由於環保政策、運輸費用、電價的制約,中國的不鏽鋼冶煉廠都在尋求在鎳礦產區建設鎳、鉻、錳合金的生產基地。 尤其以在印尼建設鎳鐵廠趨勢最爲強勁。
目前印尼的鎳鐵廠除了華迪的鎳鐵廠位於Makassar東南方向班塔恩縣境內的工業園區、在萬丹省建設一些小型的鎳鐵廠、哈利達在籌備在北加裏曼丹的煤產區建設鎳鐵廠以外,建設中的鎳鐵項目和擬建設的鎳鐵項目基本上都選擇在蘇拉維西東海岸、馬魯古等鎳礦廠區建廠。鎳鐵項目的分布十分密集。
近來對在南裏曼丹的SEBUKU島建設的鎳鐵生產線生產成本的分析,認爲:或許在建設條件優越的加裏曼丹煤產區建設鎳鐵生產線更爲經濟。
1. 在印尼 建設鎳鐵廠的優勢和劣勢
在印尼建設鎳鐵冶煉廠的成本優勢主要表現在四個方面。
一是礦石的優勢:不受印尼政府限礦政策的影響,購買沒有礦石出口權的小礦山的鎳礦,含鎳高,價格低。目前開採中的鎳礦距離駁船碼頭距離近,陸地運輸費用不高。另外,鎳鐵廠多建在海邊,上岸後汽車運輸距離近,有的項目還直接用皮帶運輸到料場。中國的鎳鐵廠只能購買有出口許可證的礦山的鎳礦;除了長途的海洋運輸費用,還需要支付中國港口的港雜費和陸路的短途運輸費用。從這個意義上講,目前在建的鎳鐵廠的競爭力值得研究。
第二個優勢就是電費的優勢。印尼政府允許鎳鐵廠建設自備電廠,電價的優勢不言而喻。在印尼高溫高壓發電機組的電廠發電成本在0.3元(人民幣)以下,考慮電廠建設投資的回收,用電價格在0.45元以下。目前中國大部分鎳鐵廠的電價在0.55元以上,冶煉一噸鎳鐵的綜合用電量在4000Kwh以上,電費的優勢不言而喻。
第三個優勢就是燃料的優勢。印尼煤以褐煤爲主,比較好的煤含揮發份在35-40%之間(發熱值>5000大卡),作爲回轉窯的燃料時,從安全考慮需要摻燒30%左右的澳大利亞煤。每噸鎳鐵燃料煤用量大約爲1.0噸,印尼優質褐煤的價格75美元/噸,價格不高,有利於降低生產成本。
第四個是勞動成本的優勢,印尼工人的工資比較低,但是印尼工人工作效率不高,需要經過中國公司的培訓。但是他們工作認真,根據SEBUKU礦山用工計算,招募印尼工人替代部分技術要求不高的中國工人,可以降低勞動力成本。
第五個是環境成本上的優勢。目前在中國,焙燒窯的脫硫和脫硝已經是必然的配置;電爐煙氣全部回收熱能或者回收煤氣做燃料,已經沒有直接排放的工廠;幹燥窯的煙氣嚴格控制外排量和煙塵濃度,並且在排放口進行實時監控。目前在印尼還遠遠沒有這樣嚴格的要求。另外,渣子的排放條件好。鎳鐵渣的外排在中國已經成爲鎳鐵生產廠的老大難問題,各種渣子利用技術,在如此大量的鎳鐵渣面前都顯得很無奈。
劣勢主要表現在三個方面:
一是建設成本高:目前中國的企業多數選擇鎳礦所在地建設鎳鐵廠,而鎳礦集中產區分布在相對來講比較落後的蘇拉維西地區、馬陸地區、巴新地區,投資大,提高了生產的財務費用。另外,這些地區是印尼的地震帶,建築等級要求按8級-9級地震設防,提高了建築成本。
二是目前作爲還原劑的蘭炭、焦粒和電極糊:蘭炭主要來源於中國,電極糊也從中國供貨爲主。好在這兩種原料用量不大,蘭炭在配料時只佔礦石量(含水20%)的礦4-5%。所以對成本影響不大。從長遠看,隨着加裏曼丹中部蘭炭廠的投產,可以降低對中國蘭炭的依賴。
三是備件和耐火材料: 印尼機械制造業正在起步發展,所以一些機械和電氣設備的備件,目前還依賴中國供應。目前,焙燒窯和電爐用的耐火材料基本上全部要從中國購買,提高了生產成本。但是,回轉窯的一次性壽命已經達到8年,且8年大修時也只是更換高溫段;礦熱電爐的正常爐令也在5年以上。所以耐火材料的影響是有限的。中國已經有耐火材料企業在研究在印尼建設耐火材料工廠。
2. 在印尼建設鎳鐵冶煉工廠採用工藝方案的探討
火法冶金生產高鎳生鐵有三種成熟的工藝。(1)高爐法:焦炭價格導致高爐工藝的虧損。(2)RKEF工藝是目前世界上鎳鐵生產的主導工藝。(3)直接還原工藝雖然成熟,但是還有一些工藝問題需要完善。
火法冶金生產低鎳生鐵在中國以高爐法爲主,但是在印尼則以建設自備電廠,採用回轉窯(燒結機)--礦熱爐冶煉工藝的成本優勢明顯,在另外的文章中已經討論過了。
隨着印尼大批鎳鐵廠的陸續投產,中國的鎳鐵將面臨全行業的困難局面。新建項目利用印尼廉價的電煤和鎳礦資源,產品回銷中國 ,將衝擊中國鎳鐵市場;產品直接冶煉成不鏽鋼,將加劇不鏽鋼行業的競爭,進而導致國內不鏽鋼減產,壓縮鎳鐵需求量。
借一帶一路的東風,在印尼、菲律賓等鎳礦和煤炭資源豐富的國家建設鎳鐵廠,無疑是一種正確的選擇。但是國外建廠投資風險大:政局的穩定、勞工政策的限制、資源的枯竭、宗教習俗差異、社會風氣、生活習慣不同…,諸多因素讓投資商望而生畏。
投資國外的鎳生產者商希望少投資、快投產、快產出、盡快收回投資。還有一些投資者希望利用鎳鐵廠項目建設,獲得出口準證 。
工藝的選擇將決定鎳鐵項目的成敗。由於焦炭價格的影響,高爐工藝已經退出競爭,下面對直接還原鎳鐵工藝、RKEF工藝進行比較,做爲投資者決策的參考。
2.1 直接還原工藝與RKEF工藝優勢和劣勢的對比:
RKEF工藝的優勢:
目前RKEF工藝生產了世界上鎳鐵總產量90%以上,可以講是它是鎳鐵生產的主導工藝。它的優點在於:
(1) 對於礦石的適應性強,中國國內目前的菲律賓礦鎳已經降低到1.4%,仍然能正常生產。 印尼和菲律賓的礦都適合RKEF。
(2) 相對的講投資比較節省。目前印尼項目投資大的主要原因是電廠建設投資提高了總投資,但是電廠投資爲鎳鐵廠降低成本帶來了重要貢獻。建設周期比較短,在國內的建設周期在一年以內,在印尼在1.5年左右。
(3) 操作比較容易,好控制。可以講是在所有鐵合金熔煉最好操作的一個品種。
(4) 經濟效益好。在目前高礦價、低鎳價的形勢下,仍然有利潤空間。
(5) 與高爐流程比較,環境友好。與溼法比,渣子的處理容易。
(6) 一條生產線的生產能力比較大,目前大型電爐制造技術已經成熟,一條生產線年產10萬噸鎳鐵已經不是問題。但在中國仍停留在中型電爐,一條生產線年產鎳鐵5-7萬噸。
所以,如果在中國建設鎳鐵廠,大家可以形成共識:選擇RKEF工藝!但是在印尼,礦石價格低,缺少電力等因素影響,直接還原工藝在一些地方有優勢。
直接還原工藝和RKEF工藝對比:
(1) 直接還原工藝比較適合於投資額度不大、希望快速收回投資的中小投資者。也比較適合於在礦石儲量較小的礦山進行建設,以延長礦山的服役期。
(2) 資金實力雄厚的開發商,有實力建設獨立的工業園區,立足於鎳鐵成本優勢,進軍不鏽鋼冶煉、軋制、深加工。對於他們,RKEF工藝是理想的選擇。這種工藝適合於在大型礦山或者購買鎳礦方便的地方建設鎳鐵廠。
(3) 小高爐工藝面臨焦炭價格問題。如果自己不建設焦化廠,全部購買國內焦炭,高爐方案難有成本優勢。因爲高爐鎳鐵成本構成第一位的是焦炭,不是礦。
(4) 直接還原工藝的產品爲精鐵精粉,如果礦石中的鈷含量高,可以用溼法冶金工藝再進行鈷、鎳、鐵的分離,充分利用資源。
3. 在煤產區建設鎳鐵廠與在鎳礦產區建設鎳鐵廠的優劣勢分析
印尼的煤產區主要分布在加裏曼丹地區,而在鎳礦的產區(蘇拉維西、馬陸古)基本上不產煤,近年來建設的鎳鐵廠主要分布在礦石的產區,在加裏曼丹產煤地區少有鎳鐵廠建設。
3.1 印尼國家鼓勵建設電廠,是鎳鐵生產的重要盈利點:
中國的電價與印尼自備電廠發電成本相差懸殊,中國企業建設自備電廠極難得到批準,即使建成後,過網費也很高。但是在印尼的特殊條件下,政府鼓勵建設自備電廠,並同時爲周邊的百姓帶來用電的方便。
經過對於印尼鎳鐵生產的成本的反復分析後,可以認爲:使用印尼政府供電是不合適的(電價相當於人民幣0.6元/度),特別是對於耗電很高的鎳鐵冶煉工廠,建設自備電廠,對於企業經營成本的降低有利。
目前一些企業在印尼建廠時,爲了節省投資,採用柴油發電,這更是飲鴆止渴的做法。舍棄了印尼建熱電廠的優勢、環境保護措施的優勢、低價電煤的優勢,採用柴油發電,不可能有好效益。即使採用直接還原工藝,高成本的電力,也必然會拖累企業的收益。
加裏曼島的南部地區現在已經形成了比較強大的印尼國家電網,電力供應能力比電力的需求量大,每度電的價格在0.6元左右。如果資金允許,在這個地區建設鎳鐵廠,雖然以自備電廠爲好,但是如果資金有困難,也可以考慮使用國電。
3.2 鎳鐵生產中用煤量的計算:
採用RKEF工藝冶煉高鎳生鐵的冶煉電耗隨着礦石成分、熔劑和還原劑質量、生鐵含鎳量、管理和操作水平不同,波動比較大,以含鎳10%左右的鎳鐵爲例,冶煉電耗大約爲3500Kwh/噸鐵。加上動力電、生活福利用電,冶煉1噸高鎳生鐵需要的電量~ 4000 Kwh/噸鐵。
目前投產的鎳鐵廠建設的自備電站由於容量不大,多數選擇高溫高壓發電機組(壓力 9.9MPa,溫度540℃),這種機組發一度電,理論上需要煤330克-360克標準煤(超臨界機組可以達到300克,超超臨界機組理論上可以達到290克)。標準煤的發熱值7000大卡,而印尼的電煤基本上全部是褐煤,比較好的電煤的發熱值在4500大卡左右。 印尼生產中的30-50MW的發電機組爲高溫高壓機組,按每發一度電需要350克標準煤計算,相當於需要545克電煤。、電廠的自用電(發電量的10%-12%)
由些生產一噸高鎳生鐵用的電力用煤量爲:4000Kwh*545g/Kwh=2180Kg。
小型電站的自用電量大約爲10-12%。 2180Kg*112%=2442 Kg。
所以生產一噸生鐵的有電煤量大約爲2.5噸。
用於原礦的幹燥用煤、回轉窯燃料用煤、其它燃料煤,大約爲1噸。
所以生產一噸鐵,印尼國家自己生產的煤的用量大約3.5噸。
褐煤的比重:0.65~0.78t/m3。 3.5噸的體積爲5m3。
生產一噸高鎳生鐵大約需要含水35%、含鎳1.8%的礦石8.9噸。體積大約爲5.65m3。駁船的運輸不但要考慮貨物重量,同時還考慮貨物的體積。
3.3 運輸費用的估算:
由於鎳鐵生產廠密集分布在蘇拉維西東部海岸,在這個地區建設了一批用冶煉鎳鐵的電廠,大量的煤從加裏曼丹島用駁船運輸到電廠。這些船從蘇拉維西東部海岸返回時,多數爲空船返程,他們願意以很低的運輸費用承攬回程的貨物運輸。從蘇拉維西東部海岸運輸到加裏曼丹東南部的SEBUKU島的鎳礦運輸費用報價爲8美元/噸,而同期從加裏曼丹東南部運輸一噸煤到蘇拉維西東部海岸的運輸費用在12-14美元/噸。
所以從南加地區運輸3.5噸煤到蘇拉維西東部海岸,相當於從蘇拉維西東部海岸運輸5.7噸礦到加裏曼丹東南部。從運輸費用來講,兩種建廠方案的運輸費用大體相當。
3.4 鎳鐵冶煉廠自有礦比例問題:
由於鎳礦的特點,適合於高鎳鐵冶煉的高鎳低礦的礦山的儲量比較小,我們國家的鎳鐵廠均沒有取得質量好、儲量足以滿足項目在壽命期間內需求的礦山。爲此已經投產的和即將投產的鎳鐵廠的礦石自給率在50%以下。爲了延長鎳鐵廠的工作年限,盡量採用外購礦石的做法非常明智。如果生產一噸鎳鐵的礦量爲9噸,大約有4.5噸(約3m3)的礦石外購。雖然運輸距離比較近,但是一噸礦石的運輸費用比將礦石利用運煤的空船運往加裏曼丹反而高(約10美元/噸)。
SILO公司(SEBUKU鐵礦公司)調查了運輸費用的情況,從蘇拉維西卡拉卡運輸一噸礦石到摩羅瓦裏的青山工業園區的運輸費用,與將礦石運輸到加裏曼丹煤礦區的運輸費用大體相同。目前加裏曼丹大批駁船向蘇拉維西和馬陸古地區運輸煤炭, 返程多爲空船,希望低價承攬運輸任務,估計是這個原因,導致運距比較遠的加裏曼丹地區的礦石運輸費用反而不高。
還原的鎳鐵廠建設在蘇拉維西,如果沒有自己的礦山,運輸費用會更高。綜合對比後認爲,單純從運輸費用方面來講,在煤的產區建設鎳鐵廠反而可能收到綜合運輸費用低的好處。
在蘇拉維西、馬陸古等礦石產區建設鎳鐵廠的優勢在於礦石的運輸費用低,相當於在中國的沿海建設鎳鐵廠。但是,煤的運輸費用高,會導致發電成本的提高。
加裏曼丹地區是印尼的煤的主要產區,在這裏建設鎳鐵廠與在中國的內蒙建設鎳鐵廠相似,低成本的電力爲鎳鐵生產提供了有利條件。
3.5 地質條件:
因爲印尼地處全球最活躍的地震帶——環太平洋地震帶上,所以印尼是典型的地震多發國家,每年都要發生數千次地震。印尼地震主要發生在:蘇門答臘、爪哇島、蘇拉威西島、馬魯古、巴布亞省地區。而煤的主產區加裏曼丹地區基本上沒有破壞性地震的記錄。所以加裏曼丹地區建築物設計的地震設防等級低,從而大大降低了建築投資。
在煤產區選擇港口條件好、土地平坦、自然條件的好的地區建設鎳鐵廠也是一種選擇。
4. 推薦一個適合於建設鎳鐵廠的島嶼----南加裏曼丹SEBUKU島(Silo公司):
SEBUKU鐵礦隸屬於印尼三林集團。三林集團是由著名愛國華僑林紹良先生創立的跨國企業集團。經過近六十年的發展,現已經發展成爲亞洲領先的多元化跨國企業集團之一。
三林集團的業務主要集中於12個產業:農業、食品生產、汽車、銀行及金融服務、通訊與傳媒、建築材料、酒店和旅遊、房地產開發(包括工業園區、會展中心等)、能源和礦業、化工、分銷和零售、國際貿易等衆多領域。目前,集團年總營業額220多億美元,擁有35多萬的員工,遍布於東南亞各國及中國香港、北美、歐洲和澳洲等地。旗下香港第一太平有限公司、印尼Indofood、Indomobil、LonSum,新加坡Galent Venture、IndoAgri,菲律賓PLDT、Meralco、Philex和澳大利亞Atlantic、Kentor、Robust Resources等十多家上市公司。
SEBUKU島位於印度尼西亞南加裏曼丹東南沿海,島的北部已經由政府批準建設冶金工業園。塞布庫島(Sebuku)南北向長約35km,東西向寬約10km,面積約爲275km2。東距縣政府所在地勞特島約5km。
SEBUKU的低鎳褐鐵礦的總儲量3.0億噸以上。礦石含鎳0.8-1.2%,含鐵45-49%,含磷在0.035%以下,含三氧化二鉻3-8%。澳大利亞勘探公司於2008年完成了礦山的詳勘,出具了正式的詳勘報告。礦石在濟南二鐵、山西襄汾衆泰、廣西北海、廣西盛隆等多個低鎳鐵生產工廠用於冶煉低鎳生鐵。礦石的結塊性好,適合於普通燒結機和回轉窯加工成塊,進入高爐冶煉 。
礦山經過十多年的建設,具備完善的採礦、洗礦、生活福利設施。有大型挖掘運輸設備一百餘臺。礦石的開採成本在3-4美元。2015年礦山出口到中國的低鎳褐鐵礦900多萬噸,主要用於普通生鐵的冶煉時的配料。從2016年開始,由於鋼材價格、焦炭價格、環保政策的影響,出口礦石遇到困難,每月出口量降低到3-5船,且價格降低,導致礦山無利可圖。目前出口到中國的礦石主要用於高爐冶煉低鎳生鐵。
SEBUKU島的北部是褐鐵礦,南部是煤礦,煤的發熱值5000大卡。與SEBUKU島隔海相望(海峽寬度11公裏)的哥德巴魯島煤礦儲量2.3億噸,也是優質的褐煤。煤礦也由三林集團控股經營。
石灰石可以從臨近的鬆巴瓦島運來,石灰石中氧化鈣含量53%以上,且含硫很低,適合於冶金所用。
礦山所在地區氣候和地質條件好,有歷史記錄來,沒有發生過地震、海嘯等重大災害。氣候條件是典型的熱帶氣候,分爲雨季和旱季兩個季節。
SEBUKU島位於赤道地區,且受天然地形掩護,風浪較小,建設碼頭的泊穩條件較好。
距海岸線1300米處水深15m,水深條件好,適合於建港。碼頭所處海岸爲淤泥質海岸,不屬於泥沙運動活躍地區。且碼頭位於深水區,不需要開挖港池航道,該方案對水動力條件改變很小,港池航道不會產生泥沙回淤。
島上現有材料運輸碼頭接卸建設材料、設備和人員。島內有多條縱橫道路,正在修建的、通往擬建港區的道路寬20m。 在涉步庫島(Sebuku)建設鋼廠的配套碼頭,自然條件良好、外部條件具備,建設是可行的。
島上淡水資源比較好,除了可以利用雨水以外,還可以利用河流的水。
在島上,已經把原來用於褐鐵礦脫結晶水的焙燒窯(改造後尺寸¢4.2*86米)改造爲直接還原法生產鎳鐵精粉的冶煉廠,年產鎳鐵精粉量爲4萬噸。
目前主要有兩種建設方案:
一是充分利用本島上豐富的低鎳褐鐵礦資源,建設一個燒結機(或者回轉窯)--礦熱電爐流程的低鎳生鐵冶煉廠;
二是用5000-8000噸的駁船從含鎳較高的礦山購買高鎳礦,運輸到 目前出口礦石的駁船碼頭,購買高鎳礦,通過RKEF工藝生產高鎳鐵。建設四條料場—回轉窯—36MW電爐的生產線,實現年產24萬鎳鐵的目標。