印尼每年開采多少紅土鎳礦燒結機

A. 1.7品位的紅土鎳礦算高鎳嗎，高、中、低鎳的Ni含量具體是多少，謝謝各位啦

紅土鎳礦產地是印尼和菲律賓。品位高的有鎳含量4以上的，這個品味的一般都被日本采購了。我國能采購到的正常鎳含量是在1.8到2之間。也就是這個區間是目前我國紅土鎳礦市場上的主流。

B. 鎳鐵合金的工藝操作

鎳礦預處理
紅土鎳礦屬非結晶型礦種。不同鎳礦類型，成分波動范圍為：Ni 0.87%～3.85%，Fe 6%～50%，MgO 1.5%～32%，Si02 5%～58%，Al2o3 1%～15%，P 0.000 4%～0.000 2%，S 0.00l%～0.08%。 紅土鎳礦另一個特點是水分較高，尤其是中國紅土鎳礦主要進口國菲律賓和印尼兩國氣候多雨潮濕，鎳礦中水分基本在30~35%范圍波動。為確保鎳鐵冶煉爐況穩定，鎳礦在入爐前必須進行脫水，造塊處理。不同的鎳鐵生產廠家對入爐前鎳礦的脫水燒結處理普遍使用如下幾種預處理方式：
①回轉窯烘乾→造塊→回轉窯高溫脫水、預熱。
②回轉窯烘乾→造塊→豎爐燒結、預還原。
③回轉窯烘乾→脫水、燒結（包括預還原）。 不同的鎳礦處理工藝的投資費用及工藝操作難度不同，對整個鎳鐵冶煉工藝綜合能耗及產品質量的影響也有所不同，因而，隨著中國鎳鐵生產的規模化，選擇何種鎳礦預處理方式，值得分析。
硫化鎳精礦的火法冶煉
硫化鎳精礦的火法冶煉流程如圖29－2所示。其主要工藝特點如下：
（1）熔煉。鎳精礦經乾燥脫硫後即送電爐（或鼓風爐）熔煉，目的是使銅鎳的氧化物轉變為硫化物，產出低冰鎳（銅鎳鋶），同時脈石造渣。所得到的低冰鎳中，鎳和銅的總含量為8%－25%（一般為13%－17%），含硫量為25%。
（2）低冰鎳的吹煉。吹煉的目的是為了除去鐵和一部分硫，得到含銅和鎳70%－75%的高冰鎳（鎳高硫），而不是金屬鎳。轉爐熔煉溫度高於1230℃，由於低冰鎳品位低，一般吹煉時間較長。 （3）磨浮。高冰鎳細磨、破碎後，用浮選和磁選分離，得到含鎳67%－68%的鎳精礦，同時選出銅精礦和銅鎳合金分別回收銅和鉑族金屬。鎳精礦經反射爐熔化得到硫化鎳，再送電解精煉或經電爐（或反射爐）還原熔煉得粗鎳再電解精煉。 （4）電解精煉。粗鎳中除含銅、鑽外，還含有金、銀和鉑族元素，需電解精煉回收。與銅電解不同的是這里採用隔膜電解槽。用粗鎳做陽極，陰極為鎳始極片，電解液用硫酸鹽溶液硫酸鹽和氯化鹽混合溶液。通電後，陰極析出鎳，鉑族元素進入陽極泥中，另行回收。產品電鎳純度為99.85%－99.99%。
用火冶法處理氧化鎳製取鎳鐵和金屬鎳
硅酸氧化礦可以用火冶法熔煉，經還原、熔化和精煉得到鎳。還原時要爭取使氧化鎳完全變為金屬鎳。熔化時流言蜚語鎳鐵將同較輕的渣分開。鎳鐵的含鎳量取決於部分還原過程的選擇能力。採用焦炭作還原劑，也可採用硅鐵作還原劑。為了除去粗鎳鐵中的雜質碳、硫、磷和鉻，必須進行精煉。
在電爐中用碳直接部分還原煉制鎳鐵 在礦熱爐中採用碳熱法將礦石還原成鎳鐵，隨後進行精煉。
所用礦石的成分為：Ni2.8%,CoO0.06%,Fe13%,Cr2O32%,MgO24%,SiO239%,化合水12%。這種礦石經乾燥後，放在回轉窯內預熱到750℃左右。重油的消耗量為每噸干礦石65-85L。在經預熱的熱礦石中，加入約4%的焦粉，然後即將這種混合料，放在還原電爐中冶煉。在礦熱爐的容量為12500kV.A，電極直徑1250mm，爐膛內徑11m。冶煉時每噸礦石的耗電量為600kW.h。每天可冶煉450t礦石，鎳鐵出爐溫度為1500℃，出渣溫度為1600℃。
爐料中90%以上的鎳回收到成分為Ni+Co24%，Si3%，C2%，Cr1.6%，P0.03%的粗鎳鐵中。
在鑄桶中用蘇打處理兩次而將硫除掉，在酸性轉爐中把鉻、硅、碳和磷吹掉。精煉好的鎳鐵大約1650℃時出爐， 鑄成約20kg重的錠塊。最終產品含Ni+Co29%，C0.02%，Cr0.02%，餘量為鐵。
用冶煉鎳鋶的方法製取鎳丸
採用的方法是，先將礦石作成球團，經燒結後同焦炭和石膏一起加到低爐身電爐中進行還原冶煉。硫酸鈣被還原後，與鎳和鐵反應生成硫化物。約含Ni27%，Fe60%，S10%的鐵鎳鋶，同附加料一起裝在轉爐中用空氣吹煉，使鐵渣化，成為約含有Ni78%，S22%的貧鐵鎳鋶。然後採用流化床法在回轉窯中將硫焙燒到0.005%以下。這種氧化鎳經磨細加糊加粘合劑混合後壓成3cm×2cm的圓柱形料塊。
為種料塊經乾燥後混加大量木炭，放在加熱的立式碳化硅馬弗爐中，於約1300下用一氧化碳還原，這種爐子與鋅豎罐法用的爐子相似。生產出鎳粒約含Ni99%，Cu0.07%，Co0.5%，Fe0.1%，C0.04%，S0.004%。
用硅鐵部分還原的方法冶煉鎳鐵
礦石經在回轉窯中乾燥後，進行分級，並除掉低品位的粗塊，這時的成分大致為：Ni1.65%，Co0.02%，Fe12%，SiO250%，MgO25%，Cr2O31.5%，Al2O31.3%，化合水7%。
乾燥的礦石經破碎後，篩出小於0.08mm的篩下料，並放在多層焙燒爐中進行預焙燒。篩上料則放在用煤氣加熱的回轉窯中，加熱到700℃左右，以除去水分和預熱礦石。加熱好的熱料即送到爐前料倉內，接著再從料倉將料裝入14000kV.A開口式電爐中，電爐自焙電極直徑約1000mm，並配有水冷爐壁。冶煉每噸礦石的耗電量約為760kW.h，電極消耗量為5kg。
往熔化的氧化礦和金屬的混合液中添加一種強還原劑，並將礦石、還原劑和液態金屬充分混合。還原劑採用含硅50%的硅鐵。熔池的攪動是通過在兩個鑄桶間的快速倒來倒去的方法實現的。
其還原順序如下：
（2Fe2O3）+[FeSi]=4(FeO)+(SiO2)+[Fe]
（2NiO）+[FeSi] =2[Ni]+[Fe]+( SiO2)
(2FeO)+[FeSi]=3[Fe]+(SiO2)
硅鐵中的鐵直接進入金屬相。來自前步工序的1650℃的液態礦石、硅鐵（1.5L/kg液態礦石中的鎳）和鎳鐵，採用在兩個鑄桶（叫做「跳轉混合器」）間倒來倒去的方法進行混合。同硅鐵的反應是放熱的，所以可防止溫度在混合時下降得過多。每操作一次可生產出400kg鎳鐵，因而在2500kV.A的電爐中要定期裝入4000kg精礦用的爐料。
粗鎳鐵含磷達0.4%，這些磷可在電弧爐中，採用氧化鈣含量很高的渣，用鐵礦石氧化成P2O5後除掉。液態鎳鐵用硅鐵脫氧後鑄成13kg重的錠，其大致成分如下，Ni48%,S0.005%,P0.01%,C0.02%,Cr0.02%，Si0.9%,Co0.5%，Cu0.1%，其餘為鐵。

C. 紅土鎳礦冶煉工藝技術的紅土鎳礦提取工藝

用紅土鎳礦提取鎳金屬有三種主要工藝，即濕法冶煉（電解法），火法冶煉（電爐法），火法冶煉（高爐法）。
目前我國新設工業項目已實行環保評估一票否決制度，因此首先從環保與循環經濟方面進行比較： 無論是電爐還是高爐，生產中產生的固體爐渣因已經高溫煅燒，經乾燥研磨即成為低強度的水泥，是水泥生產廠家生產標准水泥時最佳的填充劑，也是磚瓦廠生產磚瓦的優質原料，可100%得到循環使用；另外，高爐生產中使用的冷卻水，可建封閉冷卻水池循環使稿租用；高爐沖渣水也可沉澱後循環使用。因此火法冶煉產生的固體、液體廢棄物幾乎全部得到循環回收利用，在三廢中徹底解決了二廢，因此是我國鎳金屬提煉工業發展的方向。但無論是電爐還是高爐，對生產中產生的CO2排放尚沒有徹底解決的辦法，國際上也沒有解決此難題的報導。由於紅土鎳礦與一般鐵礦相比硫含量較低，因此生產中SO2排放較一般生鐵冶煉大大減少，但火法冶煉中對煤氣的回收利用，對粉塵的回收利用則是重點。其中電爐佔地面積小，較易處理；高爐則相對工程與投資量較大。我們應密切結合我國的實際，加速研究、制定整套火法冶煉鎳鐵的符合環保生產和循環經濟需要的設備、標准和工藝是當務之急。
電爐冶煉
主要以電為主要能源。一般人都認為電能清潔、方便，冶煉時不排放CO2，符合環保。我們應了解，如果所用的電是核電、風電、太陽能電，這觀點當然不錯。但事實是我國電爐冶煉絕大部分使用煤電，發電過程中產生大量CO2與廢氣，煤燃燒經鍋爐將水變成高溫、高壓蒸汽以氣體能帶動氣輪機轉動形成機械能，汽輪機的機械能再帶動發電機轉動形成電能。能量的形式每轉換一次，效率就降低一次；加之電能遠距離輸送的損耗，因此經層層損耗，電能至用戶電爐時每消耗一度電發出的熱量遠低於將發這一度電的煤炭直接投入高爐產生的熱量。因為投入高爐的焦炭是直接燃燒不經能量轉換而效率高。由於用電能和電爐冶煉同高爐相比必須達到同樣的溫度才能出鐵水，因此用電能與電爐冶煉耗電轉化為電煤的用量將高於用高爐用焦炭的用量，推而論之，用電能經電爐冶煉排放CO2總量將超過高爐冶煉。其次，高爐冶煉時以焦炭為能源，而將煤煉成焦炭過程可從煤中提取幾百種化工原料，公認是最經濟合理綜合利用煤資源的有效途徑。最後，電力生產投資大，焦炭生產投入少。因此，高爐生產鎳鐵比電爐生產在能源消耗與環保上更勝一籌。
從不同工藝的產品質量、價格與市場需求比較，濕法冶煉：能分別提煉出含量99.9%的鎳和鈷金屬，這是濕法冶煉最大的優勢。其產品純鎳是電鍍、電池、化工催化設備與特種不銹鋼特鋼的主要原料；純鈷是耐高強、高溫、高耐磨特鋼的主要原料。
濕法冶煉在我國歷史比較長，占我國鎳金屬產量比例較高。但純鎳的年產量已遠超過以上用途的年市場需求量。因此，目前相當大部分被轉用於300系列含鎳不銹鋼的冶煉。這真是高射炮打蚊子，有大材小用之嫌。由於濕法冶煉生產工藝投乎鄭資大，周期長，工藝復雜，成本較高而售價較高，使不銹鋼與特鋼生產企業對其是又愛又恨。愛其純度高，使用方便，產品質量有保證；恨其價格太高，使產品成本上升盈利降低，減少市場競爭能力，但這種狀態一時尚難以改變。
火法冶煉的電爐工藝：
能提煉出含鎳10~25%，含少量鈷與鉻的鎳鐵，可以代替純鎳成為冶煉300系列不銹鋼的鎳原料。因其以電作為主要熱能（一般需消耗7000~8000度電生產一噸鎳鐵），它不像高爐用焦炭作為熱源同時也把焦炭中的磷帶入產品中鍵頃兆，因此電爐產的鎳鐵磷含量應比高爐低，對縮短冶煉不銹鋼時間有利，因此廣受市場歡迎。但美中不足的是，我國電力供應持續緊張，我國對高耗電行業管制很嚴，而且生產企業所在地區一旦用電緊張，首當其沖是斷用電大戶電爐的電，使生產不正常。其次，電爐煉鎳鐵產量較低，單台2.5萬KW的電爐，每年產含鎳14%的鎳鐵為2.5萬噸左右，遠遠不能滿足近幾年我國不銹鋼產業井噴式發展對鎳金屬的大量需求；最後要說明，電爐冶煉含鎳15~25%，甚至更高含鎳量的鎳鐵並不是通過提高入爐鎳礦的鎳含量來實現，相反是通過減少鎳礦中鐵的還原來實現，這樣大量的未經還原的氧化鐵以爐渣排出（有時爐渣中鐵的含量竟高達20%以上），爐渣又被運到水泥廠做水泥或制磚廠做磚瓦。考慮到目前含鐵量65%的進口鐵礦市場價已達到一千幾百元一噸，大量的含鐵爐渣去做水泥或磚瓦實在是對資源的極大浪費。
電爐工藝生產的鎳鐵銷售價以含鎳量計，在市場純鎳價基礎上打一定折扣，其餘鐵、鈷、鉻奉送不計價，冶煉300系列不銹鋼相比用純鎳冶煉，每噸可下降成本3000~4000元。
火法冶煉高爐法：
能冶煉出含鎳1.5~10%並含少量鐵與鉻的鎳鐵，可以成為冶煉含鎳不銹鋼的基礎原料。由於礦價與海運費高和鎳鐵銷售僅以含鎳量計價的原因，除非客戶特別要求並給於升價，一般含鎳4%以下的鎳鐵已很少有廠家冶煉，市場上最受歡迎的是含鎳10%，含磷≤0.035%的鎳鐵，不銹鋼廠家只需要加入一定量鉻鐵即可冶煉成300系列的產品（低於鎳含量10%的鎳鐵去冶煉300系列不銹鋼還需加入一定量的純鎳或電爐產高鎳鎳鐵作調節）。因技術、礦的成分等原因，目前能生產以上成分的高爐不多。高爐冶煉鎳鐵的最大特點是產量高。一座208m3高爐年產量可達到4萬噸以上，由於需加入鉻鐵與高鎳鐵，6座這樣的高爐可滿足一家年產30萬噸304不銹鋼廠的基本鎳與鐵需求。
不銹鋼冶煉脫磷最難，高爐鎳鐵控制磷含量達到0.035%以下是關鍵。目前本公司已基本掌控了高爐內脫磷技術，我們的產品甚至比一些電爐冶煉廠家的產品鎳更高，磷更低。由於產量比較高，鎳含量一般比電爐冶煉低，銷售計價方式同電爐鎳鐵，但折扣系數更大些，每個鎳略低於電爐鎳價。綜上所述，以高爐鎳鐵為基本原料，以電爐鎳鐵為調節原料，是組成300系列不銹鋼原料的成本最低，供應量最有保障的最佳組合，是今後發展的方向。
高爐能煉生鐵，也能煉鎳鐵。鎳鐵和生鐵雖一字之差，卻分屬於鐵合金與普鐵二個行業，其所用礦成分、配方及冶煉工藝等有相當大的區別，將冶煉生鐵的一套觀念生搬硬套到鎳鐵冶煉上去是絕對錯誤的。
鎳鐵和生鐵礦的金屬含量有天壤之別：高爐冶煉生鐵如用進口含鐵65%礦，出一噸鐵產幾百公斤的渣；如煉含鎳7%的鎳鐵，一般需要消耗含鎳1.5%、含鐵20%左右的干礦5噸，濕礦為7.7噸左右，礦總金屬含量在21.5%左右，因此出1噸鎳鐵產4噸爐渣，幾乎是生鐵冶煉出渣的近十倍。渣口打開與出渣耗時、出渣次數明顯增加，工藝等必須作大的調整。
目前盛行煉生鐵大高爐是先進生產力，符合環保，小高爐是落後生產力，是污染大戶，必須淘汰，並把這一觀點生搬硬套到冶煉鎳鐵上來，其實這是天大的誤解。由於煉鎳鐵出渣是煉生鐵的很多倍，因此大型高爐不宜轉煉鎳鐵，因為出渣量實在太大，出渣口開放時間太長，影響爐溫，影響生產順行。從高爐每立方米爐容每天出鐵噸數來比較，一般100~200立方米的小高爐出鐵系數在3.4，即每立方米每天產鐵3.4噸，爐型、爐料和技術如果配合好，還可超過這一系數。相反，近年國內外大量投產的幾千立方米高爐，其出鐵系數僅在2左右徘徊，原因何在？
原來高爐大小是按爐容來衡量的，而爐容是長寬高的三維立體空間，是以長度單位米的3次方計量的，但高爐以頂部加入燒結礦與焦炭後逐步下降並燃燒，溫度逐步上升，直至某一個高度層面溫度才達到礦中氧化鐵在此溫度環境下還原流出鐵水，即主要的產鐵量主要是由層面面積大小決定的，而層面面積是以長度單位米的2次方計量，在米的數字大於1以後，米的二次方永遠小於米的三次方。因此說大高爐一定比小高爐好，在出鐵比上卻恰恰相反，雖然大高爐上環保設備比較經濟，人力成本分攤相對較低，但如果大高爐不裝節能環保設備同樣是污染大戶。
目前國內冶煉鎳鐵高爐一般均從煉鐵高爐改造而來，最大爐容沒有超過400m3，生產尚正常，但我們已發現爐容越大，生產越困難，單位容積每天出鎳鐵量越少的規律。實踐是檢驗真理的唯一標准，科學發展觀首先必須建立在科學的客觀的在實踐基礎上的調查研究上，才能保證在實事求是的基礎上制定新的政策。因此就高爐冶煉鎳鐵這一特定項目而言，說大高爐一定比小高爐好，甚至不經調查研究，拍腦袋下達新建鎳鐵高爐必須達到1000m3以上的標準是典型的反科學的行為，而且已造成十分嚴重的後果。舉個例子：我公司生產的產品以冷的鎳鐵塊運至我國主要的幾家不銹鋼廠供冶煉300系列不銹鋼用。其中一家不銹鋼冶煉廠去年因新建的一座幾千立方米的高爐即將投產，原有的二座各為700 多立方米的高爐將停爐，希望我公司將其改煉鎳鐵，本公司表示同意。
我們預計這二座完全符合國家鐵合金生產標準的高爐可年生產含鎳7%左右的鎳鐵水25萬噸左右，可直接入該廠轉爐及AOD爐煉成300系列不銹鋼。鎳鐵水熱裝熱送符合國家大力提倡的節能減排政策，與用冷的鎳鐵塊需用中頻爐熔化相比每噸可節省電費300~400元左右，以25萬噸計，每年可節省近一億元以上的電費，相當於每年節約用煤近7萬余噸，可減少排放CO220萬噸左右。但不久該廠說為完成節能減排指標此二座高爐必須拆除。去年年末，當一家著名報刊頭版刊登該廠二座700多立方米高爐被拆除，每年可減少排放多少萬噸廢氣時我只有痛心疾首，幾億元完全有使用價值的國家資產頃刻灰飛煙滅，而每年幾十萬噸冷的鎳鐵塊仍源源不斷的運往該廠加熱熔化煉成不銹鋼，而這一切均是在節能減排名義下進行的。

D. 從錢幣到電池 新能源化學元素巡禮：鎳

洪曉峰 編輯 技術學堂 2022-04-12 00:10

化學製取與常見反應

鎳是鐵系第三 元素 （ 查成交價 | 車型詳解 ），外觀上面和鐵、鈷一樣，高純度情況下都是銀白色密度很高的金屬非常的堅硬，高純度鎳棒常在實驗室作為電極使用，顆粒狀的鎳也叫鎳花在實驗室中使用的更多。

鎳金屬的穩定性極高，鎳顆粒直接在高溫火焰下灼燒，部分位置會像鐵一樣生成黑色氧化物，還有些部位會被亮藍色氧化物包裹。鎳有三種氧化物，即氧化亞鎳（NiO）,四氧化三鎳（Ni3O4）及三氧化二鎳（Ni2O3）。三氧化二鎳僅在低溫時穩定，加熱至400~450℃，即離解為四氧化三鎳，進一步提高溫度最終變成氧化亞鎳。

高純度鎳對酸腐蝕也有很高抗性，鎳花置於硫酸中加熱只會產生少量氣泡，室溫中放置一周也只會讓溶液微微變綠，參加反應的鎳少得可憐，如果你加大硫酸的濃度，鎳會和鐵一樣發生鈍化，表面產生緻密的氧化物保護內部的鎳，導致反應停止。

強鹼對於鎳來說也是一樣，甚至在熔融氫氧化物的時候主要使用的都是鎳制坩堝，離譜的是單質氟的相關反應實驗也採用鎳制容器，鎳連被稱作死亡 元 素的單質氟都不怕，（氟是鹵素元素，單質氟化學性質極其活躍，最強的氧化劑之一，甚至在一定條件下能夠和部分惰性氣體反應）。

鎳的化學性質過於穩定，所以實驗室中採用的大多是顆粒更細的鎳粉。鎳粉製取可以採用氧化鎳與氫氣反應，這個反應的製取量小，純度不高。

氧化鎳與氫氣加熱生成鎳粉與水

更純的鎳粉則是採用四羰基合鎳的熱分解來得到的，四羰基鎳是一種劇毒氣體，蒸汽混合空氣見火 星 還會爆炸，所以用這玩意兒制鎳很可能就要造鎳了，危。實驗室里四羰基合鎳難以保存，所以工業上多採用羰基鎳粉來制備純鎳。制備鎳粉還可以通過分解鎳的另一種化合物二茂鎳來獲得，深綠色晶體狀的二環戊二烯合鎳Ni（C5H5）2對熱敏感需要充氮氣保存。

鎳粉活潑性就很高了，和稀硫酸反應就和之前完全不同，加熱後會劇烈反應快速溶解在硫酸之中，溶液的顏色也轉為綠色，這個溶液可以提純出七水合硫酸鎳。鎳和稀硝酸反應會更加的暴力，稍微一加熱鎳粉就消失不見了。

鎳粉與稀硫酸反應（上）鎳粉與稀硝酸反應（下）

鎳與強鹼反應與和強酸完全不同，鎳粉甚至無法和大部分強鹼進行反應孫物臘，氫氧化鎳的製取只能採用土辦法，往鎳鹽溶液中添加強鹼製取的氫氧化鎳。

硫酸鎳與氫氧化鉀反應生成氫氧化鎳和硫酸鉀

鎳粉和氧氣可以很輕松的反應，如果在反應中摻雜點水蒸氣，鎳粉甚至能夠自燃，生成的鎳螞拆氧化物是綠色粉末狀，沒錯和抹茶粉一模一樣，很容易和強酸生成對應的鎳鹽。與氧氣長時間反應，會生成三價鎳組成的三氧化二鎳，3價鎳是一種超強的氧化劑，在氧化反應中會被還原成穩定的2價鎳。

鎳粉非常的怕氨水，鎳粉和濃氨水的混合物放在則滑一起加熱，鎳粉很容易就被氨水侵蝕，氨對於鎳離子有非常強大的絡合能力。在鎳鹽溶液中加入濃氨水，氨能夠趕跑鎳鹽水合物中的水，行程氨絡合離子。在三元前驅體製取中需要用到一定濃度的氨水最為絡合劑。

六水合硫酸鎳與濃氨水反應

展開餘下全文（1/3） 2 化學製取與常見反應 回頂部

化學製取與常見反應

鎳是鐵系第三 元素 ，外觀上面和鐵、鈷一樣，高純度情況下都是銀白色密度很高的金屬非常的堅硬，高純度鎳棒常在實驗室作為電極使用，顆粒狀的鎳也叫鎳花在實驗室中使用的更多。

鎳金屬的穩定性極高，鎳顆粒直接在高溫火焰下灼燒，部分位置會像鐵一樣生成黑色氧化物，還有些部位會被亮藍色氧化物包裹。鎳有三種氧化物，即氧化亞鎳（NiO）,四氧化三鎳（Ni3O4）及三氧化二鎳（Ni2O3）。三氧化二鎳僅在低溫時穩定，加熱至400~450℃，即離解為四氧化三鎳，進一步提高溫度最終變成氧化亞鎳。

高純度鎳對酸腐蝕也有很高抗性，鎳花置於硫酸中加熱只會產生少量氣泡，室溫中放置一周也只會讓溶液微微變綠，參加反應的鎳少得可憐，如果你加大硫酸的濃度，鎳會和鐵一樣發生鈍化，表面產生緻密的氧化物保護內部的鎳，導致反應停止。

強鹼對於鎳來說也是一樣，甚至在熔融氫氧化物的時候主要使用的都是鎳制坩堝，離譜的是單質氟的相關反應實驗也採用鎳制容器，鎳連被稱作死亡 元 素的單質氟都不怕，（氟是鹵素元素，單質氟化學性質極其活躍，最強的氧化劑之一，甚至在一定條件下能夠和部分惰性氣體反應）。

鎳的化學性質過於穩定，所以實驗室中採用的大多是顆粒更細的鎳粉。鎳粉製取可以採用氧化鎳與氫氣反應，這個反應的製取量小，純度不高。

氧化鎳與氫氣加熱生成鎳粉與水

更純的鎳粉則是採用四羰基合鎳的熱分解來得到的，四羰基鎳是一種劇毒氣體，蒸汽混合空氣見火 星 還會爆炸，所以用這玩意兒制鎳很可能就要造鎳了，危。實驗室里四羰基合鎳難以保存，所以工業上多採用羰基鎳粉來制備純鎳。制備鎳粉還可以通過分解鎳的另一種化合物二茂鎳來獲得，深綠色晶體狀的二環戊二烯合鎳Ni（C5H5）2對熱敏感需要充氮氣保存。

鎳粉活潑性就很高了，和稀硫酸反應就和之前完全不同，加熱後會劇烈反應快速溶解在硫酸之中，溶液的顏色也轉為綠色，這個溶液可以提純出七水合硫酸鎳。鎳和稀硝酸反應會更加的暴力，稍微一加熱鎳粉就消失不見了。

鎳粉與稀硫酸反應（上）鎳粉與稀硝酸反應（下）

鎳與強鹼反應與和強酸完全不同，鎳粉甚至無法和大部分強鹼進行反應，氫氧化鎳的製取只能採用土辦法，往鎳鹽溶液中添加強鹼製取的氫氧化鎳。

硫酸鎳與氫氧化鉀反應生成氫氧化鎳和硫酸鉀

鎳粉和氧氣可以很輕松的反應，如果在反應中摻雜點水蒸氣，鎳粉甚至能夠自燃，生成的鎳氧化物是綠色粉末狀，沒錯和抹茶粉一模一樣，很容易和強酸生成對應的鎳鹽。與氧氣長時間反應，會生成三價鎳組成的三氧化二鎳，3價鎳是一種超強的氧化劑，在氧化反應中會被還原成穩定的2價鎳。

鎳粉非常的怕氨水，鎳粉和濃氨水的混合物放在一起加熱，鎳粉很容易就被氨水侵蝕，氨對於鎳離子有非常強大的絡合能力。在鎳鹽溶液中加入濃氨水，氨能夠趕跑鎳鹽水合物中的水，行程氨絡合離子。在三元前驅體製取中需要用到一定濃度的氨水最為絡合劑。

六水合硫酸鎳與濃氨水反應

3 新能源應用 鎳產業解析 回頂部

新能源產業應用

我們常見的三 元 鋰電池NCM的N都是指的鎳，NCM是指含鋰的多層金屬氧化物——鎳鈷錳酸鋰LiNixCoyMn1-x-yO2，製造鎳鈷錳酸鋰的原料中鎳的部分採用的是硫酸鎳。我們上一趴介紹的關於鎳的各種常見反應和各種化合物基本上都與制備三元鋰前驅體相關。

鎳鹽有許多種，硝酸鎳、氯化鎳都算，那為什麼只採用硫酸鎳而非其他鎳鹽呢？氯化鎳中有氯離子的存在，容易腐蝕不銹鋼材質對反應設備的要求較高，如果氯離子殘留在前驅體中，後續燒結工藝時容易腐蝕窯爐；硝酸鎳價格高，而且N03-硝酸根離子殘留在前驅體中，在燒結工藝中會產生NO一氧化氮、NO2二氧化氮等有害氣體，在工業製取中不被採用。

硫酸鎳的製取有三個來源，由原生物料生產、鎳鐵溶解、廢料生產：

鎳鐵直接溶解

化學法製取硫酸鎳方法歷史悠久，最簡單的就是採用硝酸和硫酸的混酸來氧化溶解金屬鎳，和上面我們談到的實驗室中鎳與強酸反應是一樣的。也就是常說的鎳豆/鎳粉直接溶解得到硫酸鎳，這種方法設備復雜腐蝕嚴重、利用率低、環境污染較為嚴重。再通過電解又可以重新獲得電解鎳，也就是純鎳產品，每噸電解鎳的耗電量在800-1000kWh。

原生物料生產

根據原料礦物不同分為兩種，硫化鎳礦與紅土鎳礦線路；硫化鎳礦品位高很容易就能製取高冰鎳，高冰鎳可以製取電解鎳和硫酸鎳。而紅土鎳礦就比較復雜了，作為最主要的鎳礦原料，紅土鎳礦分層，上層品位低但儲量高，可以使用濕法高壓酸浸的方法處理成MHP等濕法中間品；下層品位高，用火法處理。目前鎳的主要生產路徑是下層紅土鎳礦通過火法RKEF到鎳鐵，再到不銹鋼（該路徑佔比超過50%）。

總體來說紅土鎳礦生成硫酸鎳共有四類方法 ：

濕法高壓酸浸路徑 ，上層低品位紅土鎳礦的濕法冶煉-MHP等濕法中間品-硫酸鎳+硫酸鈷；

火法前硫化路徑 ，下層高品位紅土鎳礦的火法冶煉硫化到低冰鎳-高冰鎳-硫酸鎳；

火法後硫化路徑 ，下層高品位紅土鎳礦的火法冶煉-鎳鐵-高冰鎳-硫酸鎳；

富氧側吹方式 ，用熔煉爐替代電爐，對原材料的適用度高，增加熱反應效率，核心在於硫化方式的改變。

最具代表性的企業包括瑞木、華友、青山、盛屯、中偉等等。

鎳 有色金屬產業

作為有色金屬大宗 商 品，鎳期貨也是行業風向標，最近鎳期貨的走勢可謂是跌宕起伏，國內方面滬鎳在3月初和中下旬兩次上攻，雖然今日已經回到較為合理的價格位置，但是倫敦金屬交易所LME似乎還沒有從“妖鎳”鬧劇中解脫，從鋁到鋅LME六大主要金屬合約的可用庫存目前已降至1997年以來的最低水平。

隨著2021年全球工業活動在疫情後附屬，LME的金屬庫存已經在下降，而且目前全球物流和航運系統還是處於混亂的狀態。俄烏沖突爆發後，俄羅斯作為高純度鎳儲量豐富的國家，從其供應商處獲得貨物變得完全不可能，同時交易所庫存較低的時候也很容易遭受到逼空行情的沖擊，“妖鎳”風波之後LME甚至對金屬價格市場波動幅度設置了15%的上限。

金屬鎳在全球市場中，74%用於不銹鋼生產製造，在電池用途方面目前僅佔5~8%，但是中國2021年的純電動汽車新車銷量增加到了上年的2.6倍，以目前全球電動車發展的趨勢來看，預計對電池用途的需求會進一步擴大。

目前青山控股作為國內第一大鎳鐵生產商，已經蛻變成為全球最大的鎳鐵生產商，也是3月倫敦金屬交易所LME“妖鎳”事件的主角之一。青山控股在印尼擁有兩大工業園區，2020年鎳產量46萬噸，未來還會繼續大幅度擴容，來應對國內及全球快速增長的新能源電池需求。

產業前景

鎳鈷錳酸鋰三元材料中，鎳呈現正二價是主要的電化學活性 元素 ，三元材料NCM：讓鈷Co來防止鎳Li-鋰Ni混排，讓錳Mn來穩定材料的結構，鎳Ni作為提供高容量的主力。所以目前主流的三元鋰NCM811、NCM622、NCM523、NCM111中鎳含量越高能量密度也就越高。同時鎳的成本相對來說較低，高鎳配方在成本上也還是有優勢的，所以客觀上對於鎳的需求整體是會上升的。

但目前全球經濟形勢不容樂觀，受到多重因素影響，疫情、逆全球化、美元加息周期、全球CPI飆升、民粹主義抬頭、俄烏戰爭，這些都時時刻刻影響著正常的經濟活動和社會發展。有色金屬產業從LME庫存儲量就能 發現 ，全球產業鏈體系供需正在出現問題，疫情導致停工停產、國際航運混亂，全球大宗商品價格飆升，PPI CPI產生恐怖的剪刀差，目前正值美元加息周期，疊加疫情影響已經有部分國家出現國家破產的危機，黎巴嫩、斯里蘭卡首當其沖，未來還有更多國家陷入經濟困境，我國經濟也已明確進入滯脹。所以對於新能源產業是否能夠繼續高速增長可能會取決於許多未知因素，目前國內電動車已經出現全面漲價的情況，PPI端的漲價終會傳到到CPI端，美元從 無限 QE到瞬間加息50個基點，最終又將是誰來抗下一切？

回到鎳的話題來，鎳作為一種不是非常稀缺的有色金屬，主要還是應用於不銹鋼，從二級市場來看，新能源端帶來的增長已經反應在了相應公司的股價上，資本的速度總是最快的，市場表現也總是如實反應資本預期的，未來鎳的增長可能要從《“十四五”原材料工業發展規劃》提出的開發“城市礦山”資源中挖掘了，有色金屬稀有金屬的回收再利用。或者抓准美元加息周期，在外匯儲備被摧毀的國家中也實施馬歇爾計劃，可以把放的水流到海外的基建項目中去，掌控產業鏈源頭、控制能源、削弱美元霸權、收獲國際友誼等等好處還是很多的，可別再讓水流進房地產了。

鎳產業鏈非常清晰，最主要的用途就是鎳合金（鑄幣）、電池（鎳氫、鎳鉻、三元鋰）、電鍍、不銹鋼。除此之外，還能成為許多化學反應不可或缺的催化劑，納米鐵酸鎳NiFe2O4在新興材料領域價值很大，它可以催化二氧化碳分解，使其重新變成碳和氧氣，從而在太空等高精尖領域得以應用。然而鎳與我們生活也是息息相關，平均每5個人里就有1個人，會對鎳離子存在或輕或重的過敏反應，鎳甚至被指與誘發某些癌症相關，所以目前對於日常使用的不銹鋼中該添加多少鎳仍然存在爭議。

如果你帶鋼制手錶時間一長會爛手腕，恭喜你，你對鎳過敏，真的是造鎳啊。

（圖/文/攝： 洪曉峰）

@2019

E. 印尼紅土鎳礦分布在哪些城市

印度尼西亞紅土型鎳礦，

主要礦區有：威古島拉姆拉姆東、西富山、哈馬黑拉島蘇巴印、馬布里。

F. 菲律賓紅土鎳礦品位多少就可以出口到中國呢

菲律賓紅土鎳源帶鄭礦品位百雹頌分之一點二就可以出口到中國。印尼、菲律賓以紅土鐵礦為主，品質較好，是我國海外鎳礦資源的主要行蔽來源。