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我国火法冶炼红土镍矿进展
 
 

一、国内外镍矿资源、生产、供需、价格的背景述评

(一)资源/储量

2006年底,全国查明资源储量801.39万吨。查明资源储量中基础储量272.72万吨(其中储量231.87万吨),资源量528.67万吨。

新中国成立以来至2006年累计查明属资源/储量972.29万吨,其中基础储量433.33万吨。查明资源/储量数量增长最快的时期是1962年到1975年。1976年到2005年期间查明资源/储量数量增长减缓。20世纪80年代以后找矿难度加大。根据对国内基性-超基性岩体区域调查和普查找矿的结果,近期难以在近地表发现大批新的大型镍矿床。

(二)产量

从1955年至2007年,中国矿山共生产镍82.78万吨,冶炼厂共生产精炼镍90.73万吨(图1),它们都产自硫化铜镍矿床。2004年以前矿山产量和冶炼生产能力相当,主要使用国内矿山生产的原料冶炼镍,2005年开始从国外进口原料以满足冶炼生产能力的需求(表l)。 

(三)消费

2006年中国镍消费量达到19.29万吨。2000年以前国内原料可满足国内消费的需求,从2001年开始由于国内不锈钢和电池产量快速增加,国内原料不能满足国内消费的需求,2000~2006年间消费量的年均增长率为23.75%,国内原料的自给率从90%决速下降到40%左右,缺口靠进口补充(表2)。 

(四)需求

1990~1999年中国不锈钢产量始终徘徊在25万~40万吨,镍/钢比值为0.04%,与世界平均镍/钢比值0.11%和工业发达国家的比值0.16%~0.23%有很大差距。新世纪伊始中国开始进人规?;恍飧纸锥?,产量快速增长,2002年120万吨,2003年180万吨,2004年275万吨,2005年387万吨,2006年536万吨。根据目前国内钢厂发展规划的统计,2010年我国不锈钢产量将可能达到600万~900万吨。仅根据中国不锈钢产量数据测算,2010年中国镍的消费量将达到24万~36万吨。

(五)世界镍矿资源储量

2006年世界镍储量为6400万吨,储量基础为14000万吨。目前世界陆地探明的镍储量可以满足未来几十年内生产的需求。

世界镍储量主要集中分布在古巴、加拿大、俄罗斯、新喀里多尼亚、印度尼西亚、南非、澳大利亚、中国和巴西等国家,它们约占世界镍总储量的91%。

世界陆地已查明镍平均含量接近(或大于)1%的镍矿资源量为1.30亿吨。其中60%属于红土型镍矿床,其中、伴生矿产主要是和铁,主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾、巴西、哥伦比亚和多米尼加等国家;40%属于岩浆型铜镍硫化物矿床,其共、伴生矿产较多,主要有铜、钴、族、金、、、钢、、硫、、蹄等,主要分布在欧、亚、非、澳和北美洲的古老地盾区、中生代凹陷区和古生代地槽褶皱带的岩浆侵入岩体中,这些侵入体多受旁侧的深大断裂控制,如加拿大、俄罗斯、澳大利亚、中国、南非、津巴布韦和博茨瓦纳等国家的铜镍矿床。另外,大洋深海底和海山区的结核和锰结壳中还含有大量镍资源,其主要共、伴生矿产是铜、钴和锰,主要分布于太平洋海底。

(六)世界镍矿生产

2006年世界矿山的镍产量为141.69万吨,精炼镍产量为133.01万吨。其中约有60%产于岩浆型铜镍硫化物矿床,大多为坑采,采用火法冶炼,由于其中可供当前工业综合回收利用的共、伴生矿产多,主要铜、铂族、金、银和硫等,故生产成本较低;另外的40%产自于红土镍矿床,为露采,无需选矿,采用高压酸浸或氨浸法冶炼,由于其中可供当前工业综合回收利用的共,伴生矿产只有钴,因此目前生产成本普遍高于前者。

现今世界镍的消费量增长速率高于矿山产量的增长速率。尽管目前世界陆地探明的镍储量可以行满足未来几十年内生产的需求,但2007年没有大型镍矿投产。亚洲矿产资源公司(Asian Mineral Resources)控股90%和机械工程(Mechanica Engineering)控股10%的越南Ban Phuc镍矿预计采矿许可证将在2007年1季度颁发,在5年的矿山寿命期内可产镍2.12万吨、铜0.99万吨,选出的精矿用卡车运至海防港。2008~2010年全球计划开发的镍矿7处,合计约有镍储量/资源量1400万吨,倘若都能如期开工,总生产能力为镍28万吨/年,详见表3。 

(七)国外红土镍矿的开发利用现状

目前国外利用湿法冶炼红土镍矿,鉴于红石的成分不同,往往采用不同的方法和流程,还原焙烧-氨浸、高压酸浸、常压浸出、堆浸等。

到目前为止,古巴Moa Bay红土镍矿是利用浸法提取镍最成功的实例。西澳大利亚建设的3个高压酸浸红土镍矿项目都在1998年晚期投产。1期生产能力分别为:Murrin Murrin 45000吨镍/年;Cawse8000吨镍/年;Bulong9000吨镍/年;2期生产能力为:Murrin Murrin100000吨镍/年。但目前生产技术难关尚未完全解决,只有解决了生产技术问题后,3个矿山的产量才能达到设计生产能力。巴布亚新几内亚的Ramu是我国正在投资建设的大型红土镍矿项目,此外正在建设的矿山还有新喀里多尼亚的Goro和澳大利亚的Ravensthorpe。

(八)消费和价格

2006年世界精炼镍消费量为137.67万吨。由于不锈钢和耐热钢约占镍消费量66%(世界不锈钢产量增加10%,镍消费量增加1%),因此不锈钢产量是镍需求量的标志之一。2005年世界不锈钢产量为2432万吨,2006年为2836万吨。其中中国产量快速增长,2005年中国产量为387万吨,2006年为536万吨。

2003年世界经济开始复苏,2004~2006年持续向好,不锈钢产量持续上升,特别是中国,镍消费量快速增加。近年来由于航天、航空器制造业和电子制造业的快速发展,镍基合金、铜基合金和镍电池(NiCad和NiMH)领域镍的消费量快速增加。因此从长期趋势看,S世界镍消费量仍将呈增长态势。

2004~2006年世界镍需求量快速增加,市场供应不足。国际市场镍价持续大幅上扬(图2),引起生产者和消费者的高度关注。2006年产量增加,基本上已经和消费量持平,但是由于2007年可增加的产量有限,在这种供应预期的情况下,2007年5月镍价飘升至25美元/磅。业内人士惊呼:“镍已跻身于贵金属行列!”参照同期生产成本(硫化镍矿生产镍的经营成本为2~3美元/磅,红土镍矿则为3~5美元/磅),市场镍价已处于疯狂炒作的浪尖上。

二、我国火法冶炼红土镍矿的崛起

(一)我国火法冶炼红土镍矿的现状

拥有自主知识产权的红土镍矿经高炉冶炼镍生铁的发明专利及生产出大批镍生铁的实际成效是我国和世界镍金属生产技术的重大突破。技术变革及其快速进人生产应用领域,成功狙击了国际市场的疯狂炒作,2007年6月国际市场镍价大幅下降(图2)。 

在市场高镍价的情配下,2005年开始,国内民营企业开始利用炼钢高炉转产冶炼红土镍矿矿石生产镍生铁。经过10年试验,2006年3月由刘光火先生发明,并以其儿子刘沈杰名字向我国国家知识产权局申请的发明专利—红土镍矿经高炉冶炼镍生铁工艺技术的全部资料,由国家知识产权局予以公开发布。从海关进出口统计资料看,同年1月和2月红土镍矿进口量分别只有1.8万吨,3月以后我国民营企业开始大规模利用从菲律宾和印度尼西亚进口的红土镍矿矿石冶炼镍生铁,此后进口矿石量逐月增加,到年底利用进口矿石约300多万吨,产出镍生铁的含镍量约3万吨。2007年全国生产镍生铁的中小企业达到100多家,1~9月进口矿石1200万吨左右,目前许多矿石积压在港。

(二)我国火法冶炼红土镍矿现存问题和发展

目前我国中小企业生产的镍生铁的含镍量多在4%~8%,只能用作冶炼不锈钢的配料,在冶炼不锈钢时,尚需加人一定量的精炼纯镍。只有提高技术使镍生铁中的含镍量达到12%~15%,才能在冶炼不锈钢时完全替代纯镍。这就是产生矿石积压在港口的原因,也是今后民营企业需要攻克的技术难关。据最新资料,个别技术先进的企业已经可以生产出镍含量10%以上的镍生铁了。

在众多的民营企业中,最大的、技术水平最高的企业是浙江青山控股集团。浙江青山控股集团的青浦镍生铁项目使用的生产流程为:矿石→矿石+生水→烧结→烧结矿石冷却破碎→烧结破碎矿石+石灰石+焦炭→高炉冶炼→铸锭→铸锭精整包装。产品为镍铁(镍含量4%~7%),产量18万吨/年。另外,该集团正在印尼OBI岛筹建镍生铁新项目,图谋在海外创业和发展。

三、结语

我国使用火法利用红土镍矿冶炼镍生铁,使不锈钢生产原料构成发生了重大变革,改变了全球不绣钢生产原料镍的供需格局,也改变了世界不锈钢产业的格局。低成本利用矿石质量较差的红土镍矿资源,符合资源节约型的历史发展趋势,翻开了我国不锈钢生产史的新篇章。

目前高炉法的低品位产品市场容量已经饱和,加快发展10%以上品位的回转窑+矿热炉工艺,可以进一步扩大红土矿火法镍的市场容量。到周边红土镍矿资源国家建立镍生铁冶炼企业,可降低运输成本,降低国内能耗,减少国内工业污染。