非金属建材行业之新材料系列动态报告：冶金沉淀级活性氧化镁或迎国产替代，建议关注濮耐股份

活性氧化镁应用领域广泛。镁质材料是重要的无机材料，其中需求量最大，品种最多的是氧化镁系列产品。活性氧化镁烧制温度低，是在900°C以下煅烧镁化合物形成的氧化镁，具有较高的化学活性。活性氧化镁除了在冶金工业上普遍用做高级耐火材料的原料外，还广泛用作塑料、油漆、燃料油、粘结剂、橡胶的填料和添加剂；药物、防酸剂、杀虫剂、牙膏、软膏、氧化镁乳液的配合料；生产镁化工产品的原料；制取金属镁及镁合金的原料等。其中，冶金沉淀级的氧化镁，对其活性、纯度（尤其是氧化镁中的钙和氯的含量）等指标要求较高。 冶金沉淀级活性氧化镁或迎国产替代。在红土镍矿、铜钴矿、水钴矿等矿物湿法冶金过程中，使用氧化镁沉淀镍、钴，形成的氢氧化镍、氢氧化钴具有结晶形态好，易于过滤洗涤，且具有过滤速度快、滤饼含水量低等优点。活性氧化镁品质直接决定最终产物品质。目前氧化镁可作为沉淀剂用于刚果(金)铜钴矿沉钴、红土镍矿沉镍，虽当前产品吨价较高，但综合比较使用成本，考虑产品纯度、运费、关税以及废弃物处理后，氧化镁或有一定优势。冶金沉淀级活性氧化镁主要由海外厂商供应；若最终实现国产替代，或可降低湿法镍钴等产品的生产成本，并提升整体供应链的安全性。 湿法冶金用氧化镁潜在市场广阔。参考现有研究结果的理论单耗量（最优单耗或大于理论值），提钴/提镍用氧化镁单耗均为0.68吨。湿法提钴方面，我们仅考虑刚果(金)地区的铜钴矿，2023年刚果(金)钴产量达14.0万吨，对应活性氧化镁需求为9.5万吨；我们仅考虑印尼和菲律宾的红土镍矿，根据USGS统计数据，2020年印尼、菲律宾镍产量分别为76/32万吨（均以红土镍矿为主），假定产量维持不变，则对应活性氧化镁潜在空间73.4万吨/年（注：目前红土镍矿亦可使用氢氧化钠作为沉淀剂）。综上，活性氧化镁潜在市场空间或达83.0万吨/年。 冶金沉淀级活性氧化镁市价或为15000-18000元/吨（见正文部分说明），故而对应潜在年市场规模达120-150亿元。 濮耐股份依托高品位菱镁矿，布局湿法冶金用氧化镁市场。濮耐股份拥有西藏卡玛多菱镁矿，该矿是世界范围内已知的陆生菱镁矿中仅存的一座高品位大型隐晶质菱镁矿，更适合生产湿法冶金用氧化镁：一是从微观结构上看，晶体结构属于微晶（10微米以内），相对于粗晶结构，从煅烧动力学和热力学上，能够获得更高、更均匀稳定的活性；二是该矿所生产的氧化镁具有高纯、低硅、低铁、无氯等特点，湿法冶金过程中不会导致其产品中引入硅、铁、氯等杂质。目前公司可以直接转化为生产湿法冶金用氧化镁的产能约6万吨。西藏卡玛多菱镁矿年开采规模可达100万吨（碳酸镁矿石），对应氧化镁理论年产量约46万吨。 投资建议：活性氧化镁具有较高的化学活性，在湿法冶金中作为沉淀剂使用效果较好，虽当前产品吨价较高，但综合比较使用成本，考虑产品纯度、运费、关税以及废弃物处理后，氧化镁或有一定优势。活性氧化镁在湿法冶金市场空间广阔，可在刚果(金)铜钴矿中沉钴和红土镍矿中用于沉镍，我们估计活性氧化镁行业潜在空间或达83.0万吨/年。在此背景下，上游具备稀缺高品位菱镁矿的资源优势更加突出，且率先布局活性氧化镁的厂商或持续受益。建议关注：濮耐股份。 风险分析：活性氧化镁技术路线进展不及预期，湿法提钴、提镍的市场空间测算值与实际存在偏差，市场竞争加剧，活性氧化镁在湿法提镍市场中与氢氧化钠的替代不及预期。 1、活性氧化镁应用广泛 1.1活性氧化镁应用领域广泛 镁质材料是重要的无机材料，其中需求量最大，品种最多的是氧化镁系列产品。 氧化镁有轻烧与重烧之分。轻烧氧化镁烧制温度低，是在900°C以下煅烧镁化合物形成的氧化镁，具有较高的化学活性，因此又称为活性氧化镁。 氧化镁的微观结构对其宏观性质有很大的影响。氧化镁要具有高活性，就要有高的表面能。氧化镁的化学活性可以用吸碘值（吸附性能指标）表示，化学活性愈大，吸碘值愈大，就愈轻质。吸碘值在120~180 mg/g时称为高活性氧化镁，吸碘值在50~80 mg/g时称中活性氧化镁，吸碘值在19~43 mg/g时称低活性氧化镁。 活性氧化镁除了在冶金工业上普遍用做高级耐火材料的原料外，还广泛用作塑料、油漆、燃料油、粘结剂、橡胶的填料和添加剂；药物、防酸剂、杀虫剂、牙膏、软膏、氧化镁乳液的配合料；生产镁化工产品的原料；制取金属镁及镁合金的原料等。其中，冶金沉淀级的氧化镁，对其活性、纯度（尤其是氧化镁中的钙和氯的含量）等指标要求较高。 1.2活性氧化镁生产方法多样 目前活性氧化镁的生产方法多样，包括煅烧菱镁矿法、水菱镁矿法、碳酸化法、碳酸铵法、沉淀法（卤水白云石灰法）以及微波辐射法等。但整体面临氧化镁产品活性较低和生产成本高的问题。 表1：活性氧化镁的生产方法 其中，碳酸化法基本反应原理如下： MgCO·nCaCO= MgO+nCaO+(n+1)CO↑(1.1) MgO+HO = Mg(OH) (1.2) CaO+HO = Ca(OH) (1.3) Ca(OH)+CO= CaCO↓+HO(1.4) Mg(OH)+2CO= Mg(HCO) (1.5) 32 Mg(HCO3)+ HO = MgCO· 3H2 O+CO↑(1.6) 5MgCO· 3H2 O = 4 MgCO·Mg(OH)·4HO+CO↑+10HO(1.7) 4 MgCO·Mg(OH)·4HO = 5MgO+4CO↑+5HO↑(1.8) 碳酸铵法的沉淀反应原理大致如下： 2NHHCO+MgCl= Mg(HCO)+2NHCl(2.1) 32 Mg(HCO)+2HO = MgCO· 3H2 O↓+ CO2 ↑(2.2) 32 MgCO· 3H2 O = MgO+CO↑+3HO↑(2.3) MgCO+HSO= MgSO+ CO↑+HO(2.4) 5 MgSO+5(NH)CO+6HO = 4MgCO·Mg(OH)·5HO 42 + CO↑+5(NH)SO (2.5) 42 4MgCO·Mg(OH)·5HO = 5MgO+4CO↑+6HO↑(2.6) 2、活性氧化镁在湿法冶金中的应用 湿法冶金是将矿石、经选矿富集的精矿或其他原料经与水溶液或其他液体相接触,通过化学反应等，使原料中所含有的有用金属转入液相再对液相中所含有的各种有用金属进行分离富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法。 典型的湿法冶金工艺主要包括矿石原料的预处理、矿石浸取、固-液分离、溶液的净化、富集与分离、从溶液中制取出金属或化合物、浸取渣及废液的处置等单元操作过程。 图1：湿法冶金工艺流程 在红土镍矿、铜钴矿、水钴矿等矿物湿法冶金过程中，使镍、钴转化为氢氧化镍、氢氧化钴沉淀，然后再将沉淀与溶液分离，达到分离提纯镍、钴的目的。氢氧化钠是较普遍的中和沉淀剂，但当条件控制不当时，易使氢氧化镍、氢氧化钴形成胶体，造成过滤洗涤条件困难，滤饼含水量高等缺陷。使用氧化镁沉淀镍、钴，形成的氢氧化镍、氢氧化钴具有结晶形态好，易于过滤洗涤，且具有过滤速度快、滤饼含水量低等优点。在使用氧化镁沉淀镍、钴时，氧化镁的品质直接决定最终得到的氢氧化镍、氢氧化钴沉淀的品质。 目前，工业上采用活性氧化镁作为沉淀剂用于沉淀镍、钴，国内市场活性氧化镁用于沉淀镍、钴时，产物品质不能一致保证，产出的氢氧化镍、氢氧化钴沉淀中残留杂质镁含量过量，无法满足冶金工艺要求。 图2：湿法冶金提钴提镍 其中，在湿法冶金提取镍、钴过程中，采用沉淀级氧化镁从溶液中沉淀分离镍、钴过程原理如下： MgO+HO = Mg(OH) (3.1) CoSO+ Mg(OH)= Co(OH)↓+MgSO (3.2) NiSO+ Mg(OH)= Ni (OH)↓+MgSO (3.3) 2.1应用场景1：铜钴矿湿法冶金用于沉钴 目前氧化镁可用于刚果(金)铜钴矿湿法冶金的沉钴形成氢氧化钴的环节。刚果(金)现已开发的铜钴矿主要为氧化矿，处理方法主要有火法和湿法。在氧化铜钴矿湿法浸出铜过程中，需要加入一定量还原剂还原浸出其中的钴，浸出液萃取铜后，萃余液中通常含有一定浓度的铜、钴、镍、铁、钙、镁、锰、二氧化硅和 H2 SO等。当地大部分回收钴的企业从萃余液中用部分开路工艺回收钴，即除杂后采用一段或两段沉钴工艺回收钴，沉钴后溶液沉镁。 图3：氧化镁沉钴 2.2应用场景2：红土矿中用于沉镍 含镍钴红土矿湿法冶金处理流程比较长，其中包括了浸出、除杂、沉淀、溶解、萃取（除杂和镍钴分离）和电积等一系列工序。红土矿经过湿法浸出后，得到了含镍3~6g/L、钴<1g/L的硫酸盐体系溶液。伴随着有价金属的浸出，红土矿中的铁、铝、锰、镁等金属元素也以离子的形态进入上述浸出液体系中，这就需要将这些杂质离子与镍钴离子进行分离。 镍钴沉淀剂有多种:烧碱、纯碱、氧化镁、硫化物、石灰乳，实际工业生产中可根据项目工艺要求、当地沉淀剂种类、价格、运输条件等进行选择。 表2：几种沉淀剂对比 镍钴冶金流程中，沉镍钴工序产品一般为中间产品，之后还要经过酸溶等工序。 此产品纯度与电池材料行业相比并不要求很高，若较多杂质进入镍钴中间产品也会增加后续工序的负担。各种沉淀方法中，氧化镁沉淀法不向体系中引入其他杂质离子，是一种非常好的沉淀剂；同时，氧化镁的活性对利用率的影响也很大。 此外，从沉淀剂消耗量来看，氧化镁理论单位消耗量最低，仅0.68吨。 表3：吨金属沉淀剂理论消耗量 从沉淀剂价格来看，活性氧化镁的价格与产品等级直接相关，冶金沉淀级活性氧化镁市价或达15000-18000元/吨。冶金沉淀级氧化镁不同于普通轻质氧化镁，其要求氧化镁具有较高活性、高水合度，并在粒度、分散性、亲水性等方面也不同于目前市售的活性氧化镁。目前国内还没有规模化的冶金沉淀级氧化镁生产厂家。采用目前国内市场上销售的活性氧化镁作湿法冶金中和沉淀剂，仅仅只能在实验室里应用，而不能在工业化中大量使用。 据表2，若考虑各种沉淀方法的综合成本，还需要考虑如MHP氢氧化镍钴产品的纯度（影响售价）、含水量（影响运费）、设备工艺投入或改造成本、废弃物综合回收处理等因素。 冶金沉淀级活性氧化镁市场价格来自《一种冶金沉淀级氧化镁的制备方法及应用与流程》董波，该发明专利申请日为2020年7月7日，授权公告日为2021年6月1日。该价格可能含有汇率、关税、运费等因素影响。 3、湿法冶金用活性氧化镁市场空间广阔 根据《化学沉淀法在镍钴湿法冶金流程中的应用》研究，提镍用氧化镁单耗为0.68吨（理论单耗）；同时，根据前文化学反应原理公式(3.1)-(3.3)，以及相对分子/原子质量估算提钴用氧化镁单耗亦为0.68吨（理论单耗）。 实际上，最优单耗或高于理论单耗。以活性氧化镁沉钴为例，最优单耗或为1.03：随着氧化镁用量增加，沉钴后残液钴含量逐渐降低，钴渣钴品位先升高后降低，当氧化镁用量与钴质量比为1.03时，可得到钴品位高于29%的钴渣，氧化镁过量时，氢氧化钴产品中锰和镁含量都大幅上升。 图4：不同氧化镁用量沉钴效果对比 谨慎起见，我们均以理论单耗量测算：湿法提钴方面，我们仅考虑刚果(金)地区的铜钴矿，2023年刚果(金)钴产量达14.0万吨，对应活性氧化镁需求为9.5万吨；我们仅考虑印尼和菲律宾的红土镍矿，根据USGS统计数据，2020年印尼、菲律宾镍产量分别为76/32万吨（均以红土镍矿为主），假定产量维持不变，则对应活性氧化镁潜在空间73.4万吨/年（注：目前红土镍矿亦可使用氢氧化钠作为沉淀剂）。综上，活性氧化镁潜在市场空间或达83.0万吨/年。冶金沉淀级活性氧化镁市价或为15000-18000元/吨，故而对应潜在年市场规模达120-150亿元。 濮耐股份目前在湿法提钴和湿法提镍两个方向均有布局。公司拥有西藏卡玛多高纯微晶菱镁矿。该矿是世界范围内已知的陆生菱镁矿中仅存的一座高品位大型隐晶质菱镁矿，不同于一二三级矿，其属于特级矿，主矿含量高，杂质极少，且储量巨大，优质品矿石占总储量的90%，多为露天矿，开采成本低，经济效益好。 该矿矿石经过轻烧