兮,行业的发展绝不只是“争朝夕”这么简单,我们想的更多,看的更远,才能领先于全球市场。