格林美第一個吃螃蟹，紅土鎳礦煉出電池材料

全球鎳礦熱土——印尼蘇拉威西島,格林美,因為正在牽頭建設(shè)的“印尼紅土鎳礦生產(chǎn)新能源材料”項目成為全球關(guān)注的熱點。一個看似普通的鎳資源項目何以引發(fā)世界矚目?

新能源汽車對鎳的需求猛增,全球鎳資源供應(yīng)告急

在新能源汽車增長的拉動下,三元動力電池用量迅猛增長,從而帶動了鎳資源的需求大爆發(fā),英國商品研究機構(gòu)(CRU)推算2017-2019年累計缺口為12.5萬金屬噸,到2025年新能源汽車將新增48萬噸以上鎳金屬的需求,供需缺口將進一步拉大,由此引發(fā)全球鎳資源告急。

鎳的緊缺,全是三元動力電池惹的“禍”。

三元動力電池由于能量密度高、壽命長,成為新能源車商用化的主力驅(qū)動能源。三元電池,顧名思義,就是由鎳鈷錳(簡稱NCM)或者鎳鈷鋁(簡稱NCA)三種元素為核心制造的電池,鎳的含量越高,能量密度越大。當(dāng)前,隨著新能源汽車對能量密度的要求不斷提高,三元動力電池已經(jīng)從最初采用的NCM111、NCM523發(fā)展到NCM622、NCM811系列,鎳的摩爾含量從50%提升到80%以上,而特斯拉汽車采用的NCA三元電池,鎳的摩爾含量已經(jīng)跨越90%以上。

高鎳化是破解鈷價高位運行局面和新能源汽車?yán)锍探箲]難題的利器之一,為新能源汽車提供低成本、高質(zhì)量的澎湃動力,勢不可擋!

毫無疑問,掌握了鎳資源,就掌握了未來新能源產(chǎn)業(yè)的先機。

紅土鎳礦成主流卻難提煉,螃蟹好吃難以下嘴

鎳礦資源主要以硫化鎳礦和紅土鎳礦為主,而硫化鎳礦經(jīng)過近百年開采,資源已逐漸枯竭。由于硫化鎳礦的枯竭趨勢,導(dǎo)致過去10年來,世界沒有采用硫化鎳礦生產(chǎn)純鎳的新增產(chǎn)能開工。

為滿足世界經(jīng)濟發(fā)展特別是新能源材料對鎳的需求,人們不得不將目光投向鎳資源儲量豐富的紅土鎳礦。

然而,如何把紅土鎳礦煉成電池使用的純鎳原料,一直是世界的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)難題。已經(jīng)投產(chǎn)的案例證明,“技術(shù)難度大、投資門檻高”成為處理紅土鎳礦生產(chǎn)純鎳原料的代名詞。

這是因為紅土鎳礦與硫化鎳礦的屬性完全不同。硫化鎳礦一般品位較高,鎳含量高于3%的硫化礦可直接入爐冶煉,鎳含量低于3%的富鎳或者貧鎳礦石可經(jīng)選礦進行富集。而紅土鎳礦品位味低,鎳含量一般在1%～2%,其中的鐵鎂鋁等雜質(zhì)含量往往達到50%以上,雜質(zhì)的總含量往往是鎳含量的30倍以上,且無法通過選礦的方法有效進行鎳的富集。要想拿下紅土鎳礦這塊硬骨頭就必須技術(shù)硬碰硬,攻克低品位鎳礦高效利用的難題。紅土鎳礦的開發(fā)有火法路線和濕法路線,當(dāng)前國際流行的火法冶煉是把紅土鎳礦中高達40%以上的鐵直接與鎳煉成鎳鐵合金。鎳鐵合金是不銹鋼的優(yōu)質(zhì)和廉價的母料,鐵是不銹鋼的有用元素,不需要分離,但在電池材料中,鐵卻是有害元素,鐵與鎳是不能共同應(yīng)用的,必須分離開來,因此,處理紅土鎳礦就是如何在含量高達50%的雜質(zhì)中把含量在1.5%左右的鎳有效提取出來,猶如虎口奪食,現(xiàn)行的火法冶煉技術(shù)不能完成。全球已經(jīng)運行的濕法冶煉紅土鎳礦的案例證明,濕法冶煉的難點在于與鎳共生的鐵、鎂等其他元素也要隨著鎳的溶出而共同溶出,需要消耗大量的酸,之后需要再分離,使單位金屬冶煉成本大大提高,甚至喪失經(jīng)濟性。

專注復(fù)雜廢物回收利用,低品位紅土鎳礦輕松拿下

格林美是世界廢物資源循環(huán)利用的代表企業(yè)之一,是世界大型鎳資源回收企業(yè)之一,攻克了鈷鎳等稀缺資源循環(huán)利用的關(guān)鍵技術(shù),循環(huán)再造鈷鎳材料替代主流產(chǎn)品,每年從各種復(fù)雜鎳廢料中回收鎳資源1萬噸以上,占中國鎳資源開采量8%。格林美對低品位復(fù)雜難處理鎳資源的提取有十多年豐富實踐經(jīng)驗,如已攻克了從各種低品位廢渣廢泥(鎳含量低于0.1%)中回收鎳,攻克了從含金品位低至1g/t(相當(dāng)于百萬分之一)的報廢電子線路板中回收黃金、白銀等稀缺資源;又如每年從幾百萬臺報廢電視機中提取萬分之一的稀土材料,每年生產(chǎn)出數(shù)十噸的稀土材料。

紅土鎳礦無論從成分復(fù)雜性還是形態(tài)復(fù)雜性,并不比格林美已經(jīng)降服的種種廢物復(fù)雜。格林美組織博士、專家領(lǐng)銜的高水平團隊,兩個月時間在印尼建成紅土鎳礦高效利用工程實驗室,對項目所在地的典型紅土鎳礦進行了大量試驗,掌握礦物特性,創(chuàng)新性的開發(fā)了中低壓處理紅土鎳礦工藝和裝備,采用了強化壓力高酸轉(zhuǎn)化等方式降低酸耗從而降低成本,無論“妖”鎳怎么七十二變,格林美亮出“斬妖劍”成功拿下。經(jīng)過科學(xué)驗證,形成了壓力酸浸—氫氧化鎳鈷沉淀—生產(chǎn)電池級硫酸鎳工藝路線,大幅降低投資成本,降低了生產(chǎn)成本,縮短了建設(shè)周期,實現(xiàn)紅土鎳礦濕法冶煉的經(jīng)濟化與效益化,創(chuàng)立全球先進的紅土鎳礦直接生產(chǎn)新能源用鎳化學(xué)品新型產(chǎn)業(yè)模式,對全球低品位鎳資源的高效利用意義重大。

強強聯(lián)合,產(chǎn)業(yè)巨頭聯(lián)手謀篇布局鎳資源新能源材料全產(chǎn)業(yè)鏈

2019年1月11日,在印度尼西亞中蘇拉威西省摩洛哇麗縣印度尼西亞經(jīng)貿(mào)合作區(qū)青山園區(qū),由格林美聯(lián)手青山實業(yè)、邦普、IMIP、阪和興業(yè)共同投資“紅土鎳礦生產(chǎn)新能源材料”項目舉行了盛大奠基儀式。項目用紅土鎳礦直接煉出電池級鎳原料,由此拉開印尼鎳資源向新能源行業(yè)創(chuàng)新升級的大幕。印尼海事統(tǒng)籌部魯胡特部長在致辭中指出:希望能將這個工廠建成高科技的工廠,促進當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)和經(jīng)濟。印尼工業(yè)部艾朗加·哈塔托部長在致辭中指出:這將是印尼工業(yè)發(fā)展的重要里程碑事件之一,希望在全球范圍內(nèi)建立國家級的產(chǎn)業(yè)園,將這個工廠建成電動汽車發(fā)展的先驅(qū)。