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文檔簡介

2010年我國鎳市場(chǎng)走勢(shì)分析1、產(chǎn)量

2010年在世界主要產(chǎn)鎳國還在為罷工等事件影響產(chǎn)量時(shí),我國鎳產(chǎn)量快速回升,安泰科估計(jì)全年原生鎳產(chǎn)量達(dá)到32.2萬t,同比增加15%。其中電解鎳產(chǎn)量15.7萬t,占48%,含鎳生鐵產(chǎn)量約15萬t,占總產(chǎn)量的47%,鎳鹽產(chǎn)量約1.6萬t金屬量,占5%。因?yàn)閂ale大連工廠因?yàn)镾udbury罷工的導(dǎo)致原料供應(yīng)不足,因此2010年這部分的產(chǎn)量比2009年大幅下降。2010年我國原生鎳產(chǎn)量的增量幾乎全部來自于含鎳生鐵。

含鎳生鐵是近年來鎳價(jià)高漲帶來的“新生事物”,為我國不銹鋼企業(yè)的發(fā)展提供了大量廉價(jià)的鎳原料,短短五年里提供的鎳金屬量高達(dá)15萬t。未來我國仍有許多企業(yè)欲上馬含鎳生鐵抑或鎳鐵項(xiàng)目,有消息報(bào)道的就有30多個(gè)項(xiàng)目近100萬t產(chǎn)能!因?yàn)殒嚨V供應(yīng)、技術(shù)等問題,雖然不能肯定這些項(xiàng)目的全部能投產(chǎn),但是即便是其中的1/3投產(chǎn),對(duì)我國和全球鎳市場(chǎng)的影響也是巨大的。含鎳生鐵的出現(xiàn)已經(jīng)改變了我國不銹鋼廠的原料結(jié)構(gòu),從以往的以電解鎳為主/進(jìn)口鎳鐵和含鎳生鐵為輔,到目前的電鎳、含鎳生鐵為主,進(jìn)口鎳鐵為輔的局面。現(xiàn)在不少企業(yè)不僅僅關(guān)心含鎳生鐵的生產(chǎn)成本,因?yàn)楫?dāng)鎳價(jià)超過18000美元時(shí)(考慮到環(huán)保因素,我們將含鎳生鐵的邊際生產(chǎn)成本從15000美元/t提高到18000美元/t),幾乎所有的含鎳生鐵廠都可以運(yùn)行。如果原礦供應(yīng)沒有問題的話,理論上講中國的鎳鐵可以無限制地供應(yīng)。因此目前很多企業(yè)關(guān)心中國乃至全球鎳鐵的市場(chǎng)容量到底有多大?在這里我們引用法國Eramet公司關(guān)于全球鎳鐵產(chǎn)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。以2009年全球鎳產(chǎn)量134萬t來計(jì),鎳鐵占總產(chǎn)量的比例大約17%,相當(dāng)于22.8萬t的鎳金屬量。2009年全球鎳消費(fèi)量約130萬t,其中不銹鋼行業(yè)用鎳占65%,則不銹鋼行業(yè)消耗鎳84.5萬t,從全球的角度看,在不銹鋼行業(yè)用鎳總量中,鎳鐵占的比例為27%。而用同樣的方法計(jì)算,2009年我國不銹鋼行業(yè)用鎳量約34萬t,包括我國自產(chǎn)鎳鐵產(chǎn)量約10萬t鎳金屬量,加上進(jìn)口的近7萬t鎳鐵金屬量,也即我國不銹鋼行業(yè)用鎳量中來自鎳鐵的占了50%,已經(jīng)高于國際平均水平。

我國不銹鋼企業(yè)從當(dāng)初對(duì)鎳鐵不聞不問,到現(xiàn)今大量使用鎳鐵,而且未來還將提高使用比例的轉(zhuǎn)變,主要原因是國際貿(mào)易上通行的鎳鐵中鎳的計(jì)價(jià)幾乎與LME鎳一致,只有在市場(chǎng)極度疲軟時(shí)才有些許折扣,一旦牛市時(shí)其中的鐵還要部分計(jì)價(jià)。而中國的含鎳生鐵銷售就大不一樣。其中鎳的價(jià)格相當(dāng)于市價(jià)的90%,以10%的鎳鐵計(jì),1t鎳還要白送給鋼廠9t鐵,這對(duì)鋼廠的吸引力是非常大的。

隨著一些規(guī)模大、技術(shù)先進(jìn)的鎳鐵項(xiàng)目的投產(chǎn),我國含鎳生鐵/鎳鐵的產(chǎn)量將穩(wěn)步增加,其在原生鎳總產(chǎn)量中的比例必將超過金屬鎳。2、消費(fèi)

2010年我國原生鎳消費(fèi)量約50.5萬t,同比增加了12%%,2003~2010年期間其中不銹鋼行業(yè)用鎳占77%,仍是我國主要的鎳消費(fèi)領(lǐng)域。但是由于含鎳生鐵的大量應(yīng)用,電解鎳在不銹鋼行業(yè)的用量呈現(xiàn)下滑的趨勢(shì)。2003-2010年,我國鎳消費(fèi)量的平均增速為20%,主要是主要受不銹鋼行業(yè)用鎳量的拉動(dòng)。未來幾年,我國不銹鋼產(chǎn)量還將穩(wěn)步增加,但是隨著不銹鋼品種結(jié)構(gòu)的調(diào)整和廢不銹鋼利用量的提高,不銹鋼行業(yè)鎳用量將保持相對(duì)穩(wěn)定。但是近年來隨著全球?qū)π履茉雌?,尤其是混合?dòng)力汽車的研發(fā)熱度不斷升溫,電池行業(yè)用鎳值得關(guān)注。

電池行業(yè)鎳用量總量雖然不大,但是涉及的企業(yè)眾多,有很多都是非常具有活力的研發(fā)型企業(yè)。隨著國家發(fā)展動(dòng)力汽車的政策措施越來越具體,電池行業(yè)用鎳將是未來行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。2005年電池行業(yè)用鎳量大約1.89萬t,占當(dāng)年鎳消費(fèi)總量的9.6%,此后隨著鎳價(jià)的飆升,鎳在電池行業(yè)的用量呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì),但是2010年這種趨勢(shì)得到扭轉(zhuǎn)。一方面是鎳系電池的產(chǎn)量和出口量隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇有所增加,刺激了泡沫鎳、儲(chǔ)氫合金和球鎳等傳統(tǒng)的含鎳材料用量的增加,此外目前國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車方面最為看好的是三元材料鋰離子電池,其正極材料鎳鈷錳酸鋰中含鎳達(dá)25-30%。未來混合動(dòng)力汽車中使用的鋰離子電池也將帶動(dòng)電池行業(yè)的鎳用量。3、展望

對(duì)未來走勢(shì)的判斷,不管是宏觀的還是微觀的,國際上提的最多的是未來全球經(jīng)濟(jì)走勢(shì)的不確定性,目前美國失業(yè)率高達(dá)9.3%,11月2日美國宣布實(shí)行進(jìn)一步的量化寬松貨幣政策,更加凸顯了美國經(jīng)濟(jì)內(nèi)部增長的乏力,此外日本和歐洲均保持0~0.25%的低利率。全球經(jīng)濟(jì)雖然談不上二次探底,但也是緩慢復(fù)蘇,艱難轉(zhuǎn)型。美國試圖利用美元貶值減輕龐大的外債,同時(shí)逐漸恢復(fù)制造業(yè),中國想從低端制造業(yè)轉(zhuǎn)型,逐步發(fā)展戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè),大家都想華麗地轉(zhuǎn)身,打破以往的貿(mào)易格局,但在轉(zhuǎn)身的過程中免不了有一些碰撞,這就是目前各國匯率大戰(zhàn)和貿(mào)易摩擦加劇的主要原因。

在錯(cuò)綜復(fù)雜的國際國內(nèi)環(huán)境下,預(yù)測(cè)未來鎳價(jià)是一件非常困難的事。影響市場(chǎng)的主要因素有四個(gè),一是美元匯率,二是投資者信心,三是供應(yīng)基本面,四是科技進(jìn)步。美元匯率和基本金屬價(jià)格呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)是大概率事件;而投資者信心基本上反映了全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì),尤其是消費(fèi)前景;供應(yīng)面的反映的是以價(jià)格為主導(dǎo),邊際生產(chǎn)成本為核心,全行業(yè)的供應(yīng)潛力;科技進(jìn)步則能從根本上改變?nèi)藗兊纳罘绞?,從而?dǎo)致原材料的需求發(fā)生巨大的變化。目前為止,尚沒有出現(xiàn)象互聯(lián)網(wǎng)級(jí)別的科技革命及其工業(yè)化。如果有的話,新能源汽車,尤其是混合電動(dòng)汽車的發(fā)展應(yīng)該是方向之一。但是需要指出的是鎳欲在混合動(dòng)力汽車電池中得到廣泛的應(yīng)用,其前提是鎳價(jià)相對(duì)穩(wěn)定或者說略有下降,否則動(dòng)力電池的高成本也阻礙了其大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

現(xiàn)在比較一致的看法是美元貶值的大趨勢(shì)將支持鎳價(jià)長期趨升。但是短期內(nèi)由于鎳價(jià)漲幅較前期過高,四季度處于調(diào)整狀態(tài)。預(yù)計(jì)2010年LME鎳現(xiàn)貨價(jià)格為21422美元/t,2011年隨著全球經(jīng)濟(jì)的緩慢復(fù)蘇,以及美元貶值的影響,鎳價(jià)將回升到2400美元/t的水平。我國火法冶煉紅土鎳礦進(jìn)展1.資源/儲(chǔ)量

2006年底,全國查明資源儲(chǔ)量801.39萬噸。查明資源儲(chǔ)量中基礎(chǔ)儲(chǔ)量272.72萬噸(其中儲(chǔ)量231.87萬噸),資源量528.67萬噸。

新中國成立以來至2006年累計(jì)查明鎳金屬資源/儲(chǔ)量972.29萬噸,其中基礎(chǔ)儲(chǔ)量433.33萬噸。查明資源/儲(chǔ)量數(shù)量增長最快的時(shí)期是1962年到1975年。1976年到2005年期間查明資源/儲(chǔ)量數(shù)量增長減緩。20世紀(jì)80年代以后找礦難度加大。根據(jù)對(duì)國內(nèi)基性-超基性巖體區(qū)域調(diào)查和普查找礦的結(jié)果,近期難以在近地表發(fā)現(xiàn)大批新的大型銅鎳礦床。2.產(chǎn)量從1955年至2007年,中國礦山共生產(chǎn)鎳82.78萬噸,冶煉廠共生產(chǎn)精煉鎳90.73萬噸,它們都產(chǎn)自硫化銅鎳礦床。2004年以前礦山產(chǎn)量和冶煉生產(chǎn)能力相當(dāng),主要使用國內(nèi)礦山生產(chǎn)的原料冶煉鎳,2005年開始從國外進(jìn)口原料以滿足冶煉生產(chǎn)能力的需求。3.消費(fèi)

2006年中國鎳消費(fèi)量達(dá)到19.29萬噸。2000年以前國內(nèi)原料可滿足國內(nèi)消費(fèi)的需求,從2001年開始由于國內(nèi)不銹鋼和電池產(chǎn)量快速增加,國內(nèi)原料不能滿足國內(nèi)消費(fèi)的需求,2000~2006年間消費(fèi)量的年均增長率為23.75%,國內(nèi)原料的自給率從90%決速下降到40%左右,缺口靠進(jìn)口補(bǔ)充。4.世界鎳礦資源儲(chǔ)量

2006年世界鎳儲(chǔ)量為6400萬噸,儲(chǔ)量基礎(chǔ)為14000萬噸。目前世界陸地探明的鎳儲(chǔ)量可以滿足未來幾十年內(nèi)生產(chǎn)的需求。

世界鎳儲(chǔ)量主要集中分布在古巴、加拿大、俄羅斯、新喀里多尼亞、印度尼西亞、南非、澳大利亞、中國和巴西等國家,它們約占世界鎳總儲(chǔ)量的91%。

世界陸地已查明鎳平均含量接近(或大于)1%的鎳礦資源量為1.30億噸。其中60%屬于紅土型鎳礦床,其中、伴生礦產(chǎn)主要是鈷和鐵,主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亞、印度尼西亞、菲律賓、巴西、哥倫比亞和多米尼加等國家;40%屬于巖漿型銅鎳硫化物礦床,其共、伴生礦產(chǎn)較多,主要有銅、鈷、鉑族、金、銀、鎵、鋼、鍺、硫、硒、蹄等,主要分布在歐、亞、非、澳和北美洲的古老地盾區(qū)、中生代凹陷區(qū)和古生代地槽褶皺帶的巖漿侵入巖體中,這些侵入體多受旁側(cè)的深大斷裂控制,如加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國、南非、津巴布韋和博茨瓦納等國家的銅鎳礦床。另外,大洋深海底和海山區(qū)的錳結(jié)核和錳結(jié)殼中還含有大量鎳資源,其主要共、伴生礦產(chǎn)是銅、鈷和錳,主要分布于太平洋海底。5.國外紅土鎳礦的開發(fā)利用現(xiàn)狀

目前國外利用濕法冶煉紅土鎳礦,鑒于紅石的成分不同,往往采用不同的方法和流程,還原焙燒-氨浸、高壓酸浸、常壓浸出、堆浸等。

到目前為止,古巴Moa

Bay紅土鎳礦是利用浸法提取鎳最成功的實(shí)例。西澳大利亞建設(shè)的3個(gè)高壓酸浸紅土鎳礦項(xiàng)目都在1998年晚期投產(chǎn)。1期生產(chǎn)能力分別為:Murrin

Murrin

45000噸鎳/年;Cawse8000噸鎳/年;Bulong9000噸鎳/年;2期生產(chǎn)能力為:Murrin

Murrin100000噸鎳/年。但目前生產(chǎn)技術(shù)難關(guān)尚未完全解決,只有解決了生產(chǎn)技術(shù)問題后,3個(gè)礦山的產(chǎn)量才能達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。巴布亞新幾內(nèi)亞的Ramu是我國正在投資建設(shè)的大型紅土鎳礦項(xiàng)目,此外正在建設(shè)的礦山還有新喀里多尼亞的Goro和澳大利亞的Ravensthorpe。6.消費(fèi)和價(jià)格

2006年世界精煉鎳消費(fèi)量為137.67萬噸。由于不銹鋼和耐熱鋼約占鎳消費(fèi)量66%(世界不銹鋼產(chǎn)量增加10%,鎳消費(fèi)量增加1%),因此不銹鋼產(chǎn)量是鎳需求量的標(biāo)志之一。2005年世界不銹鋼產(chǎn)量為2432萬噸,2006年為2836萬噸。其中中國產(chǎn)量快速增長,2005年中國產(chǎn)量為387萬噸,2006年為536萬噸。

2003年世界經(jīng)濟(jì)開始復(fù)蘇,2004~2006年持續(xù)向好,不銹鋼產(chǎn)量持續(xù)上升,特別是中國,鎳消費(fèi)量快速增加。近年來由于航天、航空器制造業(yè)和電子制造業(yè)的快速發(fā)展,鎳基合金、銅基合金和鎳電池(NiCad和NiMH)領(lǐng)域鎳的消費(fèi)量快速增加。因此從長期趨勢(shì)看,S世界鎳消費(fèi)量仍將呈增長態(tài)勢(shì)。

2004~2006年世界鎳需求量快速增加,市場(chǎng)供應(yīng)不足。國際市場(chǎng)鎳價(jià)持續(xù)大幅上揚(yáng),引起生產(chǎn)者和消費(fèi)者的高度關(guān)注。2006年產(chǎn)量增加,基本上已經(jīng)和消費(fèi)量持平,但是由于2007年可增加的產(chǎn)量有限,在這種供應(yīng)預(yù)期的情況下,2007年5月鎳價(jià)飄升至25美元/磅。業(yè)內(nèi)人士驚呼:“鎳已躋身于貴金屬行列!”參照同期生產(chǎn)成本(硫化鎳礦生產(chǎn)鎳的經(jīng)營成本為2~3美元/磅,紅土鎳礦則為3~5美元/磅),市場(chǎng)鎳價(jià)已處于瘋狂炒作的浪尖上。7.我國火法冶煉紅土鎳礦現(xiàn)存問題和發(fā)展

目前我國中小企業(yè)生產(chǎn)的鎳生鐵的含鎳量多在4%~8%,只能用作冶煉不銹鋼的配料,在冶煉不銹鋼時(shí),尚需加人一定量的精煉純鎳。只有提高技術(shù)使鎳生鐵中的含鎳量達(dá)到12%~15%,才能在冶煉不銹鋼時(shí)完全替代純鎳。這就是產(chǎn)生礦石積壓在港口的原因,也是今后民營企業(yè)需要攻克的技術(shù)難關(guān)。據(jù)最新資料,個(gè)別技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)已經(jīng)可以生產(chǎn)出鎳含量10%以上的鎳生鐵了。

在眾多的民營企業(yè)中,最大的、技術(shù)水平最高的企業(yè)是浙江青山控股集團(tuán)。浙江青山控股集團(tuán)的青浦鎳生鐵項(xiàng)目使用的生產(chǎn)流程為:礦石→礦石+生水→燒結(jié)→燒結(jié)礦石冷卻破碎→燒結(jié)破碎礦石+石灰石+焦炭→高爐冶煉→鑄錠→鑄錠精整包裝。產(chǎn)品為鎳鐵(鎳含量4%~7%),產(chǎn)量18萬噸/年。另外,該集團(tuán)正在印尼OBI島籌建鎳生鐵新項(xiàng)目,圖謀在海外創(chuàng)業(yè)和發(fā)展。鎳和鈷的性質(zhì)及主要用途一、鎳和鈷的性質(zhì)(一)鎳和鈷的主要物理性質(zhì)1.鎳

密度(20℃)

8.9

g/cm3

熔點(diǎn)

1455

沸點(diǎn)

2915

平均比熱(0~100℃)452

J/(kg·K)

熔化熱

17.71

kJ/mol

汽化熱

374.3

kJ/mol

熱導(dǎo)率(0~100℃)

88.5

W/(m·K)

電阻率(20℃)

6.9

μΩ·cm

2.鈷

密度(20℃)

8.9

g/cm3

熔點(diǎn)

1492

沸點(diǎn)

2930

平均比熱(0~100℃)472

J/(kg·K)

熔化熱

15.5

kJ/mol(估算值)

汽化熱

379.4

kJ/mol

熱導(dǎo)率(0~100℃)

96

W/(m·K)

電阻率(20℃)

6.34

μΩ·cm

鎳的居里點(diǎn)為357.6℃;低溫時(shí)鎳仍有良好的強(qiáng)度和延展性。鈷的居里點(diǎn)為1121℃;鈷有良好的延展性和很強(qiáng)的磁性。

(二)鎳和鈷的主要化學(xué)性質(zhì)

常溫下鎳在空氣中表面會(huì)形成致密的氧化膜,阻止氧化過程進(jìn)一步進(jìn)行。鎳能耐氟、堿、鹽水和許多有機(jī)物的腐蝕,在稀鹽酸中溶解也很緩慢,濃硝酸可使鎳表面鈍化而使鎳具有抗蝕性。鎳能吸收大量的氧,粒度越小吸收量越大。鎳的重要鹽類為硫酸鎳(NiS04·H20)和氯化鎳(NiCl2·6H20)。致密的金屬鈷常溫下在濕空氣和水中均穩(wěn)定,也不與堿和有機(jī)物作用。溫度高于300鈷在空氣中開始氧化。赤熱的鈷能分解水放出氫。氫還原法制備的細(xì)粒金屬鈷粉在空氣中會(huì)自燃生成氧化鈷。鈷能被硫酸、鹽酸、堿液溶解生成二價(jià)鈷鹽。無水氯化鈷是藍(lán)色的,吸收空氣中的水會(huì)變?yōu)榈t色,利用此特性可做干燥劑的指示劑。二、鎳和鈷的用途

(一)鎳的用途

鎳是一種用途很廣的金屬。據(jù)1997年的統(tǒng)計(jì),鎳的主要用途為以下六方面:不銹鋼、合金鋼、特種鋼、鎳基合金、電鍍和非合金領(lǐng)域。

鎳在不銹鋼中的耗量最大,不銹鋼既能抵抗大氣、蒸汽和水的腐蝕,又能耐酸、堿、鹽的腐蝕。故不銹鋼廣泛地應(yīng)用于化工、冶金、建筑和各種民用用途,如制作石油化工、紡織、輕工、核能等工業(yè)中要求焊接的容器、塔、槽、管道等;尿素生產(chǎn)中的合成塔、洗滌塔、冷凝塔、汽提塔等耐蝕高壓設(shè)備。鎳還可以作成各種合金,如含鎳80%的鎳合金,能耐高溫、斷裂強(qiáng)度大,專用于制造燃?xì)鉁u輪機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。鎳鉻合金機(jī)械強(qiáng)度大,耐海水腐蝕性強(qiáng),故用于制作海洋船艦的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。銅鎳合金耐蝕、導(dǎo)熱和壓延性特佳,廣泛應(yīng)用于船舶和化工工業(yè)。鈦鎳形狀記憶合金加溫時(shí)會(huì)恢復(fù)原有形狀,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛,如血栓過濾器、脊柱矯形棒、牙齒矯形唇弓弦、腦動(dòng)脈瘤夾、接骨板、人工關(guān)節(jié)、股骨頭帽、人造心臟用人造肌肉、人造腎臟用微型泵。貯氫合金在室溫下能吸收氫生成氫化物,加熱到不高溫度又可將氫氣釋放出來,利用此特性大為方便了核反應(yīng)及太陽能源的能量儲(chǔ)存及輸送。近年還利用此特性發(fā)展了新型的Ni—MH蓄電池,它不含有毒元素被稱為綠色電池,與Ni—Cd電池有互換性,Ni—MH電池在日本發(fā)展很快,主要用于移動(dòng)通訊和筆記本電腦。此外,以Ni—MH為動(dòng)力的汽車也已投入市場(chǎng)。世界上鎳消費(fèi)量最大的國家是日本、美國、德國和俄羅斯。

鎳還用于鍍鎳,在鋼材和其他金屬基體上覆蓋一層耐用、耐腐蝕的表面層,其防腐蝕性比鍍鋅層高20%~25%。

鎳復(fù)合材料可用于石油化工的氫化和合成甲烷時(shí)的催化劑,其優(yōu)點(diǎn)是不易被H2S、S02所毒化。

鎳的化合物可制作顏料和染料。鎳還能制成鎳鐵素體和鎳鋅鐵素等新型陶瓷,做變壓器的鐵心和無線電的天線等。

(二)鈷的用途

鈷是一種重要的戰(zhàn)略金屬,鈷及其合金廣泛應(yīng)用于電機(jī)、機(jī)械、化工、航空和航天等領(lǐng)域。鈷75%~80%用于制造合金,20%~25%以各種化合物形態(tài)用于化工、電子等行業(yè)。

鈷基耐高溫合金或含鈷合金鋼可用作燃?xì)廨啓C(jī)的葉片、葉輪、導(dǎo)管、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、導(dǎo)彈部件,化工設(shè)備中各種高負(fù)荷耐熱部件和原子能工業(yè)的重要金屬材料。

鈷基耐磨合金能耐高溫和硬磨,用于制作挖掘裝置的硬磨部件、航海柴油機(jī)、航空發(fā)動(dòng)器的排氣閥等。鈷還能與碳化鎢等生產(chǎn)硬質(zhì)合金。

鈷是永久磁性合金的重要組成部分,鐵鈷磁性合金的磁力線密度高,含鈷25%的阿尼科系高導(dǎo)磁率合金應(yīng)用最為廣泛。

鈷還可制成低膨脹系數(shù)合金。如含鈷17%,29%,53%,0.2%的鈷合金,其膨脹系數(shù)與玻璃一樣,可熔焊于玻璃中,應(yīng)用于電器、無線電及照明等。

含鈷的藍(lán)色玻璃具有很高的紅透射力,用于火焰分析。含鈷玻璃也用作光學(xué)濾鏡和眼科治療器件,鈷還可做玻璃去色劑。鈷的氧化物用作釉底顏料,在釉中加5%氧化鈷得到深藍(lán)色。陶瓷中加入鈷后可將黃色中和成白色,得到高質(zhì)量的白色制品。多種有機(jī)酸鈷鹽在高分子合成中用作催化劑。如醋酸鈷用于人造纖維的催化劑,萘酸鈷用作油漆干燥劑,Co-Mo-Al催化劑用于加氫、脫硫過程。鈷還是人畜不可缺少的微量元素之一。牛、羊缺鈷會(huì)引起食欲減退、發(fā)育遲緩、奶量減少。含鈷的維生素Bi2可以防止人的惡性貧血病。同位素60Co發(fā)射出γ射線,可用于物理化學(xué)研究和醫(yī)療。鈷還用于手術(shù)治療。鎳的用途及其消費(fèi)量(一)鎳的用途

鎳具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性,加熱到700-800℃時(shí)仍不氧化。鎳能耐氟、堿、鹽水和多種有機(jī)物質(zhì)的腐蝕,在濃硝酸中表面鈍化而具有耐蝕性,在鹽酸、稀硫酸和稀硝酸中反應(yīng)緩慢。鎳系磁性金屬,具有良好的韌性,有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,能經(jīng)受各種類型的機(jī)械加工(壓延、壓磨、焊接等)。

純鎳特別是鎳合金在國民經(jīng)濟(jì)中獲得廣泛的應(yīng)用。鎳具有良好的磨光性能,故純鎳用于鍍鎳技術(shù)中。特別值得指出的是純鎳還用在雷達(dá)、電視、原子能工業(yè)、遠(yuǎn)距離控制等現(xiàn)代新技術(shù)中。在火箭技術(shù)中,超級(jí)的鎳或鎳合金用作高溫結(jié)構(gòu)材料。

鎳粉是粉末冶金中制造各種含鎳零件的原料,在化學(xué)工業(yè)中廣泛用作催化劑。

鎳的化合物是粉末冶金中制備堿性電池,硫酸鎳主要用于制備鍍鎳的電解液,蟻酸鎳則用于油脂的氫化,氫氧化亞鎳用于制備堿性電池,硝酸鎳還可以要陶瓷工業(yè)中用作棕色顏料。但是,純鎳金屬和鎳鹽在現(xiàn)代工業(yè)用途中消耗不多,而主要是制成合金使用。

隨著我國改革開放,工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展,電氣工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、建筑業(yè)、化學(xué)工業(yè)等對(duì)鎳的需求也愈來愈大。概括起來鎳的用途可分六類

1、作金屬材料,包括制作不銹鋼、耐熱合金鋼和各種合金等3000多種,占鎳消費(fèi)量的70%以上,其中典型的金屬材料有:

鎳-鉻基合金,如康鎳合金,含鎳80%、鉻14%。能耐高溫,斷裂強(qiáng)度大,專用于制作燃?xì)鉁u輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。

鎳-鉻-鈷合金,如IN-939,含Ni50%、Cr22.5%、Co19%。其機(jī)械強(qiáng)度大,耐海水腐蝕性強(qiáng),幫專用于制作海洋艦船的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

鎳-鉻-鉬合金,如IN-586,含Ni65%、Cr25%、Mo10%。為耐高溫合金,如在1050℃時(shí)仍不氧化發(fā)脆,特別是焊接性能較佳。

銅-鎳合金如IN-868,含Ni15%、Cu80%。耐蝕、導(dǎo)熱和壓延性能俱佳,廣泛用于船舶和化學(xué)工業(yè)。

鈦-鎳形狀記憶合金,特點(diǎn)是在加溫下能恢復(fù)原有形壯,用于醫(yī)療器械等領(lǐng)域。

儲(chǔ)氫合金,為金屬間化合物,特點(diǎn)是能在室溫下吸收氫氣生成氫化物,加熱到一定溫度時(shí),又可將吸收的氫氣釋放出來,此特性為熱核反應(yīng)及太陽能源的能量儲(chǔ)存及輸送提供了較大的靈活性。此類較多,如LaNi5、axNi5Ce1-x、Ti-Ni、Ni-Nb、Ni-V及LaNi5-Mg等。

2、用于電鍍,其用量約占鎳消費(fèi)量的15%。主要用在鋼材及其他金屬材料的基體上覆蓋一層耐用、耐腐蝕的表面層,其防腐性能要比鍍鋅層高15%-20%。

3、在石油化工的氫化過程中作催化劑。在煤的氣化過程中,當(dāng)用CO和H2合成甲烷時(shí)發(fā)生下列反應(yīng):

CO+3H2→CH4+H2O(溫度800℃、催化劑)

常用的催化劑為高度分散在氧化鋁基體上的鎳復(fù)合材料(Ni25%-27%)。這種催化劑不易被H2S、SO2所毒化。

4、用作化學(xué)電源,是制作電池的材料。如工業(yè)上已生產(chǎn)的Cd-Ni、Fe-Ni、Zn-Ni電池和H2-Ni密封電池。

5、制作顏料和染料。其最主要的是組成黃橙色顏料,該顏料由TiO2、NiO和Sb2O3的混全料在800℃下煅燒而成,覆蓋能力強(qiáng),具有金紅石結(jié)構(gòu),故化學(xué)性能穩(wěn)定。

6、制作陶瓷和鐵素體。如陶瓷工業(yè)上常用NiO作著色劑,此外還能增加料坯與鐵素體間的粘結(jié)性,并使料坯表面光潔致密。鐵素體是一種較新的陶瓷材料,主要用于高頻電器設(shè)備。

(二)鎳的消費(fèi)量

近幾年世界鎳消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)數(shù)字如下:

年份

1998

1999

2000

2001

2002

消費(fèi)量/kt

1009.2

1081.6

1122.5

1099.9

1171.5

消費(fèi)最多的國家有日本、美國和德國。

現(xiàn)在,我國已成為世界第一大不銹鋼消費(fèi)國、世界最大的生產(chǎn)和消費(fèi)國,還是世界最大的硬質(zhì)合金生產(chǎn)國和人造金剛石的生產(chǎn)大國,而應(yīng)用于這些領(lǐng)域中的原材料也因此表現(xiàn)出了旺盛的需求,其中包括鎳的鈷內(nèi)僅2003年鎳的消費(fèi)量已達(dá)到近120kt以上,鈷的消費(fèi)量也過到6700t,均居世界前列。2001年,我國鎳的消費(fèi)組成如下表所示。下表

我國2001年鎳的消費(fèi)組成消耗鎳的部門消費(fèi)量/kt消費(fèi)比例/%說明不銹鋼4560生產(chǎn)不銹鋼75kt電鍍(鎳網(wǎng))2026.7電池56.7觸媒1.52軍工22.7其他1.51.9合計(jì)751002002年世界精煉鎳消費(fèi)量為120.28萬t,比2001年增長2.31%(表1)。美國、日本、德國、韓國、中國和中國臺(tái)灣是世界上的鎳消費(fèi)大國或地區(qū),2002年它們的消費(fèi)量為67.73萬t,占世界總消費(fèi)量的56.31%;法國、意大利、英國、芬蘭、瑞典、西班牙、比利時(shí)和俄羅斯等歐洲工業(yè)化國家屬于第二集團(tuán),各國的消費(fèi)量在3萬~6萬t左右,它們的消費(fèi)量共計(jì)40.17萬t,約占世界總消費(fèi)量的33.4%;其他國家和地區(qū)的總消費(fèi)量為12.38萬t,占世界總消費(fèi)量的10.29%。表1

世界精煉鎳消費(fèi)量

單位:萬t與2001年相比,消費(fèi)量增加較多的國家或地區(qū)有:德國(1.4萬t),同比增長13.63%;中國臺(tái)灣(1.18萬t),同比增長12.85%;韓國(3.65萬t),同比增長61.76%;法國(0.88萬t),同比增長17.81%;英國(0.31萬t),同比增長5.56%;意大利(0.73萬t),同比增長11.87%;芬蘭(2.095萬t),同比增長42.98%;另外,西班牙和中國有少量增加。鎳消費(fèi)量減少較多的國家或地區(qū)有:日本(2.95萬t),同比下降14.82%;美國(4.34萬t),同比下降28.95%;另外,比利時(shí)和瑞典等國家鎳的消費(fèi)量有少量減少。俄羅斯沒有變化。世界鎳的消費(fèi)構(gòu)成如下:不銹鋼占65%;其他合金鋼占5%;非鐵合金,主要是鎳基合金和銅基合金占10%~15%;電鍍、鎳鎘電池和翻砂等占15%。由于不銹鋼和耐熱鋼大約占鎳消費(fèi)量的66%(世界不銹鋼產(chǎn)量增加10%,鎳消費(fèi)量增加1%),因此,不銹鋼產(chǎn)量是鎳需求量的標(biāo)志之一。自1990年以來,世界不銹鋼消費(fèi)量的年均增長速率大約為5%,許多工業(yè)的分析表明,長期來看這個(gè)增長率是可承受的。2002年世界不銹鋼產(chǎn)量2002萬t,比2001年(1867萬t)增長7.2%。其中:日本(383萬t,比2001年減少2萬t)、美國(218萬t,比2001年增加36萬t)、歐洲諸國(811萬t,比2001年增加42萬t)、亞洲的中國、中國臺(tái)灣、韓國和印度(合計(jì)480萬t,比2001年增加54萬t),上述國家或地區(qū)的不銹鋼產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的94.

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