硫酸镍制备方法及市场需求的企业商业计划书
第一节 硫酸镍简介
有无水物、六水物和七水物三种。 大多数产品是六水合物,有两种变体:α型和β型。 前者为蓝色四方晶体,后者为绿色单斜晶体。 加热至103℃时失去6个结晶水。 易溶于水,微溶于乙醇和甲醇,其水溶液呈酸性,微溶于酸和氨水,有毒。 主要用于电镀工业,是电镀镍和化学镍的主要镍盐,也是金属镍离子的来源。 它可以在电镀过程中离解镍离子和硫酸根离子。 (项目申请)
第二节 硫酸镍的制备方法
金属镍法是在反应器中加入水,然后加入硫酸制备30°Bé,然后加入金属镍,分批加入硝酸进行反应。 当反应浓度达到48-50°Bé时,结晶过滤,粗晶体用水洗涤后加水溶解至30°Bé,然后加入碳酸钡中和游离酸,然后加入过氧化氢将其氧化。亚铁并使其水解。 纯化后的溶液澄清后,加入少量硫酸调节pH至3~4,然后将溶液浓缩结晶,离心脱水,得到硫酸镍。
3Ni+8HNO3→3Ni(NO3)2+2NO↑+(NO3)2+H2SO4→NiSO4+2HNO3
回收法炼铜过程中,可将电解废液净化、结晶、脱水,得到硫酸镍。 硫酸镍是由钴生产中的含镍废液生产的。 首先用纯碱溶液从钴盐生产的硫酸镍废液中沉淀出碳酸镍,然后将碳酸镍溶解在硫酸中制备硫酸镍。 其NiSO4+→NiCO3++H2SO4→NiSO4+H20+CO2↑
第三节 硫酸镍市场需求
新能源汽车的爆发式增长带动了市场对硫酸镍需求的乐观预期。 根据镍、钴的纯度,硫酸镍可分为电池级硫酸镍(Ni质量分数≥22%,Co质量分数0.4%)和电镀级硫酸镍(Ni质量分数≥21%,Co质量分数≤ 0.05%)。 分别用于电池和电镀领域。 硫酸镍以六水硫酸镍(NiSO4·6H2O)的形式存在,镍含量为20.58%。
新能源汽车发展的瓶颈在于续航里程,企业需要在保持现有系统重量的同时,增加整车电池容量。 通过不同电池正极材料的比较可以发现,三元材料(包括镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂)具有最高的比容量(即能量密度)。 三元材料的成分中,镍决定功率,钴决定充放电速度,锰决定稳定性。 镍含量的增加可以提高电池的比容量,但会相应降低热稳定性和容量保持率。
国内市场主流电池比容量为130-/g。 2017年3月,工业和信息化部、国家发展改革委、科学技术部、财政部联合印发《促进汽车动力电池产业发展行动计划》。 规划明确,到2020年,动力电池系统比能量力争在现有水平基础上翻一番,达到260Wh。 /kg,成本降至1元/Wh以下; 2025年动力电池电芯比能量将达到500Wh/kg。此前,国内宁德时代、力神电池、国轩高科等团队已基本实现300Wh/kg动力电池的研发。 目前,钴、锂价格已经启动。 钴价单边上涨,大幅提升了三元材料的生产成本。 采用高镍材料后,电池的综合单位成本将大幅下降。 虽然钴在三元锂动力电池体系中不可或缺,但其比例可以降低,目前为1,未来甚至为0.5。 供需矛盾引发的钴价波动正在推动生产商转向低钴高镍产品。
2、预计未来三年全球硫酸镍需求量增长34%以上。
硫酸镍的需求主要分为两部分,即电池和电镀领域。 第一个讨论的是硫酸镍在动力电池中的用途。 从总体技术趋势来看,三元材料凭借其高能量密度成为乘用车最重要的正极选择。 2017年我国正极材料总产量约为20.8万吨,同比增长29.53%。 其中,三元材料产量8.6万吨,同比增长58.6%,占比由2016年的33.8%提升至2017年的41.4%。三元材料同比快速增长主要由于下游三元电池企业新增产能释放,三元材料采购量进一步加大。 2018年一季度国内三元材料产量3.17万吨,同比增长64.26%。
动力电池用三元材料包括、、、NCM/等,通过其分子式,我们可以计算出每吨正极材料消耗的镍金属或硫酸镍的重量。 例如生产1吨消耗镍金属0.20吨,对应的六水硫酸镍用量为0.91吨。
2017年国内三元材料仍以523和111为主,占比分别为40%和30%。 高镍三元正极材料(622+811)占比30%,较之前大幅提升。 未来,随着动力电池能量密度的高要求以及续航里程的提升,622+811的占比将不断增加。
通过测算,我们预计2018年我国动力电池行业消耗硫酸镍19.67万吨,对应镍金属4.34万吨,同比增长71.64%; 海外动力电池行业将消耗硫酸镍21.62万吨,对应镍金属量4.81万吨,同比增长41.68%。 到2020年,全球动力电池市场将消耗硫酸镍89.73万吨,对应镍金属19.95万吨,是2017年用量的3.36倍。
其次讨论了硫酸镍在其他领域的消费情况。 在电池行业,硫酸镍也用于传统的镍镉电池和镍氢电池。 镍镉电池在充放电过程中如果处理不当,会产生严重的“记忆效应”,从而大大缩短使用寿命。 另外,镉有毒,不利于生态环境的保护,因此镍镉电池已基本被淘汰。 。 镍氢电池的正极材料是球形镍(球形氢氧化镍),可用硫酸镍生产球形镍。 2017年,我国镍氢电池行业消耗硫酸镍约4万吨。 全球镍氢电池用硫酸镍消耗量约为5.7万吨。 随着传统镍氢电池市场的成熟,产量预计将保持不变。 在电镀领域,电镀级硫酸镍中对钴的要求越低越好,因为钴在该领域是有害的。 电镀级硫酸镍主要用于汽车轮毂、反光片等,国内基本使用金川、吉恩、金科生产的电镀级硫酸镍。 2017年我国电镀用硫酸镍产量约为6万吨,全球规模约为10万吨。 受益于全球汽车和轨道交通系统产量增长,预计电镀级硫酸镍需求增速将保持在2%。
第四节 硫酸镍行业现状
全球硫酸镍产量约为50万吨。 国内产量占全球产量的60%,海外占40%。 行业集中度较高。 目前国内硫酸镍产能约为35万吨。 2017年预计国内硫酸镍产量约30万吨,较2016年增长约21%。海外硫酸镍产能约24万吨,产量约20万吨。 主要企业及产能为日本住友约6.5万吨、俄罗斯镍业(诺里尔斯克)5万吨、比利时优美科2万吨。 三大厂商占据海外产能近60%,2017年全球硫酸镍总产能近60万吨,产量约50万吨。
鉴于环境因素,新增产能主要是现有厂商的扩张。 工信部于2015年将硫酸镍列入《危险化学品名录》,这对生产、包装、运输等方面提出了非常高的要求。 特别是新增产能,配套废气、废水、废渣处理系统的建设需要进行环评。 这个周期可能在2年左右,所以2018年的新增产能基本都是在现有项目的基础上扩大生产。 国内方面,金川集团目前产能为5万吨,2018年将新增产能3万吨,2019年将新增产能5万吨。格林美现有产能1万吨,目前产能4万吨,并将新增产能2018年增产4万吨。广西银亿目前产能4万吨,2018年将达到6万吨。光华科技目前产能8000吨,预计2018年将达到1.3万吨; 海外,优美科目前产能为2万吨,预计2018年和2019年产能分别扩大至4万吨和5.5万吨。住友集团目前产能为6.5万吨,2018年将扩大至7.5万吨。其他产能有预计未来两年每年将新增产能2万吨,因此2018年至2019年新增产能分别约为15万吨和9万吨。
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