全球鎳行業(yè)40余年嬗變史
2026年04月29日 10:41
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來源:
中國有色金屬報(bào)
分類: 銅鎳鉛鋅
作者: 國際鎳協(xié)會(huì)
在過去40余年中,鎳行業(yè)經(jīng)歷了重要的變革。生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步、對(duì)早已探明礦藏的開采和對(duì)ESG問題的不斷關(guān)注,共同重塑了這個(gè)行業(yè)。在法規(guī)監(jiān)管、社會(huì)關(guān)注和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)步的驅(qū)動(dòng)下,很多鎳生產(chǎn)國的環(huán)境保護(hù)得到顯著改善。
新鎳資源發(fā)現(xiàn)有限
在過去40余年中,鎳行業(yè)幾乎沒有重大的新資源發(fā)現(xiàn),而已有鎳資源則在亞洲蓬勃發(fā)展。在硫化鎳礦方面,加拿大威奧茲灣(Voisey’s Bay)鎳礦是這一時(shí)期最重要的資源發(fā)現(xiàn)。印度尼西亞韋達(dá)貝的紅土鎳礦發(fā)現(xiàn)于1996年,是新近發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)大規(guī)模礦藏之一。
自1990年以來,全球鎳礦產(chǎn)量的年復(fù)合增長(zhǎng)率為4%,超過全球GDP的增長(zhǎng)。長(zhǎng)期跟蹤研究表明,隨著鎳礦的開采不斷增長(zhǎng),鎳礦品位逐漸降低,但是加拿大硫化鎳礦資源的品位保持了穩(wěn)定。硫化鎳礦資源量大致保持了穩(wěn)定;紅土鎳礦資源量在商業(yè)化開采之初就已經(jīng)基本明確,隨著持續(xù)的開采生產(chǎn),資源量出現(xiàn)了下降趨勢(shì)。
鎳生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)迭代完善
已有鎳生產(chǎn)技術(shù)在過去的40多年中實(shí)現(xiàn)了顯著的進(jìn)步和完善。其中,最顯著的就是濫觴于20世紀(jì)90年代,針對(duì)紅土鎳礦上層褐鐵礦(Limonite ore)的高壓酸浸(HPAL)技術(shù)得以改進(jìn)并重新應(yīng)用。該技術(shù)于1959年最早在古巴應(yīng)用,此后長(zhǎng)期處于休眠狀態(tài)。21世紀(jì)初,澳大利亞實(shí)施了一批新的HPAL鎳生產(chǎn)項(xiàng)目,只有一個(gè)項(xiàng)目獲得了長(zhǎng)期成功。后續(xù)幾代的HPAL項(xiàng)目在菲律賓、新喀里多尼亞、馬達(dá)加斯加、巴布亞新幾內(nèi)亞、土耳其、印度尼西亞得到了應(yīng)用和拓展。
另一個(gè)關(guān)鍵的鎳生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新是應(yīng)用于加拿大威奧茲灣(Voisey’s Bay)鎳精礦的氯化物輔助加壓酸浸技術(shù)(Chloride-assisted acid pressure leaching)。雖然鎳精礦的浸出技術(shù)可以追溯到20世紀(jì)50年代,但長(zhǎng)港(Long Harbor)鎳礦項(xiàng)目則標(biāo)志著第一次把氯化物用于在酸性溶液中對(duì)硫化鎳礦進(jìn)行浸出。酸浸技術(shù)是20世紀(jì)70年代就有的概念。
鎳生產(chǎn)技術(shù)最重要的變革發(fā)生在21世紀(jì)第一個(gè)十年的中期,當(dāng)時(shí)鎳價(jià)高企。低鎳含量鎳鐵合金的涌現(xiàn),如含鎳生鐵(NPI即Nickel Pig Iron, 鎳含量低于15%)。中國技術(shù)人員開始對(duì)電爐進(jìn)行改造,利用進(jìn)口鎳礦生產(chǎn)含鎳生鐵(NPI)。NPI的生產(chǎn)隨著回轉(zhuǎn)爐電窯(RKEF即Rotary Kiln Electric Furnace)在印度尼西亞的應(yīng)用而快速擴(kuò)張。RKEF曾長(zhǎng)期被應(yīng)用于從紅土鎳礦腐殖土層(Saprolite)生產(chǎn)鎳鐵(FeNi,鎳含量高于15%)。通過改造,該技術(shù)被用于從中等品位(鎳含量1.6%~2%)的紅土鎳礦生產(chǎn)用于不銹鋼行業(yè)的鐵合金。
含鎳生鐵(NPI)產(chǎn)量的增長(zhǎng),降低了不銹鋼行業(yè)對(duì)一類鎳的需求量。然而,隨著電池級(jí)鎳材料需求的增長(zhǎng),一些NPI和FeNi生產(chǎn)企業(yè)開始通過在工藝流程中加硫的方式生產(chǎn)高冰鎳(Nickel Matte),并率先在新喀里多尼亞項(xiàng)目實(shí)施。
新近,一種新的中間體產(chǎn)品氫氧化鎳鈷沉淀(MHP即Mixed Hydroxide Precipitate)獲得了需求增長(zhǎng)的動(dòng)力。MHP通過HPAL技術(shù)生產(chǎn),成為電池材料生產(chǎn)商偏愛的原料,尤其是在亞洲地區(qū)。因?yàn)镸HP在電池材料生產(chǎn)中,提供了比純鎳金屬更具成本效益的技術(shù)路線。
化學(xué)品管控法規(guī)
對(duì)鎳行業(yè)尚保持理性友好
鎳是化學(xué)元素周期表上第28號(hào)元素,具有顯著獨(dú)特的環(huán)境毒理學(xué)和健康毒理學(xué)特性。聯(lián)合國統(tǒng)一化學(xué)品標(biāo)簽制度(GHS)明確了鎳金屬和硫酸鎳、氯化鎳、羰基鎳等主要鎳化合物的環(huán)境危害和健康危害。
對(duì)包括鎳在內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)管控,法律制度的設(shè)計(jì)思路長(zhǎng)期以來存在基于危害的管控和基于風(fēng)險(xiǎn)的管控兩種路徑。單純基于危害的化學(xué)品管控,極易誘發(fā)脫離現(xiàn)實(shí)、有失偏頗、因噎廢食。國際鎳協(xié)會(huì)及其成員公司積極倡導(dǎo)基于風(fēng)險(xiǎn)的化學(xué)品管控法規(guī),通過長(zhǎng)期扎實(shí)的鎳毒理科學(xué)研究,科學(xué)闡釋不同鎳化合物以及鎳化合物不同形態(tài)的毒理特性,結(jié)合鎳暴露場(chǎng)景、鎳暴露路徑、鎳暴露劑量,探索合理的鎳化合物風(fēng)險(xiǎn)管理措施。
化學(xué)品的風(fēng)險(xiǎn)管理措施包括登記注冊(cè)、評(píng)估、許可、限制等,非常全面地體現(xiàn)在歐盟REACH法規(guī)中。對(duì)于被列為一類致癌物質(zhì)的化學(xué)品,比如汞,歐盟和聯(lián)合國其他成員國一樣,會(huì)嚴(yán)格限制使用。
合理的化學(xué)品風(fēng)險(xiǎn)管控措施依賴于科學(xué)細(xì)致的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。國際鎳協(xié)會(huì)及其成員公司長(zhǎng)期投入大量資金,進(jìn)行鎳毒理科學(xué)研究,與歐盟化學(xué)品管理局等歐盟官方機(jī)構(gòu)合作,進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)9年的鎳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目,成功避免鎳和鎳化合物被列入SVHC(subStances of high concerns)清單,從而導(dǎo)致下游行業(yè)被禁止使用或者使用成本過度增加。
國際鎳協(xié)會(huì)及其成員公司自1980年成立以來的大量工作和長(zhǎng)期科研投入,確保了主要鎳生產(chǎn)國和鎳使用國的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)保持理性化和科學(xué)化。目前,鎳環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、鎳污染物(水、土、大氣、沉積物)限值、含鎳產(chǎn)品的鎳遷移(析出)限制依舊是可行的,一方面,讓所有鎳生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過努力可以達(dá)標(biāo);另一方面,可以讓下游行業(yè)和消費(fèi)者繼續(xù)享受含鎳產(chǎn)品帶來的價(jià)值。
如果沒有國際鎳協(xié)會(huì)及其成員公司40多年的持續(xù)投入和知識(shí)累積,以及與主要國家地區(qū)的溝通,鎳這種元素將面臨失去市場(chǎng)準(zhǔn)入(license to operate)的風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)典型的例子就是鉛,這種曾經(jīng)廣泛使用的金屬,已經(jīng)被嚴(yán)苛的化學(xué)品法規(guī)限制在極少的應(yīng)用場(chǎng)景,生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、廢棄的全生命周期管理成本明顯增加。
鎳應(yīng)用從不銹鋼擴(kuò)展到電池
1985年,鎳元素是不銹鋼崛起的幕后英雄,超過50%的原鎳產(chǎn)量借由不銹鋼應(yīng)用于餐廚用具、建筑施工、工業(yè)機(jī)械。加拿大、蘇聯(lián)和澳大利亞的硫化鎳礦滿足了全世界的需求。彼時(shí),鎳作為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵角色極少被提及。
隨著2026年的到來,鎳行業(yè)的轉(zhuǎn)型演變過程引人注目。原鎳產(chǎn)量比40多年前增長(zhǎng)6倍有余。雖然不銹鋼依然是鎳的主要應(yīng)用領(lǐng)域,占比約65%,新的應(yīng)用行業(yè)也在逐漸增長(zhǎng)。當(dāng)前,電動(dòng)車和儲(chǔ)能的發(fā)展改變了鎳行業(yè)的歷史敘事,電池行業(yè)從1985年微乎其微的應(yīng)用成長(zhǎng)為占比15%以上的下游需求。
從地理區(qū)位看,鎳核心產(chǎn)區(qū)的遷移更令人震撼。今天,印度尼西亞在鎳產(chǎn)量上占據(jù)了主導(dǎo)地位。印度尼西亞基于本國利益,不斷調(diào)整完善礦業(yè)政策、投資政策、出口政策,推動(dòng)該國原鎳產(chǎn)量占比超過全球總量的60%,這在1985年看來是難以想象的壯舉。
40余年來,始終沒有改變的是鎳的適應(yīng)性。1985年,鎳適應(yīng)了不銹鋼行業(yè)大氣磅礴的崛起;2025年,鎳同樣適應(yīng)了交通電動(dòng)化和綠色技術(shù)的發(fā)展。未來的挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻:供應(yīng)鏈的轉(zhuǎn)移、環(huán)境監(jiān)管的強(qiáng)化、市場(chǎng)的劇烈波動(dòng)。鎳行業(yè)過去40余年的歷史證明,鎳是極具韌性的,它將繼續(xù)塑造未來。
新一代鎳生產(chǎn)企業(yè)
聚集印度尼西亞
在鎳行業(yè)發(fā)展史上,硫化鎳礦是最早進(jìn)行商業(yè)化開采的。傳統(tǒng)的鎳礦生產(chǎn)企業(yè)主要在硫化鎳礦賦存較多的北半球生產(chǎn)原鎳產(chǎn)品。
印度尼西亞成為“新一代鎳生產(chǎn)企業(yè)”的聚集地是幾個(gè)方面因素共同作用的結(jié)果:(1)印度尼西亞具有紅土鎳礦富集的天然優(yōu)勢(shì);(2)HPAL和RKEF技術(shù)完善,能夠以經(jīng)濟(jì)上可行的成本開采總體品位相對(duì)較低的紅土鎳礦;(3)印尼相對(duì)可行的投資環(huán)境和相對(duì)便利的人員流動(dòng)政策;(4)印尼2014年開始禁止或嚴(yán)格限制出口未經(jīng)加工的鎳礦石產(chǎn)品。
鎳生產(chǎn)過程ESG問題備受關(guān)注
在過去的40余年中,隨著法規(guī)強(qiáng)化和公眾期待的轉(zhuǎn)變,鎳生產(chǎn)過程的環(huán)境和社會(huì)考量成為關(guān)注核心。在一些環(huán)境法規(guī)嚴(yán)格的領(lǐng)域,鎳生產(chǎn)企業(yè)需要投入巨資來控制大氣和水污染。在一些可以獲得市場(chǎng)準(zhǔn)入的地區(qū),鎳冶煉企業(yè)可以捕集二氧化硫并轉(zhuǎn)化成硫酸來獲得副產(chǎn)品收益,但在無法獲得此類市場(chǎng)準(zhǔn)入的地區(qū),一些鎳冶煉企業(yè)不得不停止生產(chǎn)。不少鎳生產(chǎn)地區(qū)在污水處理和礦區(qū)復(fù)墾方面有顯著進(jìn)步,但是尾礦庫的管理和碳排放的挑戰(zhàn)依然需要全體利益相關(guān)方的共同努力。
鎳行業(yè)的未來展望
新的鎳資源增量有賴于技術(shù)進(jìn)步和法規(guī)變革。理論上講,全球擁有充足的陸上鎳資源——包括硫化鎳礦和紅土鎳礦,來滿足人類社會(huì)發(fā)展的需求。雖然通過持續(xù)勘探發(fā)現(xiàn)新硫化鎳礦的可能性依然存在,但是它們通常深埋地下難以發(fā)現(xiàn)。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)已經(jīng)被用來提升探礦能力。以深海礦物結(jié)核(deep-sea modules)和熱液結(jié)殼(hydrothermal crust)形式存在的?;囐Y源潛力不錯(cuò),但是由于缺乏國際上協(xié)商一致的法規(guī)框架體系,開發(fā)受限。
原鎳生產(chǎn)技術(shù)有保持創(chuàng)新的潛力。通過借鑒其他行業(yè)已經(jīng)驗(yàn)證的方法,比如先進(jìn)的銅行業(yè)冶煉技術(shù),鎳生產(chǎn)加工技術(shù)有望繼續(xù)完善。硫化鎳礦的加壓氧化浸出(pressure oxidative leaching)技術(shù),可能從目前單一投產(chǎn)項(xiàng)目擴(kuò)展到其他項(xiàng)目。紅土鎳礦的堆浸(heap leaching)技術(shù)持續(xù)吸引市場(chǎng)興趣,雖然目前僅在巴西進(jìn)行小規(guī)模商業(yè)化運(yùn)營(yíng),但未來幾年有望進(jìn)入規(guī)?;a(chǎn)。其他創(chuàng)新性技術(shù),如精磨低溫浸出技術(shù)(fine grinding low temperature leaching)、HPAL浸出液直接溶劑萃取技術(shù)(direct solvent extraction from HPAL leach liquors)、直流電腐殖土層紅土鎳礦冶煉技術(shù)(direct current saprolite smelting)等尚未取得商業(yè)化成功。即便如此,對(duì)更好經(jīng)濟(jì)性和ESG績(jī)效的追求依然會(huì)驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。
鎳應(yīng)用領(lǐng)域可以拓寬深化。雖然全球已售出不銹鋼、合金和電池中含有大量未來可以循環(huán)利用的鎳,但是,鎳生產(chǎn)依然有持續(xù)增長(zhǎng)的預(yù)期。由于含鎳產(chǎn)品壽命很長(zhǎng),完全依賴現(xiàn)有鎳自我循環(huán)的供應(yīng)鏈數(shù)十年后才有可能實(shí)現(xiàn)。然而,利用生物浸出技術(shù)(bioleaching)對(duì)歷史尾礦回收的興趣有增無減,雖然這種回收僅占鎳供應(yīng)鏈的極小一部分。
ESG工作需要提升透明度的嚴(yán)肅性并加大實(shí)質(zhì)性投資。整個(gè)礦業(yè)的脫碳行動(dòng)也會(huì)影響鎳生產(chǎn)項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)。在可行的礦區(qū),鎳生產(chǎn)企業(yè)被要求使用可再生能源并對(duì)設(shè)備進(jìn)行電動(dòng)化。然而,很多鎳冶煉企業(yè),尤其是脫離全國性電網(wǎng)和依賴燃煤發(fā)電的礦區(qū),在低碳能源轉(zhuǎn)型領(lǐng)域面臨巨大障礙。水電和核電利用僅是遠(yuǎn)期設(shè)想,其資本密集型的特點(diǎn)決定了其僅在少數(shù)地區(qū)可行。紅土鎳礦冶煉企業(yè)高度依賴碳基燃料和還原劑,其脫碳挑戰(zhàn)特別突出。在紅土鎳礦生產(chǎn)加工密集的地區(qū),綠氫幾乎不能在短期內(nèi)發(fā)揮作用。在溫室氣體減排方面,硫化鎳礦項(xiàng)目正積極投資硫捕集(sulfur capture)來減少污染,追求更高標(biāo)準(zhǔn)的ESG績(jī)效動(dòng)力持續(xù)強(qiáng)勁。
鎳供應(yīng)鏈和價(jià)值鏈全球化不可逆轉(zhuǎn)。雖然印度尼西亞在過去的10多年成為“新一代鎳生產(chǎn)企業(yè)”的聚集地,但是印尼本地的市場(chǎng)并不能消化如此巨大的原鎳產(chǎn)量。在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間,原鎳的生產(chǎn)地和含鎳產(chǎn)品的消費(fèi)地還將保持實(shí)質(zhì)性的錯(cuò)位。鎳的供應(yīng)鏈包括鎳的眾多價(jià)值鏈都是全球化的,鎳的貿(mào)易流和物質(zhì)流不會(huì)在任何一個(gè)國家的邊境線上停止腳步。鎳在被加工成不銹鋼、電池、電動(dòng)車、機(jī)械設(shè)備、餐廚用具之后,需要在全球市場(chǎng)進(jìn)行銷售。所有的鎳生產(chǎn)企業(yè),包括傳統(tǒng)的鎳生產(chǎn)企業(yè)和新一代鎳生產(chǎn)企業(yè),都應(yīng)該擁抱國際鎳協(xié)會(huì)自1980年以來構(gòu)建的全球化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),共同塑造各國的法規(guī)和政策,確保含鎳產(chǎn)品既能夠進(jìn)入歐美等高附加值市場(chǎng),又能開拓印度、非洲、拉美等新興市場(chǎng)。國際鎳協(xié)會(huì)是全球性行業(yè)協(xié)會(huì),鎳生產(chǎn)企業(yè)的商業(yè)運(yùn)營(yíng)也是全球化的,全球化的合作,可以讓鎳行業(yè)持續(xù)進(jìn)步,繼續(xù)賦能全球低碳化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
歷史教訓(xùn)告訴人們,多數(shù)時(shí)候,人們總是忽視從歷史中汲取智慧。但如果人們足夠尊重鎳行業(yè)的歷史與知識(shí)積累,未來之路,便會(huì)在歷史的回響中愈加清晰。
責(zé)任編輯:任飛
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