(一)背景
据美国地质调查局(USGS)公布的2015年最新统计数据显示,我国已探明的镍资源量占全球资源的3.70%,主要用于制作不锈钢、镍基合金、电池等。近年来,在国家一系列政策的扶持下我国的新能源汽车行业一路高歌猛进,在其带动下锂离子电池相关行业发生了飞速的增长。根据高工产研锂电研究所(GGII)统计,2014年我国锂离子电池产量为31.35 GWh、电池正极材料产量为9.7万吨,到2017年锂离子电池产量达85.36 GWh、电池正极材料产量为32.3万吨。正极材料是电池中影响电池性能的关键组分,正极材料产能的不断扩张直接推动了含镍钴金属矿物的开采加工,同时电池报废量也逐年增加,据GGII预测,到2020年我国含镍电池废料产量为15万吨,含镍电池报废量将达到25万吨,催生了电池废料再生利用行业迅速兴起。
根据GGII统计,随着锂电三元材料产量的增长金属镍的消耗将逐渐的加大,2014年到2017年三元材料产量分别为2.35万吨、3.65万吨、5.5万吨、7.5万吨,据GGII预测,到2020年三元材料的产量将达到22.5万吨,三元材料中主元素镍按30-50%%粗略计算,对于金属镍的需求量大概是6.75-11.25万吨。
(二)目的和意义
采矿加工和电池废料再生利用过程会产生大量含镍钴的废料。为了避免产生的废料对生态环境及人体健康造成伤害,同时也是为了实现对废料中有价金属的资源化利用,目前常采用焙烧、破碎、分选、浸出、萃取、过滤、沉淀等工序首先将废料中的金属元素转化为溶解态,然后对溶液进行净化和富集,最后通过添加沉淀剂的方法制得这些金属的(复合)氢氧化物或(复合)碳酸盐。
粗碳酸镍就是这一资源化利用工艺路线的产出成果之一,由于粗碳酸镍的原料为含镍钴、镍锰等矿物和含镍电池废料,其组分较为复杂,因此其回收再生处理所制得的碳酸镍产品中的物理特性和化学组成与工业级标准存在较大差距。为了满足下游行业对不同回收处理工艺制得碳酸镍产品的质量要求,必须对其化学组分等指标项目和参数进行统一和规范。
作为一种资源再利用产品,粗碳酸镍产品标准的制定符合市场发展的需求,该产品标准的制定是产品质量和下游行业需求的有效保障,对于推动含镍矿物及电池废料的资源化循环利用和绿色发展具有重要意义。
(三)必要性
1)、落实国家政策对再生资源利用行业发展的推动
根据《循环经济发展战略及近期行动计划》(国发〔2013〕5号)要求,加强再生资源规范管理,建立健全再生产品的推广应用,加强共伴生矿产资源及尾矿的综合利用,预计到2020年,工业固体废物综合利用率达到73%以上。以及工信部、商务部、科技部联合发布了“关于加快推进再生资源产业发展的指导意见”,其中指出以产生量大、战略性强、易于回收利用的再生资源品种为重点,分类指导,精准施策,完善技术规范,实行分重点、分品种、分领域的定制化管理。而粗碳酸钴产品标准的制定正式符合我国政策推动再生资源利用行业发展的一举措。
2)、缓解我国经济发展同资源约束和环境保护之间的矛盾
随着国内对镍资源需求的逐渐增加,天然资源的有限直接限制经济的发展,在加上镍资源采矿加工和电池废料再生利用过程产生了大量含镍钴的废料,通过对这些废料的回收利用获得粗碳酸镍产品,能够解决我国经济发展和资源约束之间的矛盾,也有利于解决我国经济发展和环境保护之间的矛盾。
3)、满足市场发展需求
由于再生资源回收行业内不同企业的工艺技术水平差异,导致产生的产品成分含量不均匀,杂质元素多,不能满足下游行业对粗碳酸镍产品的质量要求,该标准的制定能够统一和规范产品的化学组分等指标项目和参数,符合市场发展的需求。