Новая технология может укрепить доминирование Индонезии в производстве жизненно важного никеля

Jun 19, 2023

Ежегодно ученые открывают в среднем пять новых видов птиц. В 2013 году во время поездки на отдаленные острова в Индонезии исследователи обнаружили десять особей за шесть недель — это самый крупный улов за более чем столетие. Рассматриваемый регион, известный как Уоллеса в честь Альфреда Рассела Уоллеса, натуралиста XIX века, является одной из мировых горячих точек биоразнообразия. В его тропических лесах обитают существа, которых больше нигде не найти, например, малео, находящаяся под угрозой исчезновения птица, которая использует солнечные пляжи и геотермальное тепло, чтобы согревать свои яйца, а не высиживать их самостоятельно.

Ваш браузер не поддерживает элемент

Но окружающая среда Уоллесии богата не только дикой природой. Вырубка леса, вырубка для сельского хозяйства и, в последнее время, рост плантаций пальмового масла привели к вырубке огромных площадей леса с середины 20-го века.

Сейчас начался новый ресурсный бум. Индонезия уже является крупнейшим в мире производителем никеля, металла, который, помимо прочего, жизненно важен для создания высокопроизводительных батарей. Ожидается, что спрос на них значительно увеличится по мере роста спроса на электромобили. Благодаря новым технологиям извлечения никеля из почвы Индонезия планирует значительно увеличить производство (см. диаграмму). Macquarie Group, австралийская финансовая фирма, считает, что к 2025 году страна сможет поставлять 60% мирового никеля, по сравнению с примерно половиной сегодня.

Большая часть мирового никеля, в том числе добываемого в Индонезии, добывается из латеритных руд. Они, в свою очередь, бывают двух видов: лимонит и сапролит. Сапролит, содержащий более высокие концентрации никеля, хорошо подходит для обработки в устройстве, известном как вращающаяся электрическая печь (РКЭФ). При этом руда плавится при температуре более 1500°C, в результате чего образуется соединение никеля и железа, называемое никелевым чугуном (NPI), большая часть которого, в свою очередь, используется для производства нержавеющей стали. Но путем введения серы в NPI для вытеснения железа можно получить продукт более высокой чистоты — никелевый штейн, пригодный для аккумуляторов.

У такого подхода есть два недостатка. Во-первых, это энергоемкость. В Индонезии эта энергия обычно поступает от угольных электростанций, построенных рядом с шахтами. Уголь дешев и надежен, но производит много парниковых газов. Поскольку западные производители электромобилей, такие как Tesla, стремятся рекламировать экологичность своей продукции, это вызывает серьезную обеспокоенность.

Более фундаментальная проблема заключается в том, что большая часть индонезийского сапролита уже выкопана и экспортирована, в основном в Китай. В 2020 году Индонезия ввела запрет на экспорт того, что осталось. Но большая часть оставшегося в стране никеля заключена в месторождениях лимонита, которые не подходят для процесса RKEF.

На протяжении десятилетий горнодобывающие компании экспериментировали с альтернативой, называемой кислотным выщелачиванием под высоким давлением (HPAL). Вместо плавления руды ее помещают в машину, похожую на скороварку, и смешивают с серной кислотой, которая удаляет никель. Этот метод работает с лимонитом и может напрямую производить никель высокой чистоты, необходимый для батарей. Но это было трудно освоить, поскольку пилотные установки стоили намного дороже, чем планировалось, и работали значительно ниже предполагаемой мощности.

Однако в последнее время ситуация, похоже, изменилась. По данным Индонезийской ассоциации производителей никеля, с 2021 года в Индонезии были запущены три завода HPAL. Еще семь (в том числе пять в Сулавеси) находятся в стадии строительства. Большинство построено по китайской технологии. Два из трех действующих заводов основаны на проектах China Enfi Engineering Corporation, дочерней компании China Metallurgical Group Corporation, которая управляет заводом HPAL в Папуа-Новой Гвинее.

Помимо способности перерабатывать лимонит, установки HPAL еще и более экологичны — по крайней мере, в некотором смысле. Без необходимости высоких температур они потребляют гораздо меньше энергии, чем установки RKEF, и поэтому производят меньше углерода. Но в результате этого процесса также образуется большое количество токсичной жижи. На жаргоне горнодобывающей промышленности их называют «хвостами», их безопасная утилизация сложна и дорога.