从钱币到电池 新能源化学元素巡礼：镍
洪晓峰 编辑 技术学堂2022-04-12 00:10
化学制取与常见反应
镍是铁系第三 元素 （ 查成交价 | 车型详解 ），外观上面和铁、钴一样，高纯度情况下都是银白色密度很高的金属非常的坚硬，高纯度镍棒常在实验室作为电极使用，颗粒状的镍也叫镍花在实验室中使用的更多。
镍金属的稳定性极高，镍颗粒直接在高温火焰下灼烧，部分位置会像铁一样生成黑色氧化物，还有些部位会被亮蓝色氧化物包裹。镍有三种氧化物，即氧化亚镍（NiO）,四氧化三镍（Ni3O4）及三氧化二镍（Ni2O3）。三氧化二镍仅在低温时稳定，加热至400~450℃，即离解为四氧化三镍，进一步提高温度最终变成氧化亚镍。
高纯度镍对酸腐蚀也有很高抗性，镍花置于硫酸中加热只会产生少量气泡，室温中放置一周也只会让溶液微微变绿，参加反应的镍少得可怜，如果你加大硫酸的浓度，镍会和铁一样发生钝化，表面产生致密的氧化物保护内部的镍，导致反应停止。
强碱对于镍来说也是一样，甚至在熔融氢氧化物的时候主要使用的都是镍制坩埚，离谱的是单质氟的相关反应实验也采用镍制容器，镍连被称作死亡 元 素的单质氟都不怕，（氟是卤素元素，单质氟化学性质极其活跃，最强的氧化剂之一，甚至在一定条件下能够和部分惰性气体反应）。
镍的化学性质过于稳定，所以实验室中采用的大多是颗粒更细的镍粉。镍粉制取可以采用氧化镍与氢气反应，这个反应的制取量小，纯度不高。
氧化镍与氢气加热生成镍粉与水
更纯的镍粉则是采用四羰基合镍的热分解来得到的，四羰基镍是一种剧毒气体，蒸汽混合空气见火 星 还会爆炸，所以用这玩意儿制镍很可能就要造镍了，危。实验室里四羰基合镍难以保存，所以工业上多采用羰基镍粉来制备纯镍。制备镍粉还可以通过分解镍的另一种化合物二茂镍来获得，深绿色晶体状的二环戊二烯合镍Ni（C5H5）2对热敏感需要充氮气保存。
镍粉活泼性就很高了，和稀硫酸反应就和之前完全不同，加热后会剧烈反应快速溶解在硫酸之中，溶液的颜色也转为绿色，这个溶液可以提纯出七水合硫酸镍。镍和稀硝酸反应会更加的暴力，稍微一加热镍粉就消失不见了。
镍粉与稀硫酸反应（上）镍粉与稀硝酸反应（下）
镍与强碱反应与和强酸完全不同，镍粉甚至无法和大部分强碱进行反应，氢氧化镍的制取只能采用土办法，往镍盐溶液中添加强碱制取的氢氧化镍。
硫酸镍与氢氧化钾反应生成氢氧化镍和硫酸钾
镍粉和氧气可以很轻松的反应，如果在反应中掺杂点水蒸气，镍粉甚至能够自燃，生成的镍氧化物是绿色粉末状，没错和抹茶粉一模一样，很容易和强酸生成对应的镍盐。与氧气长时间反应，会生成三价镍组成的三氧化二镍，3价镍是一种超强的氧化剂，在氧化反应中会被还原成稳定的2价镍。
镍粉非常的怕氨水，镍粉和浓氨水的混合物放在一起加热，镍粉很容易就被氨水侵蚀，氨对于镍离子有非常强大的络合能力。在镍盐溶液中加入浓氨水，氨能够赶跑镍盐水合物中的水，行程氨络合离子。在三元前驱体制取中需要用到一定浓度的氨水最为络合剂。
六水合硫酸镍与浓氨水反应
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化学制取与常见反应
镍是铁系第三 元素 ，外观上面和铁、钴一样，高纯度情况下都是银白色密度很高的金属非常的坚硬，高纯度镍棒常在实验室作为电极使用，颗粒状的镍也叫镍花在实验室中使用的更多。
镍金属的稳定性极高，镍颗粒直接在高温火焰下灼烧，部分位置会像铁一样生成黑色氧化物，还有些部位会被亮蓝色氧化物包裹。镍有三种氧化物，即氧化亚镍（NiO）,四氧化三镍（Ni3O4）及三氧化二镍（Ni2O3）。三氧化二镍仅在低温时稳定，加热至400~450℃，即离解为四氧化三镍，进一步提高温度最终变成氧化亚镍。
高纯度镍对酸腐蚀也有很高抗性，镍花置于硫酸中加热只会产生少量气泡，室温中放置一周也只会让溶液微微变绿，参加反应的镍少得可怜，如果你加大硫酸的浓度，镍会和铁一样发生钝化，表面产生致密的氧化物保护内部的镍，导致反应停止。
强碱对于镍来说也是一样，甚至在熔融氢氧化物的时候主要使用的都是镍制坩埚，离谱的是单质氟的相关反应实验也采用镍制容器，镍连被称作死亡 元 素的单质氟都不怕，（氟是卤素元素，单质氟化学性质极其活跃，最强的氧化剂之一，甚至在一定条件下能够和部分惰性气体反应）。
镍的化学性质过于稳定，所以实验室中采用的大多是颗粒更细的镍粉。镍粉制取可以采用氧化镍与氢气反应，这个反应的制取量小，纯度不高。
氧化镍与氢气加热生成镍粉与水
更纯的镍粉则是采用四羰基合镍的热分解来得到的，四羰基镍是一种剧毒气体，蒸汽混合空气见火 星 还会爆炸，所以用这玩意儿制镍很可能就要造镍了，危。实验室里四羰基合镍难以保存，所以工业上多采用羰基镍粉来制备纯镍。制备镍粉还可以通过分解镍的另一种化合物二茂镍来获得，深绿色晶体状的二环戊二烯合镍Ni（C5H5）2对热敏感需要充氮气保存。
镍粉活泼性就很高了，和稀硫酸反应就和之前完全不同，加热后会剧烈反应快速溶解在硫酸之中，溶液的颜色也转为绿色，这个溶液可以提纯出七水合硫酸镍。镍和稀硝酸反应会更加的暴力，稍微一加热镍粉就消失不见了。
镍粉与稀硫酸反应（上）镍粉与稀硝酸反应（下）
镍与强碱反应与和强酸完全不同，镍粉甚至无法和大部分强碱进行反应，氢氧化镍的制取只能采用土办法，往镍盐溶液中添加强碱制取的氢氧化镍。
硫酸镍与氢氧化钾反应生成氢氧化镍和硫酸钾
镍粉和氧气可以很轻松的反应，如果在反应中掺杂点水蒸气，镍粉甚至能够自燃，生成的镍氧化物是绿色粉末状，没错和抹茶粉一模一样，很容易和强酸生成对应的镍盐。与氧气长时间反应，会生成三价镍组成的三氧化二镍，3价镍是一种超强的氧化剂，在氧化反应中会被还原成稳定的2价镍。
镍粉非常的怕氨水，镍粉和浓氨水的混合物放在一起加热，镍粉很容易就被氨水侵蚀，氨对于镍离子有非常强大的络合能力。在镍盐溶液中加入浓氨水，氨能够赶跑镍盐水合物中的水，行程氨络合离子。在三元前驱体制取中需要用到一定浓度的氨水最为络合剂。
六水合硫酸镍与浓氨水反应
3 新能源应用 镍产业解析 回顶部
新能源产业应用
我们常见的三 元 锂电池NCM的N都是指的镍，NCM是指含锂的多层金属氧化物——镍钴锰酸锂LiNixCoyMn1-x-yO2，制造镍钴锰酸锂的原料中镍的部分采用的是硫酸镍。我们上一趴介绍的关于镍的各种常见反应和各种化合物基本上都与制备三元锂前驱体相关。
镍盐有许多种，硝酸镍、氯化镍都算，那为什么只采用硫酸镍而非其他镍盐呢？氯化镍中有氯离子的存在，容易腐蚀不锈钢材质对反应设备的要求较高，如果氯离子残留在前驱体中，后续烧结工艺时容易腐蚀窑炉；硝酸镍价格高，而且N03-硝酸根离子残留在前驱体中，在烧结工艺中会产生NO一氧化氮、NO2二氧化氮等有害气体，在工业制取中不被采用。
硫酸镍的制取有三个来源，由原生物料生产、镍铁溶解、废料生产：
镍铁直接溶解
化学法制取硫酸镍方法历史悠久，最简单的就是采用硝酸和硫酸的混酸来氧化溶解金属镍，和上面我们谈到的实验室中镍与强酸反应是一样的。也就是常说的镍豆/镍粉直接溶解得到硫酸镍，这种方法设备复杂腐蚀严重、利用率低、环境污染较为严重。再通过电解又可以重新获得电解镍，也就是纯镍产品，每吨电解镍的耗电量在800-1000kWh。
原生物料生产
根据原料矿物不同分为两种，硫化镍矿与红土镍矿线路；硫化镍矿品位高很容易就能制取高冰镍，高冰镍可以制取电解镍和硫酸镍。而红土镍矿就比较复杂了，作为最主要的镍矿原料，红土镍矿分层，上层品位低但储量高，可以使用湿法高压酸浸的方法处理成MHP等湿法中间品；下层品位高，用火法处理。目前镍的主要生产路径是下层红土镍矿通过火法RKEF到镍铁，再到不锈钢（该路径占比超过50%）。
总体来说红土镍矿生成硫酸镍共有四类方法 ：
湿法高压酸浸路径 ，上层低品位红土镍矿的湿法冶炼-MHP等湿法中间品-硫酸镍+硫酸钴；
火法前硫化路径 ，下层高品位红土镍矿的火法冶炼硫化到低冰镍-高冰镍-硫酸镍；
火法后硫化路径 ，下层高品位红土镍矿的火法冶炼-镍铁-高冰镍-硫酸镍；
富氧侧吹方式 ，用熔炼炉替代电炉，对原材料的适用度高，增加热反应效率，核心在于硫化方式的改变。
最具代表性的企业包括瑞木、华友、青山、盛屯、中伟等等。
镍 有色金属产业作为有色金属大宗 商 品，镍期货也是行业风向标，最近镍期货的走势可谓是跌宕起伏，国内方面沪镍在3月初和中下旬两次上攻，虽然今日已经回到较为合理的价格位置，但是伦敦金属交易所LME似乎还没有从“妖镍”闹剧中解脱，从铝到锌LME六大主要金属合约的可用库存目前已降至1997年以来的最低水平。
随着2021年全球工业活动在疫情后附属，LME的金属库存已经在下降，而且目前全球物流和航运系统还是处于混乱的状态。俄乌冲突爆发后，俄罗斯作为高纯度镍储量丰富的国家，从其供应商处获得货物变得完全不可能，同时交易所库存较低的时候也很容易遭受到逼空行情的冲击，“妖镍”风波之后LME甚至对金属价格市场波动幅度设置了15%的上限。
金属镍在全球市场中，74%用于不锈钢生产制造，在电池用途方面目前仅占5~8%，但是中国2021年的纯电动汽车新车销量增加到了上年的2.6倍，以目前全球电动车发展的趋势来看，预计对电池用途的需求会进一步扩大。
目前青山控股作为国内第一大镍铁生产商，已经蜕变成为全球最大的镍铁生产商，也是3月伦敦金属交易所LME“妖镍”事件的主角之一。青山控股在印尼拥有两大工业园区，2020年镍产量46万吨，未来还会继续大幅度扩容，来应对国内及全球快速增长的新能源电池需求。
产业前景
镍钴锰酸锂三元材料中，镍呈现正二价是主要的电化学活性 元素 ，三元材料NCM：让钴Co来防止镍Li-锂Ni混排，让锰Mn来稳定材料的结构，镍Ni作为提供高容量的主力。所以目前主流的三元锂NCM811、NCM622、NCM523、NCM111中镍含量越高能量密度也就越高。同时镍的成本相对来说较低，高镍配方在成本上也还是有优势的，所以客观上对于镍的需求整体是会上升的。
但目前全球经济形势不容乐观，受到多重因素影响，疫情、逆全球化、美元加息周期、全球CPI飙升、民粹主义抬头、俄乌战争，这些都时时刻刻影响着正常的经济活动和社会发展。有色金属产业从LME库存储量就能 发现 ，全球产业链体系供需正在出现问题，疫情导致停工停产、国际航运混乱，全球大宗商品价格飙升，PPI CPI产生恐怖的剪刀差，目前正值美元加息周期，叠加疫情影响已经有部分国家出现国家破产的危机，黎巴嫩、斯里兰卡首当其冲，未来还有更多国家陷入经济困境，我国经济也已明确进入滞胀。所以对于新能源产业是否能够继续高速增长可能会取决于许多未知因素，目前国内电动车已经出现全面涨价的情况，PPI端的涨价终会传到到CPI端，美元从 无限 QE到瞬间加息50个基点，最终又将是谁来抗下一切？
回到镍的话题来，镍作为一种不是非常稀缺的有色金属，主要还是应用于不锈钢，从二级市场来看，新能源端带来的增长已经反应在了相应公司的股价上，资本的速度总是最快的，市场表现也总是如实反应资本预期的，未来镍的增长可能要从《“十四五”原材料工业发展规划》提出的开发“城市矿山”资源中挖掘了，有色金属稀有金属的回收再利用。或者抓准美元加息周期，在外汇储备被摧毁的国家中也实施马歇尔计划，可以把放的水流到海外的基建项目中去，掌控产业链源头、控制能源、削弱美元霸权、收获国际友谊等等好处还是很多的，可别再让水流进房地产了。
镍产业链非常清晰，最主要的用途就是镍合金（铸币）、电池（镍氢、镍铬、三元锂）、电镀、不锈钢。除此之外，还能成为许多化学反应不可或缺的催化剂，纳米铁酸镍NiFe2O4在新兴材料领域价值很大，它可以催化二氧化碳分解，使其重新变成碳和氧气，从而在太空等高精尖领域得以应用。然而镍与我们生活也是息息相关，平均每5个人里就有1个人，会对镍离子存在或轻或重的过敏反应，镍甚至被指与诱发某些癌症相关，所以目前对于日常使用的不锈钢中该添加多少镍仍然存在争议。
如果你带钢制手表时间一长会烂手腕，恭喜你，你对镍过敏，真的是造镍啊。
（图/文/摄： 洪晓峰）
@2019
镍的冶炼镍的生产方法分为什么
1.一种火法提取镍的生产方法，它依次按以下步骤进行： (1)废料整备：整备含镍废料待用， (2)称量混料：按规定的原料重量配比，分别计量称取物料混配成混合料，其特征在于：在上述废料整备的步骤中所说的含镍废料是含镍废催化剂，或含镍废脱硫剂，或将含镍废催化剂和含镍废脱硫剂经过湿法提取钒、钼后排弃的含镍残渣，在上述称量混料的步骤中所说的规定的原料重量配比为：含镍废料1份，还原剂：焦炭或硅铁0.01∽0.25份，熔剂：石灰或硅石0.10∽0.50份， (3)还原熔炼：将混配成的混合料送入冶炼炉内进行还原熔炼反应，控制还原熔炼温度为1000∽1600℃、还原熔炼时间为0.5∽3小时，排弃初级镍铁渣后制得含镍中间合金液， (4)氧化精炼：在排弃初级镍铁渣后制得含镍中间合金液的冶炼炉内按如下重量配比称取物料加入冶炼炉内：含镍中间合金1份，熔剂：石灰0.2∽3.5份，铁矿石0.01∽0.30份，吹入氧气进行氧化精炼，控制氧化精炼温度为1000∽1700℃、氧化精炼时间为1∽4小时，倾渣后即制得精炼的镍铁合金液， (5)镍铁合金产品：将氧化精炼制得的镍铁合金液进行浇铸，冷却脱模后即制得精炼合格的镍铁合金产品。
湿法冶炼：一般红土镍矿含Ni在0.8~3.0%之间，含Co在0.02~0.3%之间，湿法冶炼仅提取其中的Ni和Co，其余近97%部分包含含量较高的Fe（占总量的10~45%%）和少量的Cr全部作为固体废弃物废弃，需建专门场地堆集；湿法冶炼采用液态酸或氨作为Ni、Co的浸出剂，使用后除部分回收利用外，其余均以液态经处理后排放江河或汇入废液潭；湿法冶炼中还会产生大量的CO2气体排放。由于生产中产生的固体、液体、气体废弃物不能被循环利用，从而对环境造成极大危害，属三废全排放。好象在我国已经放弃这种冶炼方式了！
火法冶炼：无论是电炉还是高炉，生产中产生的固体炉渣因已经高温煅烧，经干燥研磨即成为低强度的水泥，是水泥生产厂家生产标准水泥时最佳的填充剂，也是砖瓦厂生产砖瓦的优质原料，可100%得到循环使用；另外，高炉生产中使用的冷却水，可建封闭冷却水池循环使用；高炉冲渣水也可沉淀后循环使用。因此火法冶炼产生的固体、液体废弃物几乎全部得到循环回收利用，在三废中彻底解决了二废，因此是我国镍金属提炼工业发展的方向。但无论是电炉还是高炉，对生产中产生的CO2排放尚没有彻底解决的办法，国际上也没有解决此难题的报导。由于红土镍矿与一般铁矿相比硫含量较低，因此生产中SO2排放较一般生铁冶炼大大减少，但火法冶炼中对煤气的回收利用，对粉尘的回收利用则是重点。其中电炉占地面积小，较易处理；高炉则相对工程与投资量较大。
镍矿的烘干。镍矿要在850～1000℃之间将水分烘干至含结晶水3％以下。方法一是在回转窑内将水分烘干；方法二是堆积法，将镍矿与一定比例的助燃剂均匀混和后，将其在引火物上堆积成一定几何形状的锥体，点燃引火物，吹风助燃将煤矿烘干或烧结。
镍矿的烧结。用回转窑烘干后的粉镍矿，团球造粒，在回转窑中停留40～60 min，炉料中60％～90％铁的氧化物变为氧化亚铁，少量(0～10％)还原成金属；0～40％，的镍被还原成金属镍。
矿石中的吸附水和结晶水约为30％～35％，其中含结晶水15％～20％。中钢吉铁曾在5 MVA电炉上使用未被烘干处理的镍矿生产粗镍合金，但由于镍矿中含有大量水分，不仅耗电多，而且结晶水分解导致炉料经常翻渣，炉温偏低，渣铁的流动性极差，出铁困难，影响经济技术指标，阻碍正常的生产秩序，因此，镍矿必须进行烘干或烧结处理。
我也是个半吊子，不是很了解。希望有同行能够请教下！
你要这东西是做什么的呀？
我是做贸易的，我们都是自己慢慢摸索的，不是很专业！
问题二：镍氢，镍镉电池是危险品吗 电池不算危险品，但是属于保存不当容易燃烧的物品，要真是危险品就不会允许充电宝之类的带上飞机了。
问题三：为什么镍氢锰电池可以空运，锂电池，铅酸蓄电池等都不可以？ 锂电池类电子产品由于体积小价值高，通常采用航空运输。考虑到锂电池有起火爆炸引发空难的危险因素，民航总局已经专门向各航空运输公司发布了《锂电池航空运输规范》的行业标准，要求各航空运输公司切实加强锂电池航空运输安全。民航总局明文规定，没有UN38.3检测合格报告或证书的锂电池不能收运。
锂电池UN38.3测试是指在联合国针对危险品运输专门制定的《联合国危险物品运输试验和标准手册》的相关款，即要求锂电池运输前，必须要通过高度模拟、高低温循环、振动试验、冲击试验、55℃外短路、撞击试验、过充电试验、强制放电试验，才能保证锂电池运输安全。
自1991年以来，仅在美国就发生了60起锂电池引发的空运火灾事件。因此中国国家民航总局明文规定：电池运输要检查是否有UN38.3检测合格报告或证书，没有的不能收运。
UN 38.3锂电池具体测试方法
锂电池必须按顺序进行试验 1 至 5。实验 1 至 4 要求质量大于 5g 的电池质量损失不超过0.1%,电池无渗漏、无排气、无解体、无破裂和无燃烧，并且每个电池在试验后的开路电压不小于其在进行这一试验前电压的 90%。
1. 高度模拟
在20℃±5℃的环境温度下，电池在 11.6kPa 的气压下保持 6 小时。
2. 温度试验
电池在试验温度等于75℃±2℃下存放至少 6 小时，接着在试验温度等于-40℃±2℃下
存放至少 6 小时。两个极端温度之间的最大时间间隔为 30min。这一过程须重复 10 次，接着将所有电池在环境温度20℃±5℃下存放 24 小时。
3. 振动
振动为正弦波形，频率在7Hz 和200Hz 之间摆动再回到7Hz 的对数扫频为时 15分钟。
这一过程须在三个互相垂直的电池安装方位的每一方向都重复进行12 次， 总共为时 3小时。
4. 冲击
电池须承受最大加速度150g和脉冲持续时间 6ms的半正弦波冲击。每个电池须在三个
互相垂直的电池安装方位的正负两个方向经受 3次冲击，总共经受18 次冲击。
5. 外短路
电池在外电阻小于 0.1Ω条件下，在 55℃±2℃的环境温度下进行短路试验，短路时间
持续到电池温度恢复到电池壳温度恢复到55℃±2℃后，观察6 小时。要求电池外壳温度不超过170℃，并且试验后6小时内无解体、无破裂和无燃烧。
6. 过度充电
在两倍最大连续充电电流，两倍最大充电电压的情况下，对电池充电 24 小时，观察 7
天。七天内电池应无燃烧、无解体。
问题四：镍氢电池放在产品内一起走海运,能不能算普通货物运输 10分 LZ唬电池可以来找我，超过45KG可以走空运，深圳交货，香港起飞，可以走。
如果你的镍氢电池是一小部分的话，可以放进去跟其他货物一起海运出去，到时别申报就行了。
看运气吧，我只能这么建议你。
问题五：镍氢电池UN38.3需要准备哪些资料 N38.3是指在联合国针对危险品运输专门制定的《联合国危险物品运输试验和标准手册》的第3部分38. 3款，即要求锂电池运输前的测试.
镍氢电池不在这个范畴里面的,做UN38.3报告一般是用来申请 空/海鉴定书，如果是用
镍氢电池去申请 空/海鉴定书的话根本就不需要做UN38.3报告！立讯检测BOB
问题六：蓄电池,充电宝是危险品的什么类别 蓄电池是，充电宝不是【汽车有问题，问汽车大师。4S店专业技师，10分钟解决。】
问题七：请问下镍氢电池HS编码是多少？ 你好!HS:85078010!
在内地机场申报出口通常提供:一般贸易报关所需资料!商检证!MSDS互货物安全鉴定书!属第九类危险品!
问题八：镍湿法冶炼中间产品是有毒有害危险品吗 是
