做镍和有色产业链,这几大知识必须烂熟于心全解

1.1 镍的自然属性

陨石中包含着铁和镍，早期它们被作为上好的铁使用。因为这种金属不生锈，它被秘鲁的土著看作是银。一种锌镍合金被叫做白铜，在公元前 200 年的中国被使用。有些甚至延伸到了欧洲。在 1751 年，工作于斯德哥尔摩(瑞典首都)的 Alex Fredrik Cronstedt 研究一种新的金属——叫做红砷镍矿(NiAs)——其来自瑞典的海尔辛兰的 Los。他以为其包含铜，但他提取出的是一种新的金属，他宣布并命名为 nickel(镍)于 1754 年。许多化学家认为它是钴，砷，铁和铜的合金——这些元素以微量的污染物出现。直到 1775 年纯净的镍才被 TorbernBergman 制取，这才确认了它是一种元素。

金属镍，元素符号 Ni，银白色铁磁性金属，原子量为 58.71，密度(20C)

为 8.9 克/立方厘米，熔点为1455℃，沸点为2915℃，低温时，镍具有良好的强度和延展性。常温下，镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，阻止继续氧化。镍同时具有很好的物理化学性质，因此主要应用领域是作为合金元素用于生产不锈钢、高温合金钢、高性能特种合金、镍基喷镀材料。不锈钢广泛应用于民用产品和建筑装饰；镍基合金用于制造喷气涡轮，发电机涡轮；含镍的结构钢、耐酸钢、耐热钢应用于化工、石油机械制造业；镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层；铝镍钴合金是重要的磁性材料，广泛用于仪器仪表等领域；在化学工业中，镍常用作氢化催化剂；镍与铂钯一样，能吸收大量的氢，镍和稀土合成的储氢合金，以及泡沫镍广泛应用于生产镍氢、镍镉电池，含镍钴的三元材料是锂离子电池的重要原料，因此镍也是清洁高效的二次电池原料。

1.2 镍的生产

镍矿可以通过两种方法制镍。一种是硫化镍矿工艺流程，其主要采用火

法冶炼方法；另一种是红土镍矿工艺流程，主要有湿法冶炼和火法冶炼两种方法。火法工艺过程由于冶炼过程中能耗高、成本高的原因所以目前主要是处理高品位的红土镍矿，湿法虽存在着工艺复杂、流程长、对设备要求较高等因素，但是他与火法工艺相比，具有能耗低、金属回收率高等优点。特别是湿法工艺发展的近几十年，加压氨浸出技术的进步和新的湿法流程的发现，是红土镍矿冶炼的重心由火法专项湿法。

图 1：硫化镍矿生产工艺流程

图 2：红土镍矿生产工艺流程

资料来源：方正中期研究院

镍在自然界主要是以氧化物和硫化物的形势存在。目前世界上开采的镍

矿有硫化矿和氧化矿。海底锰结核中也赋存镍。硫化矿中最主要的镍矿物为镍黄铁矿[(Ni，Fe)9S8]和含镍磁硫铁矿[(Ni，Fe)xSy]，通常伴生有黄铜矿(CuFeS2)。此外硫化镍矿物常伴生不同数量的钴、金、银和铂族金属。中国、加拿大、苏联、澳大利亚、博茨瓦纳都有较大的硫化镍矿，其中以加拿大的镍矿为最大。氧化矿中的镍矿物主要为含水镍镁硅酸盐[(Ni，Mg)SiO3?nH2O]，一般都含有钴，但几乎不含铜和铂族金属。新喀里多尼亚有世界最大的氧化镍矿；古巴、印度尼西亚、菲律宾、巴西、多米尼加和中国西南部也有较大的氧化镍矿。

1.3 镍的主要消费领域

图 3：2014 年镍消费结构

资料来源：安泰科；方正中期研究院

1.3.1 不锈钢、高温合金钢、高性能特种合金

由于含镍的不锈钢既能抵抗大气、蒸汽和水的腐蚀，又能耐酸、碱、盐

的腐蚀。故被广泛地应用于化工、冶金、建筑等行业，如制作石油化工、纺织、轻工、核能等工业中要求焊接的容器、塔、槽、管道等；制造尿素生产中的合成塔、洗涤塔、冷凝塔、汽提塔等耐蚀高压设备。根据含镍比例不同，含镍不锈钢主要分为以下几种：奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体双相不锈钢，沉淀硬化不锈钢。因此按照 2014 年不锈钢产量 2150 万吨计算不锈钢中原生镍消费量 75 万吨，同比增加 5%，占到全部镍产量的 83%左右。

合金钢也称特种钢。因其元素组成配比不同，种类也各有不同，镍的参与能够提高合金刚的强度，保持其良好的塑性和韧性。含镍合金钢主要应用于制

造化工生产上的耐酸塔、医疗器械，日常用品，及用于改造桥梁、修造军舰等机械制造、交通运输和军事工业等。

1.3.2 含镍电池、镍基合金领域

镀金属镍还被应用到电池领域，主要有镍-氢电池、镉-镍电池还和镍-

锰电池等。近年来发展最迅速的是应用日趋实用化的 MHx-Ni 蓄电池，其优点是无毒绿色无污染，电池储量比镍镉电池多 30%，比镍镉电池更轻，使用寿命更长，缺点是价格比镍镉电池要贵，性能比锂电池差。主要应用于移动通讯，笔记本、录像机等领域同时也用于军工、国防、高科技等领域。以此类电池作为动力的汽车也已投入市场。

镍基合金是指在 650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐

蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能可细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。镍基合金产品主要有：电炉、电熨斗、涡轮发动机涡轮盘、燃烧室、涡轮叶片、彩色电视机、通讯器材、时钟和测量卷尺中的摆锤、制造家具、具备永久磁铁性能的精细工具、航天器上使用的自动张开结构件、宇航工业用的自激励紧固件和生物医学上使用的人造心脏马达等。广泛应用于航空、船舶、化工、电子、医学和能源等工业领域。

1.3.3、镍氢催化剂、镍基电镀领域

镍复合材料可用于石油化工的氢化和合成甲烷时的催化剂，其优点是不易被H2S、S02所毒化。

镀镍是指在钢材和其他金属基体上覆盖一层耐用、耐腐蚀的镀层，其防

腐蚀性比镀锌层高 20%～25%。镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。电镀镍的加工量仅次于电镀锌而居第二位，其消耗量占到镍总产量的 10%左右。镀镍分电镀镍和化学镀镍。

1.镍的供给

1.1.镍的全球分布

全球镍资源储量十分丰富，镍在地球中的含量仅次于硅、氧、铁、镁，

居第 5 位，地核中含镍最高，是天然的镍铁合金。镍矿在地壳中的含量为

0.018%，在地壳中铁镁质岩石含镍高于硅铝质岩石，例如橄榄岩含镍为花岗岩的1000 倍，辉长岩含镍为花岗岩的 80 倍。世界上镍矿资源分布中红土镍矿约占55%，硫化物型镍矿占 28%，海底铁锰结核中的镍占 17%。其中，海底铁锰结核由于开采技术及对海洋污染等因素，目前尚未实际开发。2014年美国地质调查局发布数据显示，全球镍储量 7400 万公吨，包括澳大利亚 1800 万公吨，新喀里多尼亚 1200 万公吨，巴西 840 万公吨，古巴 550 万公吨，印尼 390 公吨，中国 300 万公吨，加拿大 330 万公吨。

图 4：2013 年世界镍储量

资料来源：USGS;方正中期研究院

从国家分布看，世界上镍资源分布主要集中在澳大利亚、新喀里多尼亚、

俄罗斯、印尼、中国、古巴和巴西，约占全球镍资源的 81.3%，其中澳大利亚是全球镍资源最丰富的国家，资源占全球的 24.3%。

1.2 镍的国内市场

我国硫化物型镍矿资源较为丰富，主要分布在西北、西南和东北的 19

个省份，其保有储量占全国总储量的比例分别为 76.8%、12.1%、4.9%。就各省(区)来看，甘肃储量最多，占全国镍矿总储量的 62%(金昌的镍产提炼规模居全球第二)，随后是新疆(11.6%)、云南(8.9%)、吉林(4.4%)、湖北(3.4%)和四川(3.3%)。我国三大镍矿分别为：金川镍矿、喀拉通克镍矿、黄山镍矿。

主要生产厂家有：金川集团有限公司，吉林吉恩镍业股份有限公司，新疆有色金属工业(集团)阜康冶炼厂。