镍的产业链整体结构同其他有色金属一样,大致可以分为上游采矿、中游冶炼加工和下游消费应用。

从上游矿端来看,自然界中的镍主要以红土镍矿和硫化镍矿的形式存在。海底铁锰结核由于开采技术及对海洋污染等原因,目前尚未实际开发。红土矿是由铁和镍的氧化物组成的次生共生矿,其特点是硬度小,含水高,易泥化,因其含铁较多,颜色呈现出氧化铁的红色。红土镍矿通常分三个层次成矿:红土镍矿层(Ni 0.1%~1.1%,Fe 45%~50%)、镍褐铁矿层(Ni 1.4%~1.9%,Fe 20%~30%)、腐泥土镍矿(Ni 2.0%~2.6%,Fe 15%)。硫化镍矿的主要矿物包括镍黄铁矿(Fe,Ni)9S8、镍磁黄铁矿(Fe,Ni)7S8、针硫镍矿NiS等。在硫化矿中都伴生有黄铜矿和少量钴的硫化物及铂族金属。按镍含量不同,原生镍矿可分为三个等级:特富矿(Ni≥3%)、富矿(1%≤Ni≤3%)、贫矿(0.3%≤Ni≤1%)。根据美国地质调查局2022年资料显示,2021年全球探明镍基础储量超过9500万吨,较2020年增加100万吨,同比增加1.1%,探明储量的60.0%为红土镍矿,接近40.0%为硫化镍矿。

镍中游产品可以通过火法或者湿法冶炼镍矿得到。从前端冶炼来看,红土镍矿湿法冶炼可以得到氢氧化镍(MHP),而硫化镍矿可以分别通过火法和湿法工艺冶炼制得镍钴硫化物(MSP)和高冰镍(高镍锍),即硫化镍和硫化铜的合金。镍锍、氢氧化镍和镍钴硫化物合称为“镍中间品”。同时,红土镍矿亦可以通过火法冶炼制备镍铁、镍生铁和低冰镍(低镍锍)。自2021年以来,青山实业将含镍生铁转产高冰镍的工艺打通,实现了由红土镍矿制备高冰镍的工艺流程。

原生镍的下游应用主要可以分为不锈钢、镍合金、电池、电镀和其他行业等,占比分别约为69%、12%、12%、4%、3%。由于下游不锈钢消费以镍铁和含镍生铁为主,不锈钢、镍合金、电池、电镀和其他行业对精炼镍的消费占比分别为13%、34%、32%、14%、7%。从下游应用来看,镍具有较好的耐腐蚀、耐高温、防锈等性能,因此被广泛应用到不锈钢和合金钢等钢铁领域。(1)在不锈钢应用中镍的消耗量最大,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。(2)镍的参与能够提高合金钢的强度,保持其良好的塑性和韧性。含镍合金钢主要应用于高温与低温合金的制造,例如制造化工生产中使用的耐酸塔、液化天然气储罐、军舰等机械制造、航空发动机等。(3)镍亦用于电镀,在钢材及其他金属材料的基体上覆盖一层耐用、耐腐蚀的表面层,其防腐性比镀锌层高。电镀镍的加工量仅次于电镀锌居第二位。(4)镍可以用作电池正极材料的生产。三元前驱体是生产三元电池正极的重要材料,而硫酸镍为三元前驱体中的必备材料之一。(5)从其他需求来看,镍复合材料可用于石油化工的氢化和合成甲烷时的催化剂,其优点是不易被H2S、SO2所毒化。镍的化合物可制作颜料和染料。镍还能制成镍铁素体和镍锌铁素等新型陶瓷,做变压器的铁心和无线电的天线等。极细的镍粉,在化学工业上常用作催化剂。镍具有磁性,能被磁铁吸引。而用铝、钴与镍制成的合金,可以用来制造电磁起重机等(见图1)。

图1 镍的产业链结构

资料来源：国泰君安期货