中国失效镍钴资源再循环的战略研究

余海军，刘媛，谢英豪，尹琳

（1.佛山市邦普循环科技有限公司，广东528244）（2.中国环境保护产业协会，北京100037）

中国失效镍钴资源再循环的战略研究

余海军1，刘媛2，谢英豪1，尹琳1

（1.佛山市邦普循环科技有限公司，广东528244）（2.中国环境保护产业协会，北京100037）

以全球战略资源的镍钴金属再循环作为研究重点，特别是在再生资源领域里的失效镍钴资源，它好比一座潜伏的城市矿山。从资源品位、技术路线、环境控制等多个角度对其进行分析研究后发现，从战略角度调整宏观政策，将失效镍钴资源作为一种战略储备资源，尽快推动国内外二次开采的科学发展和再循环步伐十分必要。

再循环；失效；镍钴资源；战略研究

随着科学技术与国家经济的发展，中国对有色金属资源的需求量越来越大，其中钴广泛应用于航空航天、硬质合金、电池生产等众多领域；而镍则广泛应用于各种有色合金、不锈钢以及二次电池的生产。镍钴资源在中国甚至全球的需求量都非常大，已然成为全球战略资源。

中国镍钴矿资源稀缺，品位低，长期依赖从非洲和澳大利亚等地进口矿石以满足国内对镍钴资源的需求。随着镍和钴这两种不可再生资源的日渐耗竭，以及从降低对外国进口原矿的依赖程度考虑，我国亟需开辟一条从全球再生资源库中挖掘失效镍钴资源的新型途径。锂离子电池生产过程和废锂离子电池加工后的中间品就是一种十分值得开发的失效镍钴资源，它镍钴含量高，且不含铅、汞、铬、镉和类金属砷等五类重金属污染物，加之其回收再循环技术成熟和污染防治可控等特性，已被国际公认为是一种环境友好的可再生资源。

1 镍钴资源现状

1.1 钴资源的现状

中国是钴资源十分贫乏的国家，国内单一的钴矿极少，通常以伴生状态存在于铜镍铁等矿床中。按照中国国土资源部2010年全国矿产资源储量通报，中国钴储量基础为7.33万t，但具有经济开采价值的仅为4.09万t，占世界可开采量的1.03%，且国内钴矿品位低，冶炼难度大，成本高。

相对的，近年来随着国内航空航天、电池、硬质合金等产业的快速发展，中国对钴保持着很高的需求。2005—2011年期间，中国原生钴消费量从1.1万t增加到2.54万t，年均增速达17%。由于中国钴矿资源稀缺，为满足巨大的钴需求，每年都要从国外进口大量钴矿，仅2012年1—5月，中国已经进口钴矿8.36万t[1]。

随着中国经济的持续发展，钴消费量还会保持较高的增长。据预测，到2015年，中国原生钴需求量将达到4.15万t，平均增长率为14%[2]。国内仍将长期处于钴资源紧缺的瓶颈。

1.2 镍资源现状

中国的镍资源同样紧缺，全国探明的镍储量仅为828万t,占全球可探明总量的5.1%；2010年中国镍消费量为50.5万t，占当年全球镍消费总量的34.5%，自给率仅为18%。

由于不锈钢、镍氢电池以及原材料镍消费的急剧增加，每年都需要从国外进口大量的镍矿及各种镍产品以满足国内的需求。表1是我国2012年1—9月各种镍资源进口的数据统计，我国的镍资源供应已经严重依赖于国外进口。

表1 2012年1—9月镍资源进口情况 万t

1.3 失效镍钴资源现状

失效镍钴资源，最为常见的物料形态主要有粉料和浆料，在来源上主要有三大类，第一类是尾矿产物所形成的二次失效镍钴资源；第二类是素有“钴镍城市矿山”之称的从镍钴资源到成品的过程产物中间体（主要是指镍钴用量巨大的锂离子电池生产过程中所形成的中间品和废锂离子电池加工后所形成的中间品）；第三类就是废弃的镍钴类电池。其中，第一类属于原矿开采的末端产物，其富含的失效镍钴资源总量极低，未来增量有限，且二次污染治理难度较大；第三类虽然保有量和未来增长空间巨大，但在中国，废电池属于禁止进口的固体废物，所以无法回收国外废电池中大量的失效镍钴资源，与此同时，国内所有出口的电池企业还必须向国外缴纳回收处理费用。这一结果就是中国材料企业需要用高价从海外买矿到中国做成电池，然后在缴纳了污染治理的回收处理费用后低价销售给国外使用。这也被业界形象地称为“中国电池产业中间大两头堵”现象，因为中国在整个电池产业链中资源和销售都受制于海外，唯一能剩下的就是低廉而微薄的制造或加工利润，资源和市场仍然掌握在国外的寡头手中。

因此，另辟蹊径，重点将第二类从资源到成品的过程产物中间体作为研究和探讨的对象，这一类的产量和增量极其迅猛，同时也已成为国外众多有色巨头觊觎已久的重要战略资源。

锂离子电池生产过程的中间品主要包括钴酸锂、四氧化三钴、镍钴锰酸锂、镍钴锰氢氧化物等正极材料或前驱体的次品（不合格品）。废锂离子电池加工后的中间品主要包括经焙烧、过筛等处理后分离出来的正极材料。这些材料虽然从废锂离子电池上分离出来，但是在经过焙烧和分选工艺后，电解液和有机物等杂质已基本被除去，是比较纯净的镍钴加工原材料。

其实，国外众多企业已经将失效镍钴资源的回收作为重要的发展战略，例如规模比较大的比利时Umicore公司、日本的JX Nippon公司、美国的Toxco公司。由于这些企业所在国家并不限制含钴镍的废旧电池及其过程中间体的进口，因此他们都加紧了对失效镍钴资源回收的全球布局，尤其是对于中国失效镍钴资源市场的抢占越趋激烈。

在国内，随着科学技术的不断进步和创新，也已经形成了一批具备资源化回收处理失效镍钴资源技术的企业，比如亚洲最大的Brunp公司、Huayou公司和GEM公司等。但由于受制于国内的法律法规和政策，这些企业目前也仅限于在国内活动，发展空间有限，要与国外强大的竞争对手抢夺镍钴战略资源，没有政府的政策支持将很难有所胜数。

2 失效镍钴资源再循环的战略意义

2.1 失效镍钴资源进口的经济价值

镍和钴是锂离子电池生产过程及废锂离子电池加工的中间品的主要金属元素，这些中间品的镍含量约为20%～40%，钴含量约为10%～50%。相比而言，最好的原生钴精矿的钴含量也不足8%，且钴精矿只占钴产量的约6%，其余的都是镍、铜和其他金属的伴生矿产，钴含量一般不超过1%，可见锂离子电池生产过程及废锂离子电池加工的中间品是更为优质的镍钴资源。

表2为2006—2010年全球钴消费结构，随着近年来电子产品的发展，电池材料钴消费量已经超过2万t，占全球钴消费量的30%以上。可见，失效镍钴资源是一个潜力巨大的资源宝库。

表2 2006—2010年全球钴消费结构 万t

2.2 失效镍钴资源进口的社会效益

不同于废铅酸和镉电池，锂离子电池生产过程及废锂离子电池加工的中间品不含汞、铬、镉、铅、砷等黑五类污染物，废锂离子电池加工的中间品因为经过焙烧等加工处理，其中的电解质也已经被完全去除。

这些中间品具有很高的回收价值，主要的组分是钴酸锂、镍钴锰酸锂材料及其前驱体，其回收处理的污染物排放只有少量的废渣和氨氮废水。相反，镍钴矿组成复杂，含多种有害重金属元素，而且镍、钴含量低，其冶炼过程中会产生大量的重金属废水、废渣[3]。从环保角度考虑，从锂离子电池生产过程及废锂离子电池加工的中间品回收镍、钴，是优于从原矿冶炼生产的选择。

2.3 失效镍钴资源再循环技术先进成熟

近年来，国家大力鼓励失效镍钴资源清洁处理技术的发展，已经涌现出一批在失效镍钴资源再循环方面拥有较高水平和核心技术的高科技企业，有的甚至已经列入了国家环保部示范工程和目录，以及国家重点环境保护实用技术示范工程。这些高端技术和应用工程的推广实施，不仅保证了从失效镍钴资源中分离提取过程的安全性和先进性，而且达到了镍钴资源的高效回收，同时实现了无二次污染[4-5]。

以Brunp公司的“废旧电池资源化利用工程”为例，该项目年回收废旧电池和各类失效镍钴资源6 000 t以上，镍钴综合回收率高达98.5%，该公司总体回收处理规模和综合技术水平目前在亚洲稳居第一，是仅次于比利时Umicore的全球第二大失效镍钴资源综合利用企业[6]。

3 综述

失效镍钴废物的种类繁多、成分复杂，但其环境污染可控、资源价值巨大、战略意义深远，加之国内已经具有专门处理这类废弃资源的世界级高科技企业，因此，我国要在坚决遏制有害的“洋垃圾”流入中国的同时，也应该更加科学地看待失效镍钴资源的战略意义。根据我国现在的发展态势，从国家宏观政策层面或行业发展前景考虑，确有必要尽快启动这类失效镍钴资源的海外进口试点或定点利用的评估和推进工作，为我国镍钴等资源的可持续发展探寻出一条科学的发展之路。

[1]杨晓菲.从供求关系看未来钴价走势[J].中国金属通报，2012，30：23-25.

[2]有色金属协会钴业分会.国内外钴市场现状及展望[J].中国有色金属，2011，18：62-63.

[3]李文杰.镍钴冶炼过程污染物排放特征及治理技术研究[J].甘肃科技，2012，29(19)：41-43.

[4]李长东，余海军，陈清后.从废旧锂电池中回收制备三元正极材料的研究[J].资源再生，2011(8):62-65.

[5]余海军，袁杰，李长东，等.电动汽车用动力蓄电池回收利用标准化发展思路研究[J].汽车与配件，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）

报废汽车回收拆解企业总量控制政策或将松绑

广东省战略性新兴产业核心技术攻关“废锂离子电池资源化利用及其定向循环动力级电池材料研究”基金项目（2011A032302001）

余海军（1979-），男，重庆人，学士，主要从事节能环保与循环经济领域的前沿技术、产业和品牌战略研究。

已经实施10多年的《报废汽车回收管理办法》（307号令）或将作出重大修改。据报道，在日前举行的2013中国国际回收大会上，中国物资再生协会常务副会长龙少海透露，有关方面或将放宽对报废汽车回收拆解企业的“总量控制”。截至2012年年底，国内拥有报废汽车回收拆解资质的企业有522家，和全国337个地级以上城市和2 000多个县级城市相比，500多家资质企业并不多。“这主要是总量控制的因素造成的，307号令要求地级城市有1家，省会城市有2家，直辖市像北京、上海有4家，其他有2家。”龙少海说，修改307号令，主要就是在这方面放宽。 龙少海称，今后企业要想取得资质，一是要符合各省的规划，各省要根据当地的汽车保有量、人口密度来具体设立。“譬如一个城市达到30万辆汽车后，成立一家，超过这个数量了，再新成立一家。”其次就是要符合汽车拆解规范的硬性要求。龙少海预计，2020年，具有汽车拆解资质的企业将达到1 500家，每家企业的年均回收量将从目前的2 000辆上升到4 000辆。