寻找“中国好粉材”之格林美超细钴粉

日期: 2024-03-28

作者: 华体会中国

  粉体材料工业属于支撑国民经济发展的基础性产业和赢得国际竞争优势的关键领域，近些年，国内粉体材料工业转型升级成效显著，总实力稳步增长，国际竞争力持续增强，一些企业长期专注于粉体材料领域、生产技术工艺国际领先、从而成为全世界细分市场领导者的典范，有效改善了国内高端粉材的紧缺局面，提升了核心工艺技术与装备的自主可控水平以及关键战略资源的保障能力。中国粉体网通过寻找“中国好粉材”这一活动，以期促进相关企业更好地发挥示范作用，引领中国粉体工业的发展，并让“好粉材”发出它们更大的光彩。

  钴，非常稀缺的小金属资源，被称为“工业味精”，因其具有优良的物理、化学和机械性能，是制造硬质合金、金刚石工具、耐高温合金、高强度合金、磁性材料，以及催化剂、电池、陶瓷行业、工业爆破剂和火箭燃料等产品的重要材料，尤其是在硬质合金领域应用最为广泛。

  硬质合金因具有高硬度和耐磨性等一系列优良性能，被号称为“工业的牙齿”，自从1923年发明硬质合金以来，钴粉一直是用于制备硬质合金最佳的粘结剂，虽然对铁、镍代钴的研究也取得了很大的进展，但是市场上90%的硬质合金仍然采用钴粉作为粘结剂。因此，硬质合金行业与钴工业的发展是相辅相成的。

  作为优良粘结剂的钴粉，硬质合金对其纯度要求特别高。这是由于在所有金属中，钴对碳化钨的浸润能力最强，纯钴几乎能完全浸润碳化钨；纯钴对碳化钨的把持力也很高，这在很大程度上提高了硬质合金强度。

  硬质合金除了对钴粉纯度有严格要求外，还对其粒度和形貌有很高的要求。国外企业对标准超细钴粉Fsss粒度要求＜0.8μm，对钴粉形貌有明确的要求，要求无链状结构，不存在钴片。

  在国外，钴粉生产厂商主要有美国OMG公司、比利时Umicore公司、法国钨业公司、日本关西触媒等；其中OMG公司是目前世界上较大的钴粉生产厂商，而且技术力量雄厚，生产的多种规格钴粉大范围的应用于金刚石工具、催化剂和硬质合金等领域。

  国外OMG、Umicore公司生产钴粉主要有3种工艺，使用不相同生产的基本工艺制备的钴粉在粒度、纯度、形貌上也有所差异，能满足多种领域的需求，而且这一些企业生产钴粉的原料也是多样化，用氧化钴、草酸盐等不同原料，根据不同应用领域生产不同品种的钴粉。

  在国内，钴资源贫缺，而且金属钴属于不可再生的战略性资源。钴每年消费量远大于生产产量，国内钴资源的消耗巨大，在各种行业中钴的需求也日益增加。目前，国内从事钴粉、氧化钴、电解钴及各类钴盐生产的厂家有数十家，其生产技术更新速度缓慢，生产设备落后，劳动生产效率低，机械化和自动化程度较低，导致产品的产率较低，能耗大，生产所带来的成本高，且对环境污染较大。

  国内钴粉的生产主要是采用还原法，该方法是通过化学沉淀法制备草酸钴粉末，再经过煅烧氢还原而得到钴粉。从钴粉粒度来看，国内生产的钴粉粒度一般为1.0~3.0μm，仅有个别厂家可以批量生产1.0μm以下的钴粉；从钴粉形貌来看，一般都会采用还原法制备的钴粉其形貌呈树枝状；从化学纯度来看，与国外先进生产厂商相比，国内钴粉化学纯度较低。

  钴粉作为钴产业链中高的附加价值、高技术产品，同时也是一种典型的资本密集型产品，具有市场国际化、质量国际化和制造国际化等特点，市场曾长期被世界级大公司所主导，而国内能够生产适应高端硬质合金行业用途的超细钴粉的公司不多。近年来我国厂商加大研发技术力度，缩小了与国外产品在产品质量上的差距，特别是格林美的钴粉产品，达到了国际著名品牌比利时Umicore公司的产品质量水平。

  2022年，格林美超细钴粉销售4153吨，连续10年占据全球市场第一，占据全球硬质合金市场的50%以上。格林美循环再制造超细钴粉成为全世界钴粉主流产品，产品远销至肯纳金属（Kennametal）、山特维克（Sandvik）、森拉天时（Ceratizit）等公司。

  与绝大多数其他钴镍粉体制造企业相比，格林美的商业化模式完全不同，格林美是一家钴镍资源循环利用企业，主要以各种钴镍废弃资源为原料循环再制造超细钴镍粉末，为我国顶级规模的采用再生钴镍资源循环再造超细钴镍粉末的企业。

  以钴镍矿石为资源，通过传统模式生产钴镍粉体，其原材料的供应很不稳定，例如，2007年，受非洲资源出口政策变化影响，中国60%以上钴冶炼厂处于半停产状态。而格林美以废旧钴镍资源为原料，不受原矿供应的限制，来源比较广阔且不会枯竭，有着非常明显的资源优势。

  然而，含钴镍废料种类多，成份复杂，理化性能相差很大。面对成份多变的各种再生钴镍资源，必须建立先进的技术工艺体系，使各种不同的再生资源得到一定效果的处理，生产出达到原矿产品的质量水平的产品。

  再者，由于含钴镍废弃物中钴、镍元素的理化性能消失或者机械物理性能发生蜕变，原生化技术必须实现对钴、镍元素性能的恢复，使之达到原矿钴、镍的性能水平，这是钴镍再生资源循环利用中最大的技术难关。失效钴镍材料的性能恢复技术，是再生资源循环利用领域的前沿技术，从国际上没有办法获得可借鉴的技术，构成了钴镍资源循环利用的技术壁垒。

  格林美采用含钴废料直接生产超细钴粉，开发了从废旧电池、废旧催化剂、废旧硬质合金等各种含钴废料直接生产超细钴粉的循环再造技术，公司钴粉的制造技术和产品质量已达到国际先进水平。

  在超细钴粉制备技术方面，格林美采用雾化水解成形技术和高温成形技术的碳酸法工艺生成国际流行的类球状钴粉，摆脱了钴粉生产长期采用昂贵草酸法传统工艺模式和长期以原矿为资源的原料模式，大幅度的降低了成本，该技术使含钴废料产品达到原矿产品的性能，达到了国外以原矿为原料产品的质量水平，实现了钴废料的高端循环和再资源化，代表了国际钴废料循环利用技术的发展方向。

  格林美废弃钴镍材料的循环再造关键技术及产业化应用，是中国在该领域居世界领头羊的核技术，于2010年获得国家科学技术进步二等奖。2020年，格林美循环再制造的超细钴粉入选第五批全国制造业单项冠军产品。

  格林美攻克钴镍等稀缺资源循环利用的关键技术，循环再制造超细钴镍材料替代主流产品，让资源有限、循环无限成为可能，成为中国循环经济20个典型模式之一，建成全球最大的钴镍资源回收利用企业。

  格林美先后斩获2018年达沃斯世界经济论坛“全球循环经济奖”、2020年“保尔森可持续发展绿色创新奖”，被作为全球废物再生成功案例载入世界知名《自然》杂志，被联合国列为污染减排示范企业，在全球树起了中国产业的绿色形象。

  为推动国产高端粉材发展，提升高端粉体材料进口替代，宣传和推广国产优秀好粉材及研发单位，让更多用户了解和使用国产好粉材，寻找“中国好粉材“活动应运而生，活动由中国粉体网主办、北京粉体技术协会协办，主题为助力高端粉材研发创新行动。欢迎实力企业（产品市占率全球前列、取得丰富的创新技术成果）自主申报，申报资料请发送到邮箱：。主办方将依托线上线下宣传资源，帮企业营销拓客，助力企业品牌推广，提升企业的国际知名度。

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