硫酸鎳有無水物、六水物和七水物三種,商用多為六水物,有α-型和β-型兩種變體,前者為藍色四方結晶,后者為綠色單斜結晶。按照產品分類,可以分為電鍍級硫酸鎳(Ni質量分數≥21%,Co質量分數≤0.05%)與電池級硫酸鎳(Ni質量分數≥22%,Co質量分數0.4%)。前者應用于電鍍工業與電池工業中,是電鍍鎳和化學鎳的主要鎳鹽,也是金屬鎳離子的來源,能在電鍍過程中離解鎳離子和硫酸根離子;后者是生產三元前驅體重要原料之一。
硫酸鎳的下游需求領域
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從生產原料來看,硫酸鎳的生產路線主要包括五條:硫化鎳礦→高冰鎳→硫酸鎳;硫化鎳礦→精煉鎳→硫酸鎳;紅土鎳型礦→濕法冶煉鎳中間品→硫酸鎳;紅土型鎳礦→火法冶煉鎳鐵→高冰鎳→硫酸鎳;回收鎳產品→再加工→硫酸鎳。硫酸鎳的主要原料來源于品位較高的硫化鎳礦,近年來開始使用紅土鎳礦作為原料,一方面是由于紅土鎳礦開采歷史較短,資源豐富,生產的鎳生鐵相對過剩,由鎳生鐵至高冰鎳的技術已成熟;另一方面隨著硫化鎳礦儲量的不斷減少,品位下降,開采和冶煉成本隨之增加,供應難以滿足需求。因此,隨著中間品加工技術的突破,低品位紅土鎳礦可以通過濕法冶煉鎳中間品生產硫酸鎳,較高品位的紅土鎳礦通過生產鎳生鐵轉產高冰鎳,進而生產硫酸鎳。
硫酸鎳主要生產路線
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以往的鎳資源主要用于生產不銹鋼,近年來在鋰電池市場需求快速增長的背景下,鋰電池對于鎳資源的需求大幅增長,鎳通常以硫酸鎳的形式進入電池產業鏈,可應用于三元動力電池及傳統的鎳鎘、鎳氫電池領域,在三元動力電池領域,主要用于加工生產三元前驅體,在三元鋰電池的高鎳化趨勢下,電池級硫酸鎳需求將持續增長,自2018年起我國硫酸鎳產值呈持續增長態勢,2021年國內硫酸鎳產值達416.6億元,同比增長141.65%。
2018-2021年中國硫酸鎳產值統計