科创中国

镍作为我国战略性新兴矿产，广泛应用于合金、化学电池、电镀等领域，随着新能源产业的迅猛发展，动力锂电对硫酸镍需求几何倍增。高压酸浸（HPAL）工艺解决了低品位褐铁矿型红土镍矿的低成本、大规模提取难题，使红土镍矿成为全球硫酸镍的主要供给，其主要工序包括浸出—除杂—镍钴沉淀—过滤，其中镍钴沉淀是整个工艺流程的核心环节。传统镍钴沉淀工艺直接采用硫化物、氧化镁或氢氧化钠等作沉淀剂，分别存在硫化氢沉淀剂剧毒导致的安全、环保隐患及制备设施与主工艺匹配性差的问题，对氧化镁活性要求极高导致的推广难度大、技术受国外专利垄断的问题，氢氧化钠强碱快速反应导致的产品颗粒小、沉降难度大、含水率高的问题。针对以上技术难题，项目团队构建了“三个替代”的创新思路，即寻求以弱碱替代强碱控制反应速度、以原料镁界内循环替代外部引入、以MHP晶种前置重整替代爆发式形核，经过多年技术攻关，研发出碱基活化控制技术（AACP），并应用于多个大型红土镍矿项目。

（1）揭示了溶液中镁作为转碱介质的行为特性，创建了以镁为载体的组态转化与溶度重构机制，发明了氢氧化钠原位碱基转化技术，解决了MHP沉淀体系沉淀剂离子化过速而导致的均相爆发式成核问题，通过镁介质界内循环为MHP沉淀颗粒生长机制创造了先决条件。 （2）探明了MHP颗粒二次构建过程多因素影响规律，开发了前置晶种重整与模板诱导生长技术，解决了颗粒杂质含量高、水合度高和尺寸小的问题，使得MHP产品有较优的沉降性能，实现了MHP产品镁含量<1%，含水率<50%，镍含量>40%的效果，产品质量全面优于传统方法。 （3）创立了技术应用过程因果交互作用模型和动态逻辑，开发了收敛式系统调控技术，实现了工艺过程现象原因定性化及调控过程定量化，确保了MHP产品产能、品质稳定，不受其他外部条件影响。项目整体作业率、项目达产率分别超出氧化镁沉淀技术2.2%和37.5%。

该技术工艺原料适应性强，过程控制稳定，使产品质量大幅提升，生产成本大幅降低，将红土镍矿湿法冶炼工艺技术推向了新的发展阶段，引领了世界红土镍矿湿法冶炼行业科技进步，市场竞争力强。该技术于2013年成功应用于中冶瑞木巴新红土镍矿项目，已推广至力勤、华越等印尼红土镍矿项目，技术重现性好，成熟度高，应用前景广阔。

刘诚，项目负责人，主持本项目的整体工艺理论研究、工艺及工程设计、方案论证及技术应用与实施等全面工作，在项目准备和执行过程中做出重大决策，对该成果工程化推进、实施及控制等方面作出突出贡献。作为本项目氢氧化镍制品及其制备方法(专利号201410425999.4)主要发明人之一，承担工艺研究、工程合理布局及现场调试等工作。殷书岩，技术发明人之一，主持、参与该技术前期的研发全过程工作，作为专业负责人负责该项目实际应用的瑞木项目前期可研、工艺方案、基本设计、详细设计、设备采购支持、现场施工、投产试车、生产服务等工艺及工程工作。在该技术应用过程中制定合理优化方案、现场调试等方面做出贡献。

该技术成果在2020-2022三年累积产出MHP产品镍金属量近20万吨、钴金属量近2万吨，产值超400亿元。随着该技术在一带一路国家不断推广应用，预计未来5-10年内，将创造镍金属量100万吨/a、钴金属量10万吨/a、产值2000亿元/a的庞大产业群，为我国镍钴资源—新能源产业链战略资源安全提供强力支撑。经济和社会效益显著。

项目团队构建了“三个替代”的创新思路，即寻求以弱碱替代强碱控制反应速度、以原料镁界内循环替代外部引入、以MHP晶种前置重整替代爆发式形核，经过多年技术攻关，研发出碱基活化控制技术（AACP），并应用于多个大型红土镍矿项目。该技术于2013年成功应用于中冶瑞木巴新红土镍矿项目，已推广至力勤、华越等印尼红土镍矿项目，技术重现性好，成熟度高，应用前景广阔。希望通过技术转让的方式进行转化落地。