做镍和有色产业链,这几大知识必须烂熟于心解析.doc

?一、镍的基本情况介绍 ? ??1.1 镍的自然属性 ? ? 陨石中包含着铁和镍，早期它们被作为上好的铁使用。因为这种金属不生锈，它被秘鲁的土著看作是银。一种锌镍合金被叫做白铜，在公元前 200 年的中国被使用。有些甚至延伸到了欧洲。在 1751 年，工作于斯德哥尔摩(瑞典首都)的 Alex Fredrik Cronstedt 研究一种新的金属——叫做红砷镍矿(NiAs)——其来自瑞典的海尔辛兰的 Los。他以为其包含铜，但他提取出的是一种新的金属，他宣布并命名为 nickel(镍)于 1754 年。许多化学家认为它是钴，砷，铁和铜的合金——这些元素以微量的污染物出现。直到 1775 年纯净的镍才被 TorbernBergman 制取，这才确认了它是一种元素。 金属镍，元素符号 Ni，银白色铁磁性金属，原子量为 58.71，密度(20C)为 8.9 克/立方厘米，熔点为 1455℃，沸点为 2915℃，低温时，镍具有良好的强度和延展性。常温下，镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，阻止继续氧化。镍同时具有很好的物理化学性质，因此主要应用领域是作为合金元素用于生产不锈钢、高温合金钢、高性能特种合金、镍基喷镀材料。不锈钢广泛应用于民用产品和建筑装饰；镍基合金用于制造喷气涡轮，发电机涡轮；含镍的结构钢、耐酸钢、耐热钢应用于化工、石油机械制造业；镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层；铝镍钴合金是重要的磁性材料，广泛用于仪器仪表等领域；在化学工业中，镍常用作氢化催化剂；镍与铂钯一样，能吸收大量的氢，镍和稀土合成的储氢合金，以及泡沫镍广泛应用于生产镍氢、镍镉电池，含镍钴的三元材料是锂离子电池的重要原料，因此镍也是清洁高效的二次电池原料。 1.2 镍的生产 镍矿可以通过两种方法制镍。一种是硫化镍矿工艺流程，其主要采用火法冶炼方法；另一种是红土镍矿工艺流程，主要有湿法冶炼和火法冶炼两种方法。火法工艺过程由于冶炼过程中能耗高、成本高的原因所以目前主要是处理高品位的红土镍矿，湿法虽存在着工艺复杂、流程长、对设备要求较高等因素，但是他与火法工艺相比，具有能耗低、金属回收率高等优点。特别是湿法工艺发展的近几十年，加压氨浸出技术的进步和新的湿法流程的发现，是红土镍矿冶炼的重心由火法专项湿法。 图 1：硫化镍矿生产工艺流程 图 2：红土镍矿生产工艺流程 资料来源：方正中期研究院 镍在自然界主要是以氧化物和硫化物的形势存在。目前世界上开采的镍矿有硫化矿和氧化矿。海底锰结核中也赋存镍。硫化矿中最主要的镍矿物为镍黄铁矿[(Ni，Fe)9S8]和含镍磁硫铁矿[(Ni，Fe)xSy]，通常伴生有黄铜矿(CuFeS2)。此外硫化镍矿物常伴生不同数量的钴、金、银和铂族金属。中国、加拿大、苏联、澳大利亚、博茨瓦纳都有较大的硫化镍矿，其中以加拿大的镍矿为最大。氧化矿中的镍矿物主要为含水镍镁硅酸盐[(Ni，Mg)SiO3?nH2O]，一般都含有钴，但几乎不含铜和铂族金属。新喀里多尼亚有世界最大的氧化镍矿；古巴、印度尼西亚、菲律宾、巴西、多米尼加和中国西南部也有较大的氧化镍矿。 1.3 镍的主要消费领域 图 3：2014 年镍消费结构 资料来源：安泰科；方正中期研究院 1.3.1 不锈钢、高温合金钢、高性能特种合金 由于含镍的不锈钢既能抵抗大气、蒸汽和水的腐蚀，又能耐酸、碱、盐的腐蚀。故被广泛地应用于化工、冶金、建筑等行业，如制作石油化工、纺织、轻工、核能等工业中要求焊接的容器、塔、槽、管道等；制造尿素生产中的合成塔、洗涤塔、冷凝塔、汽提塔等耐蚀高压设备。根据含镍比例不同，含镍不锈钢主要分为以下几种：奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体双相不锈钢，沉淀硬化不锈钢。因此按照 2014 年不锈钢产量 2150 万吨计算不锈钢中原生镍消费量 75 万吨，同比增加 5%，占到全部镍产量的 83%左右。 合金钢也称特种钢。因其元素组成配比不同，种类也各有不同，镍的参与能够提高合金刚的强度，保持其良好的塑性和韧性。含镍合金钢主要应用于制造化工生产上的耐酸塔、医疗器械，日常用品，及用于改造桥梁、修造军舰等机械制造、交通运输和军事工业等。 1.3.2 含镍电池、镍基合金领域 镀金属镍还被应用到电池领域，主要有镍-氢电池、镉-镍电池还和镍-锰电池等。近年来发展最迅速的是应用日趋实用化的 MHx-Ni 蓄电池，其优点是无毒绿色无污染，电池储量比镍镉电池多 30%，比镍镉电池更轻，使用寿命更长，缺点是价格比镍镉电池要贵，性能比锂电池差。主要应用于移动通讯，笔记本、录像机等领域同时也用于军工、国防、高科技等领域。以此类电池作为动力的汽车也已投入市场。 镍基合金是指在 650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能可细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金