硫酸镍的5种工艺路径对比 中间品最具经济性
什么是硫酸镍
硫酸镍（NiSo4）是一种无机物质，主要用于电镀和电池。 在传统工业中，硫酸镍被广泛使用。 除电镀行业外，还包括医药行业的催化剂、无机工业镍盐、金属着色剂等。近年来，随着新能源汽车的蓬勃发展，动力电池的市场需求快速增长。 三元电池作为动力电池的主力军，也间接拉动了硫酸镍的市场需求。
硫酸镍生产工艺流程图
图1：硫酸镍生产工艺流程图
硫化镍矿及红土镍矿
从矿端分析，硫酸镍可通过硫化镍矿和红土镍矿冶炼获得，其中硫化镍矿曾是供应硫酸镍的主要原料。 但随着硫化镍矿的不断开采和利用，可用资源越来越少，矿业公司也将目光转向红土镍矿。 红土镍矿的冶炼主要分为火法冶金和湿法冶金两大类。 优缺点也各不相同。
图2：红土镍矿与硫化镍矿的区别
图3：红土镍矿湿法冶金对比
硫酸镍5条工艺路线
工艺流程 1、将硫化矿转化为高冰镍，然后准备硫酸镍工艺
硫化镍矿石首先通过火法冶金（还原硫化物熔炼镍硫工艺）制成高冰镍，然后进一步精炼得到硫酸镍。 目前的问题是，硫化镍矿石的储量逐渐减少，品质不断下降，硫化镍矿石的开采将会越来越少。
工艺流程2.镍豆溶解工艺
溶解镍豆生产硫酸镍的步骤一般为：硫化镍矿石火法冶炼生产高冰镍，然后转化为电解镍（镍豆/镍粉），得到硫酸镍。 该过程相对简单，但效率不高。 因为如流程一中提到的，高冰镍可以直接生产成硫酸镍，但是将高冰镍制成纯镍后，再转化成硫酸镍就相当于追求最远的目标。 目前，每吨镍豆生产硫酸镍的加工成本约为2200吨。 根据福宝锂网的测算，这一过程目前并没有经济效益。
工序3.湿式中间工序
红土镍矿首先用于生产湿法中间产品氢氧化镍钴（MHP）或硫化镍（MSP），然后溶解在硫酸中制成硫酸镍。 经测算，转MSP生产硫酸镍的成本高于转MHP生产硫酸镍的成本。 因此，后一种生产硫酸镍的方法更为常见，该工艺路线被称为最经济的生产硫酸镍的方法。 。 据调研，采用MHP转产硫酸镍生产成本约为4.3万元/吨。 以目前电池级硫酸镍报价46400元/吨计算，MHP经济性明显。
图 4：印度尼西亚新建湿法工艺项目
我国使用的镍湿法中间体主要依赖进口。 海关数据显示，2022年3月，我国进口镍湿法中间体54670吨，环比增长47%，同比增长82%。 2022年1-3月累计进口量14.41万吨，同比增长61.19%。 随着硫酸镍需求量的增加，未来我国镍湿法中间体的进口量将逐年增加。
图5：镍湿法中间产品进口情况
工艺四、镍铁转高哑镍工艺
镍铁转化高冰镍工艺采用火法冶金技术，以镍矿为原料生产镍铁，然后转化为高冰镍，最终得到硫酸镍。 代表企业有青山系统的青山、盛屯、华友等。
该工艺RKEF主要采用两种方法生产高冰镍：以SLN为代表的镍铁硫化法和以Vale为代表的PTVI回转窑硫化法。 后者的投资、成本和环境负荷均高于前者。 因此，目前新建的RKEF高金属镍制造项目普遍采用镍铁硫化工艺。 这个过程不存在很高的技术壁垒。 淡水和印尼已分别完成这两条生产线的建设。 青山事业部完成了该项目的技术突破，在原有RKEF生产线的基础上安装了回转炉。
当硫酸镍价格-镍铁价格>高冰镍转化成本+硫酸镍转化成本时，镍铁转化生产高冰镍是有利可图的。 据机构测算，当硫酸镍与镍铁价差大于2万元/吨镍时，转产高金属镍生产制备硫酸镍将有利可图。 根据福宝锂网最新测算，目前硫酸镍与镍铁价差约为4.2万元/吨镍，因此目前工艺也是盈利的。
流程5.废物回收流程
今年以来，在镍、钴、锂原材料价格高涨的背景下，回收废旧电池生产所需材料十分流行，而且也具有一定的经济效益。 因此，从废旧三元锂电池中提取硫酸镍正逐渐成为市场上的一种选择。 然而，这一过程的经济性一方面取决于废料的购买价格，另一方面取决于熔炼和提取后材料的价格。
福宝锂格的报价显示，三元锂电池黑粉回收系数一度高达140%+。 此前，碳酸锂运行在50万的高位。 湿法生产商可以通过从三元电池废料中提取碳酸锂来获取利润。 但随着近期碳酸锂、硫酸镍、硫酸钴的同步下滑，湿法工厂收购三元电池废旧产能的毛利润也在进一步下滑。 目前，从废三元电池中单一镍元素中提取硫酸镍并不经济。
图6：锂电池废弃物回收利用系数表
图7：锂电池回收三种回收技术比较
五种工艺对比
图8：五种制备硫酸镍方法的优缺点比较
使用镍豆的溶解过程最简单，而通过MHP和废料制备硫酸镍则更为复杂。 用MHP生产硫酸镍最经济，溶解镍豆和镍粉生产硫酸镍最经济，用镍铁和废料生产硫酸镍成本介于两者之间。