硫酸鎳簡介
硫酸鎳有無水物、六水物和七水物三種,商用多為六水物,有α-型和β-型兩種變體,前者為藍色四方結晶,后者為綠色單斜結晶。按照產品分類,可以分為電鍍級硫酸鎳與電池級硫酸鎳,前者應用于電鍍工業與電池工業中,是電鍍鎳和化學鎳的主要鎳鹽,也是金屬鎳離子的來源,能在電鍍過程中,離解鎳離子和硫酸根離子;電池級硫酸鎳是生產三元前驅體重要原料之一,不同種類前驅體擁有不同鎳含量,則需要電池級硫酸鎳用量不同。電鍍級硫酸鎳與電池級硫酸鎳最大的區別在于鈷含量,電池級鈷含量要求門檻更低一些,含量要求只有0.4%(鎳22.2%,鈷0.4%),因為硫酸鎳作為三元電池前驅體原料制造時,也需要用到硫酸鈷等含鈷鹽,而電鍍級硫酸鎳應用的下游表面處理行業,鈷是作為一種雜質元素,需要降低其含量,要求鈷含量不得超過0.05%(鎳22.2%,鈷0.05%Max),電鍍級硫酸鎳主要用于生產汽車輪轂、外觀件等產品。
金屬鎳與紅土鎳礦尚不構成供給壓力
硫酸鎳制備路徑主要有以下六種:一、硫化鎳礦可將其經過冶煉、常壓酸浸生產出高冰鎳,進而制備硫酸鎳。二、濕法冶煉中間品,比如氫氧化鎳鈷。通過采購氫氧化鎳,將其酸浸之后制得硫酸鎳。三、金屬鎳經過酸溶,結晶后得到粗制硫酸鎳晶體,晶體溶解,經除雜再濃縮,得到電池級硫酸鎳晶體。四、利用紅土鎳礦RKEF生產鎳鐵,而后轉爐吹煉+加壓酸浸,生產出高冰鎳,進而制備硫酸鎳。五、廢棄鎳資源回收。六、銅冶煉過程中雜質鎳在陽極中溶解為硫酸鎳,經除雜濃縮,得到電池級硫酸鎳晶體。
各種技術路徑具有各自優劣勢。采用金屬鎳生產優點為原料純,品質和數量有保證,雜質少,制備的硫酸鎳晶體品質等級高,生產過程清潔,對環境污染最小,但是劣勢是生產成本相對較高;以金屬鎳原料外的其他方式制備硫酸鎳的優勢是,原料來源多樣,貧鎳國盡可能全面的吸收鎳原料,變廢為寶,生產成本較低,而劣勢是生產過程不清潔,對環境影響較大,環評不易通過,需要企業有一定的實力。
全球精煉鎳當中,約50%精煉鎳供給量適合硫酸鎳的生產。全球約205萬噸精煉鎳當中,FeNi/NPI與金屬鎳(鎳豆、鎳粉等)各占約50%,如果采用金屬鎳酸溶生產硫酸鎳技術路徑,那么有約100萬噸精煉鎳適合做原料,其中約39萬噸是最適合的原料,包括鎳豆、鎳粉等,而約61萬噸電鎳理論上同樣可以生產硫酸鎳,但是酸溶速度很慢,不及鎳豆酸溶速度的1/10。目前LME庫存約38萬噸,其中鎳豆占比約72%,約27萬噸,所以若金屬鎳酸溶去生產硫酸鎳,具備經濟性條件前提下,原料供給不會是制約瓶頸。
目前溢價水平不支持金屬鎳大量酸溶生產硫酸鎳。硫酸鎳的定價模式是以鎳價為基準,然后再上下有個浮動值,而這個值取決于硫酸鎳供需情況(相對溢價),目前硫酸鎳成本約為2萬元/噸(用氫氧化鎳去生產,對應采購氫氧化鎳折價系數60%~70%),電鎳去酸溶生產硫酸鎳,酸溶成本增加7000元~8000元/噸,運輸加包裝成本增加3000元~4000元/噸(硫酸鎳是危險化學品,運輸成本增加,約5噸硫酸鎳對應1噸金屬鎳,增加包裝成本),測算下來,會增加成本約1萬元/噸,目前金屬鎳成本約為2萬元(以金屬鎳10萬/噸計算),因此酸溶金屬鎳生產硫酸鎳成本約3萬元,所以硫酸鎳折算到鎳價,生產成約為15萬元/噸,所以如果溢價超過5萬元/噸并能夠較長時間維持,電鎳去生產硫酸鎳才會去平抑硫酸鎳的溢價。
目前,硫酸鎳對金屬鎳溢價約1.5萬元,并不支持金屬鎳大量酸溶生產硫酸鎳,金屬鎳尚不構成供給壓力。
紅土鎳礦濕法冶煉中的高壓酸浸HPAL法、火法冶煉中的RKEF法,成本均較高,投資大,周期長,濕法冶煉中間品供給緊張,火法冶煉目前難以形成有效供給。
紅土鎳礦濕法冶煉工藝當中的高壓酸浸(HPAL)法可以通過高壓酸浸(HPAL)生產礦漿,而后中和、洗滌及除雜后,采用硫化物沉淀(MSP)或者氫氧化物沉淀(MHP)方法生產中間品,而后進一步生產鎳產品,該種方法往往投資大,周期長,工藝復雜,成本較高而售價較高,比如:一、中冶瑞木Ramu公司在巴新的濕法冶煉項目,項目建設總投資122.75億元,從2006年底開始建設,2012年投產,歷時6年時間,項目產能約為鎳3.1萬噸/年,鈷3000噸/年,該項目直到2017年9月份,首次實現月度盈利,到扭虧為盈的轉折點。二、結合WoodMackezine研究數據,并且根據筆者產業鏈調研,第一量子公司也是因為盈利情況不佳,而關閉Ravensthorpe項目,因此濕法冶煉中間品項目經濟性不佳,目前產業反饋濕法冶煉中間品采購已經緊張。而火法冶煉RKEF工藝生產鎳鐵,而后經過轉爐吹煉工藝,生產出高冰鎳,該種方式需要增加轉爐吹煉工藝加上加壓酸浸環節投資,萬噸級別或需要追加上億元資本開支,并且擴產周期在2年左右,所以綜合來看,紅土鎳礦尚未構成供給壓力,并且濕法冶煉中間品無增量,供給緊張。
行業集中度高 新增產能多為現有項目擴產
全球約有50萬噸硫酸鎳產量,國內產量占全球產量60%,海外占40%,行業集中度高。目前國內硫酸鎳產能約為35萬噸,2017年,國內硫酸鎳產量預計約30萬噸,同比2016年增加約21%。海外硫酸鎳產能約24萬噸,產量約20萬噸,主要公司與產能為日本住友約6.5萬噸、俄鎳(諾里爾斯克)5萬噸以及比利時優美科2萬噸,三大生產商占據接近60%海外產能,2017年全球合計硫酸鎳產能近60萬噸,產量約50萬噸。
鑒于環保因素,主要新增產能在于現有生產商擴產。工信部在2015年將硫酸鎳列入《危險化學品目錄》,在生產、包裝、運輸等環節要求很高,特別是針對新建產能,建設配套廢氣、廢水和廢渣處理系統要求并且接受環境評估,這個周期可能為2年左右,因此2018年新增產能基本上是建立在現有項目上進行擴產,國內方面,金川集團目前為5萬噸產能,2018年增加3萬噸產能,2019年增加5萬噸產能,格林美目前4萬噸,2018年增加4萬噸,廣西銀億目前已經形成4萬噸產能,2018年產能將達到6萬噸,光華科技目前8000噸產能,2018年預計達到1.3萬噸;海外方面,優美科目前2萬噸產能,預計2018~2019年,產能分別擴張至4萬噸和5.5萬噸,住友集團目前6.5萬噸,2018年擴張至7.5萬噸,其他產能預計未來兩年每年新增2萬噸產能,因此2018~2019年新增產能分別約為15萬噸和9萬噸。
三元占比提升與高鎳化趨勢 拉動需求快速增長
硫酸鎳主要應用于三元電池、鎳氫電池以及電鍍等領域。硫酸鎳下游需求主要分為幾個部分:一、電池領域,包括三元電池盒鎳氫電池,其中,三元電池用于制備NCM/NCA三元前驅體,含鎳的高低決定電池材料能量的多少。二、電鍍領域,是電鍍鎳和化學鎳的主要鎳鹽,也是金屬鎳離子的來源,能在電鍍過程中,離解鎳離子和硫酸根離子。三、硬化油生產中,是油脂加氫的催化劑。四、醫藥工業用于生產維生素C中氧化反應的催化劑。五、無機工業用作生產其他鎳鹽如硫酸鎳氨、氧化鎳、碳酸鎳等的主要原料。六、印染工業用尋生產酞青艷藍絡合劑,用作還原染料的煤染劑。另外,還可用于生產鎳鎘電池等。筆者統計,2017年,全球硫酸鎳需求約為49萬噸,其中,三元電池領域需求約15萬噸,鎳氫電池領域需求約6萬噸,電鍍等其他行業需求約為28萬噸,分別占比31%、12%以及54%。
三元占比提升與高鎳化趨勢,電池領域需求增速快,拉動需求快速增長。一、三元電池領域,考慮到雙積分以及補貼退坡政策影響,預計2017~2020年,國內新能源汽車銷量分別為66萬輛、97萬輛、138萬輛以及214萬輛,假設每輛車約50kWh電池容量,并且伴隨高鎳化趨勢,計算得到2017年~2019年,動力鋰電池需求約為35GWh、53GWh、76GWh,筆者預計。2017年~2019年,三元動力鋰電池產量約為16GWh、29GWh以及48GWh,在該動力鋰電池產量假設條件下,根據不同種類三元動力鋰電對應的不同硫酸鎳消耗量,三元電池領域對硫酸鎳需求分別約為15萬噸、26萬噸、43萬噸,2016~2019年,復合增速為68%。二、鎳氫電池領域,應用形式主要是球鎳,安泰科數據顯示,2017年國內鎳氫電池需求為4萬噸,國內鎳氫電池占全球產量的70%左右,則海外需求或在2萬噸,因此預計2017年鎳氫電池領域全球需求為6萬噸,鎳氫電池領域較為成熟,增長有限,假設該領域需求增速約3%。三、電鍍等其他領域,以2016年硫酸鎳行業供需大體平衡角度出發,保守估計全球電鍍等其他領域需求為28萬噸。筆者測算,2016~2019年,全球硫酸鎳需求將分別約43萬噸、50萬噸、60萬噸、77萬噸,年均復合增速21%。
硫酸鎳供給增速緩于需求增速,供給缺口拉大
筆者預計,未來兩年,硫酸鎳供給增速緩于需求增速,2018年硫酸鎳供給出現缺口,2019年供給缺口拉大。
供給端方面,目前硫酸鎳對金屬鎳的溢價水平在低位,金屬鎳尚不構成轉化成硫酸鎳的供給壓力。紅土鎳礦濕法冶煉中的高壓酸浸HPAL法、火法冶煉中的RKEF法均因投資大且周期長,基本無新增項目,濕法冶煉中間品供給緊張,火法冶煉難以形成有效供給。鑒于環保高標準,主要新增產能在于現有生產商擴產,2018~2019年,新增產能分別約為15萬噸和9萬噸,預計2018~2019年供給量不到60萬噸,約72萬噸,近3年復合增速為18%。需求端方面,三元電池占比迅速提升與高鎳化發展趨勢,電池領域需求增速快,鎳氫電池低速增長,電鍍等領域應用保持穩定,筆者預計,2018~2019年約為60萬噸,77萬噸,近3年復合增速21%。因此綜合來看,供給增速緩于需求增速,預計2018年硫酸鎳供給出現缺口,約5000噸,2019年缺口拉大至5萬噸。
硫酸鎳價格上漲動力與確定性強
鎳價自2011年3萬美元/噸高位下跌至今年低位約9000美元/噸,處于長周期底部,僅有50%供給量現金成本位于目前均價1萬美元/噸以下,導致近年來多家礦山關停,同時印尼禁礦與菲律賓環保限令導致鎳礦供給受限,供給量不斷下滑至2016年的200萬噸。筆者預計,在鎳價長周期底部背景下,上游供給增速有限,下游不銹鋼需求低幅穩健增長,三元電池占比提升與高鎳化趨勢,預計2017~2018年鎳供給延續供給缺口,分別約為10萬噸和7萬噸,鎳價穩中有升。隨著三元電池占比迅速提升與高鎳化發展趨勢,下游三元電池需求迅速增長,整體拉動下游需求快速增長,同時金屬鎳、紅土鎳礦在供給端難以形成供給壓力,濕法冶煉中間品原料緊張,并且鑒于環保高標準,主要在現有產能基礎上擴建,新增產能有限,硫酸鎳價格上漲動力與確定性強。(李帥華)
轉自:中國有色金屬報
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