红土镍矿是如何变成电池级硫酸镍的？

据美国地质勘查局（USGS）2022年发布的报告，全球探明的陆地基础储量至少有3亿吨镍（平均约0.5%或以上镍含量）。

陆基镍矿主要分为硫化镍矿和氧化镍矿。硫化镍矿约占陆基镍资源储量的40%，主要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚等国家，硫化镍矿品位较高，成分相对简单，处理工艺也相对成熟，但资源量较少;氧化镍矿约占陆基镍资源储量的60%，主要分布在赤道南北纬30度以内的印度尼西亚、菲律宾、巴西等热带国家，因矿石中富含Fe2O3而显红色，所以又称红土镍矿。

全球陆基镍资源储量分布情况（来源：米寰鹏等，《印度尼西亚镍矿资源及利用概况》）

红土镍矿垂直分带

红土镍矿垂直分带明显，以印尼红土镍矿为例，按化学元素成分和内部地质结构区分，自上而下，依次为红土带--腐岩带--岩带，各带的特征如下:

（1）红土带：上部为紫红色铁帽层，出现大量胶结成粘粒状或团块状的铁氧化物，主要矿物有褐铁矿、赤铁矿以及少量的次生石英和高岭土等。中下部为疏松多孔状的发育黄色铁质矿层，主要矿物有针铁矿、褐铁矿以及少量基岩的风化残留碎块。红土带整体上主要由褐铁矿组成，具有高铁低镁的特点。

（2）腐岩带：主要呈现为绿色，上部为粒度较细的风化矿物层，向下混杂的基岩风化-半风化碎块逐渐增多，主要矿物有蛇纹石等镁铁层状硅酸盐类矿物，沿裂隙或节理多见浸染状翠绿色硅镁镍矿。腐岩带是主要的含镍矿层。

（3）基岩带：为暗绿色、棕灰色、灰黑色橄榄岩。岩石裂隙和节理中可见少量的浅绿色硅酸镍细脉，主要矿物有橄榄石、蛇纹石。

印度尼西亚红土镍矿垂直分布（来源：米寰鹏等，《印度尼西亚镍矿资源及利用概况》）

硫酸镍简介

工业硫酸镍行业标准HG/T28242009中，将硫酸镍按用途分成两类：

I类：主要用于镀镍和其他工业用

II类：主要用于蓄电池的生产（允许有一定的含钴量）

硫酸镍的生产原料主要有以下５种：（1）高冰镍；（2）红土镍矿冶炼中间产品氢氧化镍钴（MHP）和镍钴混合硫化物（MSP）；（3）镍粉和镍豆；（4）废料回收，包括冶炼、电镀、机械加工、废旧电池（镍氢电池、镍镉电旭、理离子电池、镍酸锂电池等；（5）铜冶炼副产硫酸镍。

红土镍矿生成电池级硫酸镍

红土镍矿生成电池级硫酸镍的方法主要有2大类：火法工艺、湿法工艺。火法工艺适于处理镍品位较高的腐岩型红土镍矿；湿法工艺适于红土带中的镁含量较低、镍含量较低的褐铁矿型红土镍矿。

现有工业化生产中，上述两种工艺具体表现为4种路径：

红土镍矿生成硫酸镍的四种供应路径（来源：研之有财，《公司研究｜小金属系列之华友钴业的“押注”》）

（1）以瑞木、华友为代表的湿法高压酸浸路径：上层低品位红土镍矿的湿法冶炼-MHP等湿法中间品-硫酸镍+硫酸钴（湿法工艺）。

红土镍矿湿法工艺中钴作为副产物，抵扣镍的成本。中冶端木公司产品为MHP，华友印尼项目资源的镍品位约1.2%，钴0.15%，显著优于瑞木在巴新的资源（1%左右），在冶炼成本端具备显著优势。

（2）以PT Vale为代表的下层高品位红土镍矿的火法冶炼硫化到低冰镍-高冰镍-硫酸镍，火法前硫化路径（火法工艺）。

该路径下层高品位红土镍矿为原料，包括回转窑干燥-回转窑预还原焙烧-电炉还原熔炼-P-S转炉硫化-吹炼等核心步骤。该路径在回转窑出料口喷入熔融硫进行硫化，该反应为放热反应，得以使矿热炉+P-S转炉中对起始反应温度的要求更低，可以相较青山系路径节省电力。

（3）以青山系为代表的下层高品位红土镍矿的火法冶炼-镍铁-高冰镍-硫酸镍，火法后硫化路径（火法工艺）。

以下层高品位红土镍矿为原料，包括回转窑干燥-回转窑预还原焙烧-电炉还原熔炼-P-S转炉硫化-吹炼等核心步骤。青山自身、盛屯友山项目、华友华科项目，均是采取该路径。

（4）以中伟为代表的富氧侧吹方式，用熔炼炉替代电炉，对原材料的适用度高，增加热反应效率，核心在于硫化方式的改变（火法工艺）。

中伟股份在印尼投建的火法高冰镍项目中青新能源或采用富氧侧吹技术。而后伟明集团、盛屯矿业纷纷宣布将在印尼投资相似路线的工艺。富氧侧吹与传统的红土镍矿火法-高冰镍的技术路径核心区别在于用熔炼炉替代电炉，改变硫化方式。通过富氧侧吹方式将氧气、硫化、煤等喷入熔炼炉中，替代了传统用电来进行加热的方式。

结语

过去十年红土镍矿火法冶炼-镍铁-不锈钢一体化通路成就青山，华友则将在红土镍矿-锂电材料领域塑造超高壁垒。

红土镍矿湿法冶炼、富氧侧吹、火法-高冰镍路径均有利于补充电池用镍来源，作为红土镍矿资源利用的有效方式，创造收益并有望为产业链降本。相较而言，红土镍矿湿法冶炼-电池用镍钴方向具备更突出的优势。湿法路径在成本（以及潜在成本上涨方面）显著优于火法，并且在碳排放方面较火法有巨大优势。未来火法-高冰镍-硫酸镍路径定义硫酸镍边际成本，而低成本的湿法路径至少赚取低于火法路径成本部分的超额收益。

参考资料：

1、电池百人会-电池网 ，《拥镍为王！一周内全球两大动力电池上市公司印尼巨资谋镍》

2、李庆荣，《印尼红土镍矿开采工艺技术的完善与优化》，印尼金川WP有限公司

3、米寰鹏等，《印度尼西亚镍矿资源及利用概况》，中国有色金属建设股份有限公司

4、杜光焱，《硫酸镍生产工艺及市场前景分析》，金川集团股份有限公司 

5、研之有财，《公司研究｜小金属系列之华友钴业的“押注”》

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