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【編者按】粉體材料工業(yè)屬于支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和贏得國際競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵領(lǐng)域,近些年,國內(nèi)粉體材料工業(yè)轉(zhuǎn)型升級成效顯著,綜合實力穩(wěn)步增長,國際競爭力持續(xù)增強,一些企業(yè)長期專注于粉體材料領(lǐng)域、生產(chǎn)技術(shù)工藝國際領(lǐng)先、從而成為全球細分市場領(lǐng)導(dǎo)者的典范,有效改善了國內(nèi)高端粉材的緊缺局面,提升了核心工藝技術(shù)與裝備的自主可控水平以及關(guān)鍵戰(zhàn)略資源的保障能力。中國粉體網(wǎng)通過尋找“中國好粉材”這一活動,以期促進相關(guān)企業(yè)更好發(fā)揮示范作用,引領(lǐng)中國粉體工業(yè)的發(fā)展,并讓“好粉材”發(fā)出它們更大的光彩。
鈷粉,硬質(zhì)合金的“最佳拍檔”
鈷,非常稀缺的小金屬資源,被稱為“工業(yè)味精”,因其具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和機械性能,是制造硬質(zhì)合金、金剛石工具、耐高溫合金、高強度合金、磁性材料,以及催化劑、電池、陶瓷行業(yè)、工業(yè)爆破劑和火箭燃料等產(chǎn)品的重要材料,特別是在硬質(zhì)合金領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。
硬質(zhì)合金產(chǎn)品(圖源:格林美)
硬質(zhì)合金因具有高硬度和耐磨性等一系列優(yōu)良性能,被號稱為“工業(yè)的牙齒”,
自從1923年發(fā)明硬質(zhì)合金以來,鈷粉一直是用于制備硬質(zhì)合金最佳的粘結(jié)劑,雖然對鐵、鎳代鈷的研究也取得了很大的進展,但是市場上90%的硬質(zhì)合金仍然采用鈷粉作為粘結(jié)劑。因此,硬質(zhì)合金行業(yè)與鈷工業(yè)的發(fā)展是相輔相成的。
鈷粉(圖源:格林美)
作為優(yōu)良粘結(jié)劑的鈷粉,硬質(zhì)合金對其純度要求特別高。這是由于在所有金屬中,鈷對碳化鎢的浸潤能力最強,純鈷幾乎能完全浸潤碳化鎢;純鈷對碳化鎢的把持力也很高,這在很大程度上提高了硬質(zhì)合金強度。
硬質(zhì)合金除了對鈷粉純度有嚴(yán)格要求外,還對其粒度和形貌有很高的要求。國外企業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)超細鈷粉Fsss粒度要求<0.8μm,對鈷粉形貌有明確的要求,要求無鏈狀結(jié)構(gòu),不存在鈷片。
格林美超細鈷粉,連續(xù)10年全球市場第一
在國外,鈷粉生產(chǎn)廠家主要有美國OMG公司、比利時Umicore公司、法國鎢業(yè)公司、日本關(guān)西觸媒等;其中OMG公司是目前世界上較大的鈷粉生產(chǎn)廠家,而且技術(shù)力量雄厚,生產(chǎn)的多種規(guī)格鈷粉廣泛應(yīng)用于金剛石工具、催化劑和硬質(zhì)合金等領(lǐng)域。
國外OMG、Umicore公司生產(chǎn)鈷粉主要有3種工藝,使用不同生產(chǎn)工藝制備的鈷粉在粒度、純度、形貌上也有所差異,能滿足不同領(lǐng)域的需求,而且這些公司生產(chǎn)鈷粉的原料也是多樣化,用氧化鈷、草酸鹽等不同原料,根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域生產(chǎn)不同品種的鈷粉。
在國內(nèi),鈷資源貧缺,而且金屬鈷屬于不可再生的戰(zhàn)略性資源。鈷每年消費量遠遠大于生產(chǎn)產(chǎn)量,國內(nèi)鈷資源的消耗巨大,在各種行業(yè)中鈷的需求也日益增加。目前,國內(nèi)從事鈷粉、氧化鈷、電解鈷及各類鈷鹽生產(chǎn)的廠家有數(shù)十家,其生產(chǎn)技術(shù)更新速度緩慢,生產(chǎn)設(shè)備落后,勞動生產(chǎn)效率低,機械化和自動化程度較低,導(dǎo)致產(chǎn)品的產(chǎn)率較低,能耗大,生產(chǎn)成本高,且對環(huán)境污染較大。
國內(nèi)鈷粉的生產(chǎn)主要是采用還原法,該方法是通過化學(xué)沉淀法制備草酸鈷粉末,再經(jīng)過煅燒氫還原而得到鈷粉。從鈷粉粒度來看,國內(nèi)生產(chǎn)的鈷粉粒度一般為1.0~3.0μm,僅有個別廠家可以批量生產(chǎn)1.0μm以下的鈷粉;從鈷粉形貌來看,一般采用還原法制備的鈷粉其形貌呈樹枝狀;從化學(xué)純度來看,與國外先進生產(chǎn)廠家相比,國內(nèi)鈷粉化學(xué)純度較低。
鈷粉作為鈷產(chǎn)業(yè)鏈中高附加值、高技術(shù)產(chǎn)品,同時也是一種典型的資本密集型產(chǎn)品,具有市場國際化、質(zhì)量國際化和制造國際化等特點,市場曾長期被世界級大公司所主導(dǎo),而國內(nèi)能夠生產(chǎn)適應(yīng)高端硬質(zhì)合金行業(yè)用途的超細鈷粉的公司不多。近年來我國廠商加大技術(shù)研發(fā)力度,縮小了與國外產(chǎn)品在產(chǎn)品質(zhì)量上的差距,特別是格林美的鈷粉產(chǎn)品,達到了國際著名品牌比利時Umicore公司的產(chǎn)品質(zhì)量水平。
鈷產(chǎn)品的價值增值過程
2022年,格林美超細鈷粉銷售4153噸,連續(xù)10年占據(jù)全球市場第一,占據(jù)全球硬質(zhì)合金市場的50%以上。格林美循環(huán)再造超細鈷粉成為全球鈷粉主流產(chǎn)品,產(chǎn)品遠銷至肯納金屬(Kennametal)、山特維克(Sandvik)、森拉天時(Ceratizit)等公司。
循環(huán)再造超細鈷粉,樹立中國產(chǎn)業(yè)綠色形象
與絕大多數(shù)其他鈷鎳粉體制造企業(yè)相比,格林美的商業(yè)化模式完全不同,格林美是一家鈷鎳資源循環(huán)利用企業(yè),主要以各種鈷鎳廢棄資源為原料循環(huán)再造超細鈷鎳粉末,為我國規(guī)模最大的采用再生鈷鎳資源循環(huán)再造超細鈷鎳粉末的企業(yè)。
以鈷鎳礦石為資源,通過傳統(tǒng)模式生產(chǎn)鈷鎳粉體,其原材料的供應(yīng)很不穩(wěn)定,例如,2007年,受非洲資源出口政策變化影響,中國60%以上鈷冶煉廠處于半停產(chǎn)狀態(tài)。而格林美以廢舊鈷鎳資源為原料,不受原礦供應(yīng)的限制,來源比較廣闊且不會枯竭,具有明顯的資源優(yōu)勢。
然而,含鈷鎳廢料種類多,成份復(fù)雜,理化性能相差很大。面對成份多變的各種再生鈷鎳資源,必須建立先進的技術(shù)工藝體系,使各種不同的再生資源得到有效的處理,生產(chǎn)出達到原礦產(chǎn)品品質(zhì)水平的產(chǎn)品。
再者,由于含鈷鎳廢棄物中鈷、鎳元素的理化性能消失或者機械物理性能發(fā)生蛻變,原生化技術(shù)必須實現(xiàn)對鈷、鎳元素性能的恢復(fù),使之達到原礦鈷、鎳的性能水平,這是鈷鎳再生資源循環(huán)利用中最大的技術(shù)難關(guān)。失效鈷鎳材料的性能恢復(fù)技術(shù),是再生資源循環(huán)利用領(lǐng)域的前沿技術(shù),從國際上無法獲得可借鑒的技術(shù),構(gòu)成了鈷鎳資源循環(huán)利用的技術(shù)壁壘。
格林美采用含鈷廢料直接生產(chǎn)超細鈷粉,開發(fā)了從廢舊電池、廢舊催化劑、廢舊硬質(zhì)合金等各種含鈷廢料直接生產(chǎn)超細鈷粉的循環(huán)再造技術(shù),公司鈷粉的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量已達到國際先進水平。
在超細鈷粉制備技術(shù)方面,格林美采用霧化水解成形技術(shù)和高溫成形技術(shù)的碳酸法工藝生成國際流行的類球狀鈷粉,擺脫了鈷粉生產(chǎn)長期采用昂貴草酸法傳統(tǒng)工藝模式和長期以原礦為資源的原料模式,大大降低了成本,該技術(shù)使含鈷廢料產(chǎn)品達到原礦產(chǎn)品的性能,達到了國外以原礦為原料產(chǎn)品的質(zhì)量水平,實現(xiàn)了鈷廢料的高端循環(huán)和再資源化,代表了國際鈷廢料循環(huán)利用技術(shù)的發(fā)展方向。
格林美類球狀鈷粉
格林美廢棄鈷鎳材料的循環(huán)再造關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,是中國在該領(lǐng)域居世界領(lǐng)先地位的核⼼技術(shù),于2010年獲得國家科技進步二等獎。2020年,格林美循環(huán)再造的超細鈷粉入選第五批全國制造業(yè)單項冠軍產(chǎn)品。
格林美攻克鈷鎳等稀缺資源循環(huán)利用的關(guān)鍵技術(shù),循環(huán)再造超細鈷鎳材料替代主流產(chǎn)品,讓"資源有限、循環(huán)無限"成為可能,成為中國循環(huán)經(jīng)濟20個典型模式之一,建成全球最大的鈷鎳資源回收利用企業(yè)。
格林美先后斬獲2018年達沃斯世界經(jīng)濟論壇“全球循環(huán)經(jīng)濟獎”、2020年“保爾森可持續(xù)發(fā)展綠色創(chuàng)新獎”,被作為全球廢物再生成功案例載入世界知名《自然》雜志,被聯(lián)合國列為污染減排示范企業(yè),在全球樹起了中國產(chǎn)業(yè)的綠色形象。
格林美,一個值得期待的時代綠色企業(yè),正在快速崛起也必將屹立世界!
參考來源:
羅振勇等:金屬鈷粉的制備及應(yīng)用,中南大學(xué)
馬光等:鈷粉的制備、應(yīng)用及我國的發(fā)展現(xiàn)狀,西北有色金屬研究院
劉鵬成:超細鈷粉的制備工藝與表面改性技術(shù)研究,蘭州理工大學(xué)
徐斌等:鈷粉生產(chǎn)技術(shù)研究進展,金川集團
吳愛華等: 硬質(zhì)合金用鈷粉的發(fā)展現(xiàn)狀,南昌硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司
湖北工信:國家制造業(yè)單項冠軍丨荊門格林美新材料有限公司
深圳特區(qū)報:桃花源走出了格林美打造世界領(lǐng)先的電子廢棄物循環(huán)工廠
證券時報:格林美:循環(huán)經(jīng)濟二十載中國綠色發(fā)展理念的實踐者
格林美2022年報、招股說明書
【尋找“中國好粉材”活動簡介】
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(中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安)
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