科技日報記者 馬愛平

“項目的運行將實現我國高鎳三元鋰電前驅體材料的短流程、低成本、綠色化制備。”日前，“紅土鎳礦制備鎳基新材料技術及工程示范”項目負責人中科院過程工程研究所研究員曲景奎告訴科技日報記者。

鎳作為我國重要的戰略資源，近年來需求量不斷提高，價格也持續走高。但是目前我國鎳需求的近一半需要依靠進口；隨著新能源汽車產業的快速發展，未來鎳、鈷等制備動力電池的必要原材料需求量將保持持續快速增長。

該項目屬于中國科學院科技服務網絡計劃（STS計劃）重點支持的項目。項目承擔單位為中國科學院過程工程研究所，項目參加單位有中國科學院蘭州化學物理研究所、中國科學院沈陽金屬研究所、杭州中昊科技有限公司和河北中科同創道格賽爾新材料科技有限公司。“項目以鎳基礦物為原料，經常壓浸出工藝，將得到的鎳鈷錳溶液制備成NCM三元鋰電池正極前驅體材料和高純鎳、硫酸鎳、硫酸鈷、金屬鈷、氫氧化鎳等產品。”曲景奎介紹。

中國科學院過程工程研究所與衡水市高新區合作，自2018年5月份開始，鎳基新材料項目先后完成了項目立項、土建和工藝設計、設備調研及采購、百噸級擴試實驗、土建施工、設備安裝等，2019年4月投料試車并打通工藝流程，實現連續穩定運行，生產的金屬鎳板、金屬鈷板、三元材料、單晶高溫合金等已得到國家權威檢測機構認證達到相關國家標準。

“項目采用的濕法冶金工藝相較于傳統火法工藝具有投資少、成本低、流程短和過程清潔等優點，且無三廢排放，新工藝較傳統工藝成本降低20%。隨著全世界鎳金屬需求量不斷增大，可以利用低品位礦石生產高質量產品的新工藝保障我國鎳金屬供應。”曲景奎說。

“該中試項目用時26天打通了工藝流程，反應溫度由120℃優化至105℃，鎳回收率從65%提高到91%，鈷回收率最終達到85%，并保持全流程連續穩定運行兩個月以上。中試運行成功后，將啟動年處理50萬噸紅土鎳礦制備鎳基新材料項目的融資、可研編制和工藝設計、環評、安評等項工作，預計2022年建成產業化生產線，實現產值近16億元，利稅5億元。”曲景奎說。

8月30日，該項目通過了中國科學院科技促進發展局在河北衡水組織的“紅土鎳礦制備鎳基新材料技術及工程示范”項目的現場檢查。9月12日，該項目完成了由中國科學院科技促進發展局在北京組織的項目總體驗收，由清華大學教授徐盛明、北京科技大學教授馮強、北京有色金屬研究總院高級工程師宋永勝、中國化工資產管理有限公司副總經理張皓等8位專家組成的專家組認為：由本項目三元前驅體制備的三元材料性能良好，其0.2C放電容量達到190mAh/g；制備了純度分別達到99.99%的金屬鎳和99.98%的金屬鈷；金屬鎳用于制備母合金，純凈化冶煉后氧、氮、硫含量分別控制在9ppm、5ppm和小于5ppm；單晶合金在980℃/248MPa條件下的持久壽命超過45小時。