HPAL 系统启停复杂，耗时长、成本高，原辅料的稳定供应和保障是项目维持运营的另 一关键因素。（1）HPAL 工艺高温高压系统的平衡状态建立需要较长的时间, 系统启动 及停止的过程十分复杂, 耗时较长,成本较高。（2）湿法项目普遍位于偏远地区，辅料及 能源需要自供，因此基建设备供给与冶炼主系统之间的衔接必须充分考虑。项目管理人 需保证配套的水、电、酸、蒸汽等基建设备随主系统及时调整且保持稳定。例如早期位 于澳大利亚隶属于 Preston 的 Bulong 项目,生产所需硫酸由 WMC 公司提供, 后来由 于 WMC 公司的供应能力不足, 必须以高价从他处购买, 造成生产成本过高, 间接导致 该项目*。
反应条件极端，设备要求苛刻
由于 HPAL 工艺需要较为极端的化学反应条件下进行，因此对关键设备如含钯的钛合金 高压反应釜以及闪蒸阀等关键阀门的品质要求高，需具备较强的耐高温高压、耐磨和耐 腐蚀性能；高压釜一般需要根据流程设计定制，供应周期长一般在 14-18 个月左右，过 往设备供应商集中度较高，产能较为有限。近年随着我国湿法工艺的逐步发展，核心设 备供应的国产化多元化正在逐步实现。
高压反应釜：过去高压反应釜的供应商主要是日本森松，中冶瑞木和宁波力勤一期 项目的高压反应釜均由森松提供，其中力勤的反应釜直径 5.57 米，长度 41.47 米，总重 850 吨，耗时 14 个月才成功出厂，制作难度极大。而 2020 年 10 月南京宝 色集团顺利交付华友钴业用于印尼华越镍钴湿法冶炼项目的高压反应釜，彻底打 破了设备壁垒，并于同年 12 月与宁波力勤集团签订了 OBI 岛二期高压反应釜的合 作协议，进一步推进了湿法设备国产化的进程。
控制阀：高压反应釜到闪蒸槽的控制阀是 HPAL 最为关键的流量控制阀门，更换 频率高，属于消耗类零部件，一般仅一个半月左右即需更换一次。过去主要由法国 达索航空提供，目前广东维都利的国产阀门已成功量产，并供给力勤 OBI、菲律宾 Coral Bay 等项目。
产品：两类主流沉淀流程，MHP 新能源应用成本优势明显
回顾历史 HPAL 项目，湿法冶炼的直接产物主要有两种：硫化镍钴（MSP）和氢氧化镍 钴（MHP），两者只在最后的沉淀环节有所差异。MSP 镍钴含量较高，含水量低、纯度 高，而 MHP 成本更低、制备过程安全性较好，且易于生产硫酸镍。具体来看：
从产品性质来看：MSP 镍钴含量较高，镍含量可达 55%（干基）以上，且含水量 较低，一般在 20%以下。MHP 镍含量一般在 35%-40%（干基），但产品含水量较 高，在 50%-70%左右，一般认为含水量在 50%左右的产品质量已较为优质。
从制备流程来看：MSP 一般采用硫化沉淀技术，是早期湿法冶炼项目普遍使用的 沉淀工艺，通过向除杂后的矿浆中通入 H2S 气体生成 MSP 从而富集镍和钴，镍钴 沉淀率可达到 99%以上。但由于需要额外建造制氢厂、H2S 气体厂和制氮厂，无 论是从成本（资本开支在 1 亿美元左右）还是安全性角度考虑，都不如 MHP。MHP 主要利用氢氧化物沉淀技术，生产简单且将危险的 H2S 气体换成了安全易保存的 氢氧化物，投资及运行成本低，安全性大大提高。MHP 工艺以巴新中冶瑞木镍钴 项目为代表，在印尼的新一代项目上成为主流的技术路线。
从制备硫酸镍来看：MSP 制取硫酸镍需要高温高压的条件，投资成本较高；而 MHP 制取硫酸镍为典型的酸碱中和反应，对设备要求较低，工艺简单成本较低。根据 SMM 数据，MSP 制硫酸镍需要过氧化氢等氧化剂和高温高压环境，成本投入较 大，因此从历史项目看，MSP 多电解加工为电镍和电钴。MHP 不需要高温高压环境，仅需“酸溶-除杂-萃取”即可获得硫酸镍溶液，现金成本低，因此 MHP 成为 硫酸镍的一种主流原料来源。伴随印尼未来 HPAL 项目的陆续投产，MHP 在硫酸 镍原料中的占比有望进一步提升。
尾矿：反应后的尾矿去哪里？
目前尾矿处理主要有尾矿坝堆积、地下压滤回填和深海填埋三种处理方法，其中尾矿坝 成本低，是有色矿山常见的尾矿处理方式；压滤回填成本高，但安全环保，是目前主要 的发展方向；深海填埋限制条件较多，仍存争议但未来发展空间较大。湿法工艺的尾矿 渣量大，生产一金属吨产品的矿渣可达 200 吨，按年产能 5 万金属吨估算，每年将产生 酸性矿渣 1000 万吨。同时湿法尾矿可能会呈微酸性，因此湿法尾矿的处理尤为重要。
尾矿坝堆积工艺简单、成本低但风险系数较大。该工艺仅需将尾矿堆积至地表的尾 矿坝，早期项目基本上都是使用尾矿坝堆积技术，且该工艺成本较低，根据《现代 矿业》数据披露，处理每吨尾矿的成本约 21 元，即若按产能 5 万金属吨估算，每 年尾矿处理的成本约为 3200 万美元。但由于尾矿坝占地面积大，不适用于大型矿 山，且在降雨较大的地区容易发生泥石流，存在垮坝的危险，如 2019 巴西 Brumadinho 尾矿坝垮坝, 导致 259 人死亡，因此目前新建冶炼项目较少使用尾矿 坝堆积工艺。
地下压滤回填法成本虽高，但是安全环保，是目前新建项目普遍使用的排放方式。 该工艺将浓缩后的尾矿与水泥混合，填充回已被采空的地下区域，有效地规避了地表尾矿坝的投资与所存在的安全隐患，实现了地表上固体废料的零排放，因此该工 艺是目前尾矿处理方面主要发展的方向。但该工艺也存在着技术难度大、成本较高， 需要长期的维护等缺点，根据《现代矿业》数据估算，产能 5 万金属吨的冶炼厂， 若使用压滤回填技术，每年的完全成本约 5000 万美元。
深海填埋工艺成本较低，适用于矿区近海的项目。该工艺将尾矿堆放在水下 300 米 下的深处，不会对海水质量产生影响，并排除了地震、天气等安全风险，且该工艺 成本较低，根据厦门象屿数据披露，4 万镍金属吨产能对应的尾矿坝建造成本约 0.8-2 亿美元，大约仅可使用 10 年，而相应的深海填埋建造成本仅 0.4-1 亿美元， 相较尾矿坝堆积工艺成本优势明显，因此该项目未来发展空间较大，目前中冶瑞木 是全球 HPAL 项目中唯一一个使用深海填埋的项目。但目前围绕深海填埋法是否 对海洋环境有害仍存在争议，如位于印尼的力勤 OBI 岛 HPAL 项目原计划使用深 海填埋法处理尾矿，但由于未获得印尼政府的批准只得采取地下压滤回填法。
三、以史为鉴，全球 HPAL 项目盘点分析纵观全球 HPAL 项目，自 1959 年古巴 Moa 项目首次应用 HPAL 工艺 60 年以来，全球 目前仍然在产的 HPAL 项目仅有 10 个左右，大部分项目均未做到达产。HPAL 项目发 展至今共经历三个阶段，完成了“工艺初探-设备更新换代-经验壁垒地位凸显”的一系 列转变。自 1959 年古巴 Moa 项目投产至今，HPAL 技术发展至今已有 60 余年，经历 了三个阶段：
第一阶段——工艺初探：以古巴 MOA 项目为代表，此时技术仍处于探索阶段，流 程设计简单、对装备技术要求低，但结垢现象严重，且未设置任何辅助结晶环节。
第二阶段——设备更新换代：以澳大利亚 Murrin Murrin 项目为代表，改用更利于 高压酸浸反应进行的卧式多隔室机械搅拌高压反应釜，并应用了加压氧浸和返结 晶技术至沉淀流程中，提升了镍钴的沉淀率。
第三阶段——经验壁垒地位凸显：以菲律宾 Coral Bay 和中冶瑞木项目为代表，核 心在于从一体化系统的角度对各个环节进行优化提升，通过对工艺流程的定制化 设计及参数的灵活调整，HPAL 工业生产更稳定、成本更低、金属回收率更高。
HPAL 工艺逐步迭代，各项目之间差异巨大。由于 HPAL 工艺复杂，整体资本开支大， 试错成本高，因此经验壁垒极高，目前全球仍处于运营状态的 10 个项目生产状况差异 性极大。由于 HPAL 项目规模大，改建成本高，且技术未完全成熟，改建仍存失败风险， 因此部分老旧项目选择维持现状以保持企业整体运行稳定，目前全球可称之为成功的项 目主要由中国、日本两个国家运营，湿法工艺技术持续保持领先地位。中国以中冶瑞木 为首个成功代表，在此成功经验的基础上，中国以宁波力勤、华友钴业、格林美为代表 的企业计划在印尼进行新一代 HPAL 项目的拓展开发，目前力勤 OBI 项目已顺利投产， 爬坡效率惊人。日本以住友金属在菲律宾 Coral Bay 和 Taganito 项目为代表，体现了日 本冶炼工艺水平的优秀。目前日本住友金属也计划联合 PT Vale 在印尼进行湿法项目的 再复制。我们将选取几个具备代表性的项目重点分析其运营情况及成败关键，以史为鉴 展望未来镍业格局。
首个 HPAL 项目：Moa——开创先河，缓慢爬坡耗时 35 年
位于古巴的 Moa 项目是世界上第一个采用 HPAL 工艺成功处理红土镍矿的项目，其工 艺设计与设备都十分简易，投产后爬坡缓慢，可保持平稳运行但产能利用率低。该项目 自 1959 年投产，初始设计产能年产混合硫化镍钴 2.2 万镍金属吨，但由于初代技术与 设备的不成熟，历时 35 年才成功达产。目前项目已进入平稳运营期，每年硫化镍钴产 量约 3.25 万镍金属吨，产能利用率在 85%附近波动，抵扣前现金成本也较为稳定，约 为 1.25 万美元/镍金属吨，抵扣后现金成本受钴价影响波动较大，2020 年钴抵扣前现金 成本 1.24 万美元/镍金属吨，抵扣后降至 9257 美元/金属吨。
Moa项目工艺简单易成功，首次使用HPAL技术镍钴回收率就可达到大于85%的水平， 但也因工艺设备简陋，成本、结垢问题显著。作为应用 HPAL 技术的先驱者，MOA 采 用最基础的“高压酸浸-CCD 分离洗涤-中和-高温硫化沉淀”工艺生产混合硫化镍钴产 品，其流程设计流程简单，镍钴回收率高，但受制于当时的装备技术条件，Moa 项目资 源循环利用设计少，沉淀步骤需要髙反应温度，耗能较高，导致成本偏高，且结垢现象 严重，需要频繁清理。
