中國失效鎳鈷資源再循環的戰略研究

余海軍，劉媛，謝英豪，尹琳

（1.佛山市邦普循環科技有限公司，廣東528244）（2.中國環境保護產業協會，北京100037）

中國失效鎳鈷資源再循環的戰略研究

余海軍1，劉媛2，謝英豪1，尹琳1

（1.佛山市邦普循環科技有限公司，廣東528244）（2.中國環境保護產業協會，北京100037）

以全球戰略資源的鎳鈷金屬再循環作為研究重點，特別是在再生資源領域里的失效鎳鈷資源，它好比一座潛伏的城市礦山。從資源品位、技術路線、環境控制等多個角度對其進行分析研究后發現，從戰略角度調整宏觀政策，將失效鎳鈷資源作為一種戰略儲備資源，盡快推動國內外二次開采的科學發展和再循環步伐十分必要。

再循環；失效；鎳鈷資源；戰略研究

隨著科學技術與國家經濟的發展，中國對有色金屬資源的需求量越來越大，其中鈷廣泛應用于航空航天、硬質合金、電池生產等眾多領域；而鎳則廣泛應用于各種有色合金、不銹鋼以及二次電池的生產。鎳鈷資源在中國甚至全球的需求量都非常大，已然成為全球戰略資源。

中國鎳鈷礦資源稀缺，品位低，長期依賴從非洲和澳大利亞等地進口礦石以滿足國內對鎳鈷資源的需求。隨著鎳和鈷這兩種不可再生資源的日漸耗竭，以及從降低對外國進口原礦的依賴程度考慮，我國亟需開辟一條從全球再生資源庫中挖掘失效鎳鈷資源的新型途徑。鋰離子電池生產過程和廢鋰離子電池加工后的中間品就是一種十分值得開發的失效鎳鈷資源，它鎳鈷含量高，且不含鉛、汞、鉻、鎘和類金屬砷等五類重金屬污染物，加之其回收再循環技術成熟和污染防治可控等特性，已被國際公認為是一種環境友好的可再生資源。

1 鎳鈷資源現狀

1.1 鈷資源的現狀

中國是鈷資源十分貧乏的國家，國內單一的鈷礦極少，通常以伴生狀態存在于銅鎳鐵等礦床中。按照中國國土資源部2010年全國礦產資源儲量通報，中國鈷儲量基礎為7.33萬t，但具有經濟開采價值的僅為4.09萬t，占世界可開采量的1.03%，且國內鈷礦品位低，冶煉難度大，成本高。

相對的，近年來隨著國內航空航天、電池、硬質合金等產業的快速發展，中國對鈷保持著很高的需求。2005—2011年期間，中國原生鈷消費量從1.1萬t增加到2.54萬t，年均增速達17%。由于中國鈷礦資源稀缺，為滿足巨大的鈷需求，每年都要從國外進口大量鈷礦，僅2012年1—5月，中國已經進口鈷礦8.36萬t[1]。

隨著中國經濟的持續發展，鈷消費量還會保持較高的增長。據預測，到2015年，中國原生鈷需求量將達到4.15萬t，平均增長率為14%[2]。國內仍將長期處于鈷資源緊缺的瓶頸。

1.2 鎳資源現狀

中國的鎳資源同樣緊缺，全國探明的鎳儲量僅為828萬t,占全球可探明總量的5.1%；2010年中國鎳消費量為50.5萬t，占當年全球鎳消費總量的34.5%，自給率僅為18%。

由于不銹鋼、鎳氫電池以及原材料鎳消費的急劇增加，每年都需要從國外進口大量的鎳礦及各種鎳產品以滿足國內的需求。表1是我國2012年1—9月各種鎳資源進口的數據統計，我國的鎳資源供應已經嚴重依賴于國外進口。

表1 2012年1—9月鎳資源進口情況 萬t

1.3 失效鎳鈷資源現狀

失效鎳鈷資源，最為常見的物料形態主要有粉料和漿料，在來源上主要有三大類，第一類是尾礦產物所形成的二次失效鎳鈷資源；第二類是素有“鈷鎳城市礦山”之稱的從鎳鈷資源到成品的過程產物中間體（主要是指鎳鈷用量巨大的鋰離子電池生產過程中所形成的中間品和廢鋰離子電池加工后所形成的中間品）；第三類就是廢棄的鎳鈷類電池。其中，第一類屬于原礦開采的末端產物，其富含的失效鎳鈷資源總量極低，未來增量有限，且二次污染治理難度較大；第三類雖然保有量和未來增長空間巨大，但在中國，廢電池屬于禁止進口的固體廢物，所以無法回收國外廢電池中大量的失效鎳鈷資源，與此同時，國內所有出口的電池企業還必須向國外繳納回收處理費用。這一結果就是中國材料企業需要用高價從海外買礦到中國做成電池，然后在繳納了污染治理的回收處理費用后低價銷售給國外使用。這也被業界形象地稱為“中國電池產業中間大兩頭堵”現象，因為中國在整個電池產業鏈中資源和銷售都受制于海外，唯一能剩下的就是低廉而微薄的制造或加工利潤，資源和市場仍然掌握在國外的寡頭手中。

因此，另辟蹊徑，重點將第二類從資源到成品的過程產物中間體作為研究和探討的對象，這一類的產量和增量極其迅猛，同時也已成為國外眾多有色巨頭覬覦已久的重要戰略資源。

鋰離子電池生產過程的中間品主要包括鈷酸鋰、四氧化三鈷、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷錳氫氧化物等正極材料或前驅體的次品（不合格品）。廢鋰離子電池加工后的中間品主要包括經焙燒、過篩等處理后分離出來的正極材料。這些材料雖然從廢鋰離子電池上分離出來，但是在經過焙燒和分選工藝后，電解液和有機物等雜質已基本被除去，是比較純凈的鎳鈷加工原材料。

其實，國外眾多企業已經將失效鎳鈷資源的回收作為重要的發展戰略，例如規模比較大的比利時Umicore公司、日本的JX Nippon公司、美國的Toxco公司。由于這些企業所在國家并不限制含鈷鎳的廢舊電池及其過程中間體的進口，因此他們都加緊了對失效鎳鈷資源回收的全球布局，尤其是對于中國失效鎳鈷資源市場的搶占越趨激烈。

在國內，隨著科學技術的不斷進步和創新，也已經形成了一批具備資源化回收處理失效鎳鈷資源技術的企業，比如亞洲最大的Brunp公司、Huayou公司和GEM公司等。但由于受制于國內的法律法規和政策，這些企業目前也僅限于在國內活動，發展空間有限，要與國外強大的競爭對手搶奪鎳鈷戰略資源，沒有政府的政策支持將很難有所勝數。

2 失效鎳鈷資源再循環的戰略意義

2.1 失效鎳鈷資源進口的經濟價值

鎳和鈷是鋰離子電池生產過程及廢鋰離子電池加工的中間品的主要金屬元素，這些中間品的鎳含量約為20%～40%，鈷含量約為10%～50%。相比而言，最好的原生鈷精礦的鈷含量也不足8%，且鈷精礦只占鈷產量的約6%，其余的都是鎳、銅和其他金屬的伴生礦產，鈷含量一般不超過1%，可見鋰離子電池生產過程及廢鋰離子電池加工的中間品是更為優質的鎳鈷資源。

表2為2006—2010年全球鈷消費結構，隨著近年來電子產品的發展，電池材料鈷消費量已經超過2萬t，占全球鈷消費量的30%以上。可見，失效鎳鈷資源是一個潛力巨大的資源寶庫。

表2 2006—2010年全球鈷消費結構 萬t

2.2 失效鎳鈷資源進口的社會效益

不同于廢鉛酸和鎘電池，鋰離子電池生產過程及廢鋰離子電池加工的中間品不含汞、鉻、鎘、鉛、砷等黑五類污染物，廢鋰離子電池加工的中間品因為經過焙燒等加工處理，其中的電解質也已經被完全去除。

這些中間品具有很高的回收價值，主要的組分是鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰材料及其前驅體，其回收處理的污染物排放只有少量的廢渣和氨氮廢水。相反，鎳鈷礦組成復雜，含多種有害重金屬元素，而且鎳、鈷含量低，其冶煉過程中會產生大量的重金屬廢水、廢渣[3]。從環保角度考慮，從鋰離子電池生產過程及廢鋰離子電池加工的中間品回收鎳、鈷，是優于從原礦冶煉生產的選擇。

2.3 失效鎳鈷資源再循環技術先進成熟

近年來，國家大力鼓勵失效鎳鈷資源清潔處理技術的發展，已經涌現出一批在失效鎳鈷資源再循環方面擁有較高水平和核心技術的高科技企業，有的甚至已經列入了國家環保部示范工程和目錄，以及國家重點環境保護實用技術示范工程。這些高端技術和應用工程的推廣實施，不僅保證了從失效鎳鈷資源中分離提取過程的安全性和先進性，而且達到了鎳鈷資源的高效回收，同時實現了無二次污染[4-5]。

以Brunp公司的“廢舊電池資源化利用工程”為例，該項目年回收廢舊電池和各類失效鎳鈷資源6 000 t以上，鎳鈷綜合回收率高達98.5%，該公司總體回收處理規模和綜合技術水平目前在亞洲穩居第一，是僅次于比利時Umicore的全球第二大失效鎳鈷資源綜合利用企業[6]。

3 綜述

失效鎳鈷廢物的種類繁多、成分復雜，但其環境污染可控、資源價值巨大、戰略意義深遠，加之國內已經具有專門處理這類廢棄資源的世界級高科技企業，因此，我國要在堅決遏制有害的“洋垃圾”流入中國的同時，也應該更加科學地看待失效鎳鈷資源的戰略意義。根據我國現在的發展態勢，從國家宏觀政策層面或行業發展前景考慮，確有必要盡快啟動這類失效鎳鈷資源的海外進口試點或定點利用的評估和推進工作，為我國鎳鈷等資源的可持續發展探尋出一條科學的發展之路。

[1]楊曉菲.從供求關系看未來鈷價走勢[J].中國金屬通報，2012，30：23-25.

[2]有色金屬協會鈷業分會.國內外鈷市場現狀及展望[J].中國有色金屬，2011，18：62-63.

[3]李文杰.鎳鈷冶煉過程污染物排放特征及治理技術研究[J].甘肅科技，2012，29(19)：41-43.

[4]李長東，余海軍，陳清后.從廢舊鋰電池中回收制備三元正極材料的研究[J].資源再生，2011(8):62-65.

[5]余海軍，袁杰，李長東，等.電動汽車用動力蓄電池回收利用標準化發展思路研究[J].汽車與配件，2012，41：20-23.

[6]Yu Haijun，Zhang Tongzhu，Yuan Jie，et al.Trial study on EV battery recycling standardization developm ent[J].Advanced M aterials Research，2013，610-613：2170-2173.

Strategic research on recycling of invalid nickel and cobalt resources in China

YU Haijun1,LIU Yuan2,XIE Yinghao1,YIN Lin1
（1.Foshan Brunp Recycling Technology Co.,Ltd.,Foshan 528244,China; 2.China Association of Environmental Protection Industry，Beijing 100037,China）

Recycling of nickel and cobalt m etal that are the global strategic resources are the research priorities in this paper,especially the invalid nickel and cobalt resources in the field of renew able resources,w hich seem like a hidden urban m ine.Under the resource quality,technical route,environm ental control and other m ultiple perspectives, the nickel and cobalt resources are investigated and analyzed,and find that it is necessary to adjust the m acroeconom ic policies strategically,regard the invalid nickel and cobalt resources as strategic resource reserves,and prom ote the scientific the pace of developm ent and recycling of the secondary recovery at hom e and abroad as soon as possible.

recycling;invalid;nickeland cobalt resources;strategic research

F124.5；X758

A

1674-0912（2013）09-0010-03

2013－06－13）

報廢汽車回收拆解企業總量控制政策或將松綁

廣東省戰略性新興產業核心技術攻關“廢鋰離子電池資源化利用及其定向循環動力級電池材料研究”基金項目（2011A032302001）

余海軍（1979-），男，重慶人，學士，主要從事節能環保與循環經濟領域的前沿技術、產業和品牌戰略研究。

已經實施10多年的《報廢汽車回收管理辦法》（307號令）或將作出重大修改。據報道，在日前舉行的2013中國國際回收大會上，中國物資再生協會常務副會長龍少海透露，有關方面或將放寬對報廢汽車回收拆解企業的“總量控制”。截至2012年年底，國內擁有報廢汽車回收拆解資質的企業有522家，和全國337個地級以上城市和2 000多個縣級城市相比，500多家資質企業并不多。“這主要是總量控制的因素造成的，307號令要求地級城市有1家，省會城市有2家，直轄市像北京、上海有4家，其他有2家。”龍少海說，修改307號令，主要就是在這方面放寬。 龍少海稱，今后企業要想取得資質，一是要符合各省的規劃，各省要根據當地的汽車保有量、人口密度來具體設立。“譬如一個城市達到30萬輛汽車后，成立一家，超過這個數量了，再新成立一家。”其次就是要符合汽車拆解規范的硬性要求。龍少海預計，2020年，具有汽車拆解資質的企業將達到1 500家，每家企業的年均回收量將從目前的2 000輛上升到4 000輛。