(1)氰化物业务技术水平
目前国内工业化生产氰化钠主要采用氢氰酸法,氢氰酸法依据其原料来源不同,主要有氰熔体法、安氏法、轻油裂解法、甲醇氨氧化法和丙烯腈副产法,具体情况如下:
氰熔体法:将氰熔体加水萃取,萃取液与硫酸反应生成氢氰酸,然后与氢氧化钠溶液反应即得液体氰化钠,而后采用固化技术,经过过滤除杂、浓缩和析晶得到固体氰化钠。
安氏法:以天然气、氨及空气为原料,以铂铑合金作催化剂,于高温下合成。
轻油裂解法:液态氨经汽化后进入预热炉内的混合器与轻油混合。预热后的混合气体进入裂解炉,在裂解炉中裂解反应,以石油焦作载体,以氮气作保护气进行密闭防氧化,生成含有氰化氢的裂解气。气体经除氨、水吸收、精馏、冷凝得到氢氰酸,氢氰酸再与氢氧化钠溶液反应得到液体氰化钠,液体氰化钠再经过浓缩析晶得到固体氰化钠。
甲醇氨氧化法:空气经过过滤器、预热器进入反应炉,原料液氨经气化、甲醇经蒸发后进入混合预热器,进入反应炉和空气反应,在以Fe-Mo 氧化物为主要成分催化剂作用下,反应生成氰化氢进入脱氨塔除氨后得到氢氰酸,再用碱吸收后可制得氰化钠。
丙烯腈副产法:丙烯氨化氧化生产丙烯腈时,主要副产物有氢氰酸、乙腈、丙烯醛、一氧化碳和二氧化碳等。从反应器出来的气体中含有过量的氨,经过稀硫酸除氨后,反应气再进入水吸收冷却塔后,吸收其中的丙烯腈、氢氰酸、乙腈和丙烯醛等,吸收液再经过进一步的解析、精馏等分离精制处理后,即得到高纯丙烯腈产品和副产氢氰酸和乙腈。
轻油裂解法、安氏法、丙烯腈副产法是目前国内工业化生产氰化钠的最主要工艺。轻油裂解法工艺技术成熟,但存在氢氰酸脱硫除杂困难、产品能耗高、“三废”处理难度大以及生产成本较高等问题。安氏法生产技术成熟,在拥有天然气资源的地区,生产成本较轻油裂解法略低,但在其它地区,受天然气资源短缺和政策、价格等因素影响,生产成本波动明显。丙烯腈副产法产品杂质少,含硫量低,但受丙烯腈产量的限制,目前国内丙烯腈生产已趋近饱和,产量难以大幅提升。
(2)氰化物行业发展态势
①氰化物行业供需格局
相对稳定氰化物行业作为无机盐工业的重要分支,虽然可广泛应用于冶金、电镀、农药、医药等行业中化工中间体的生产和加工以及化学合成等领域,但由于各国政府对氰化物的生产、销售和使用均实施严格的管制和监管措施,所以全球氰化物供需格局相对稳定。
当前,我国氰化钠行业技术工艺成熟、竞争格局稳定,主要厂家及市场供需关系维持相对稳定的态势。在供给端,我国氰化钠行业生产厂家较少,主要企业规模不断扩大,产能逐渐集中,新进入厂家寥寥无几。
在需求端,冶金行业贵金属的提取中氰化钠消费量整体呈增长趋势。近几年,随着国际黄金价格上涨,黄金消费量持续增长,使得黄金采矿业对氰化钠的需求量大幅上升,成为氰化钠消费增长最快且最大的用户。同时,受下游农药、医药行业发展拉动,市场对氰化钠总体需求亦呈增长态势。此外,氰化物产品目前正逐步向下游高附加值产品延伸,产业链也更加丰富。
②国内氰化物行业生产厂家较少,行业竞争格局相对稳定
虽然我国是氰化钠的生产大国,产能位居世界前列,但因氰化钠行业的准入资质要求高、生产许可证稀缺,行业内的生产企业数量极少。同时,近年来随着国内环保政策监管趋严,氰化钠行业内小企业逐渐被淘汰,行业竞争格局不断优化。根据《中国无机盐工业年鉴(2022)》,全国氰化钠总产能约 80 万吨/年(折百),产量长期在 45 万吨左右波动,2021 年度有所提升,增长至 55 万吨。
然而,随着新疆紫光永利精细化工有限公司破产清算,其年产 2.5 万吨固体氰化钠产线闲置停产,以及齐鲁石化齐泰化工有限公司停产丙烯腈、氰化钠等情况的变化,现阶段国内总产能预计已小于 80 万吨/年(折百)的数量。
2017 年~2021 年我国氰化钠产量情况数据来源:中国无机盐工业协会目前,国内销售的氰化物包括固体及液体两类产品形态,固体氰化物生产技术难度相比液体高,但其销售区域半径大,不存在销售区域限制;而液体氰化物通常受运输安全因素及运输成本的影响,其销售辐射范围基本在 500 公里以内。
目前,国内固体氰化物最主要的生产厂家主要是曙光集团及河北诚信集团有限公司,两家产能均在 5 万吨/年以上;其他固体氰化物厂家如山西鸿生化工股份有限公司、兰州金利化工毛纺有限公司等企业产能相较安徽曙光化工较小。
液体氰化物最主要的生产厂家,除安徽曙光化工及河北诚信集团有限公司外,还包括重庆紫光化工股份有限公司、营创三征(营口)精细化工有限公司、潍坊滨海石油化工有限公司等,其中部分液体氰化物生产厂商主要用于自用生产三聚氰氯、蛋氨酸等下游产品。如营创三征(营口)精细化工有限公司虽然拥有 30 万吨液体氰化钠产能,但其液体氰化钠主要用于生产三聚氯氰及计划用于生产钠离子电池正极材料普鲁士蓝(白)。
虽然国内液体氰化物的产能规模相比固体氰化物较大,但由于其市场覆盖面受运输安全性及销售区域半径等条件的制约,液体氰化物市场主要集中在经济比较发达的华东、华南地区。由于氰化物属于剧毒化学品,行业准入门槛高,监管非常严格,扩建新产线受到较多限制,预计短期内不会有新的生产厂商进入本行业,产能亦难以大幅增长。因此,国内氰化物行业生产厂商供应商相对较少,行业竞争格局也相对稳定。
③氰化物行业市场需求总体呈增长态势
我国氰化钠主要用于贵金属和稀有金属的提取、电镀、医药、农药、染料中间体、有机化合物、无机氰化物的制取等领域,其中贵金属和稀有金属的提取为氰化钠的最主要用途。
A.黄金及有色金属提取对氰化物的需求稳定
氰化物提金法是贵金属和稀有金属的提取的主要方法之一,即以氰化钾、氰化钠等碱金属氰化物的水溶液作溶剂,在有氧存在的条件下,浸出金银矿石中的金、银,然后从含金、银的浸出液中提取金、银的方法。
以氰化钠为主要提金药剂的黄金生产传统工艺,在世界范围内至今已有较长的应用历史,是目前提金的主要方式,也是氰化物最主要的应用领域。2018~2023 年全球及我国黄金供需情况数据来源:世界黄金协会、中国黄金协会从黄金消费端来看,近几年,在地缘政治危机、世界经济放缓、通货膨胀加剧等因素的支撑下,黄金价格处于历史较高水平,致使黄金消费需求同样较为坚挺。
2023 年,全球黄金需求量为 4,448.3 吨,我国黄金消费量为 1,089.7 吨。经济复苏为全球黄金需求的增长注入强劲动力,其中黄金首饰为黄金消费需求的最主要部分,占逾黄金消费的 60%。同时,基于全球主要经济体的经济情况与地缘政治风险因素,黄金作为避险资产,需求强劲。
在此基础上,黄金价格持续走高。如未来经济环境长期保持现有趋势,基于黄金的货币属性及抗通胀属性,预计未来黄金需求仍将保持相对稳定。
同时,如未来全球范围内经济复苏,则黄金首饰等消费需求有望进一步提升,从而推动黄金需求将持续增长。2018~2023 年全球黄金金矿生产一直是黄金供给的最主要来源,而我国黄金产量长期位居全球前列。
虽然近年来受自然保护区内矿业权清退、矿业权出让等政策影响,我国在产的黄金矿山数量有所减少,黄金产量总体亦呈下降趋势,但从全球来看,全球黄金提取对氰化物的长期需求依然强劲。自 2019 年以来,全球金矿产量总体呈继续增长,2023 年产量达到 3,644.4 吨,与 2018 年创下的 3,655.9 吨的纪录相差无几,除中国外,国外金矿产量占比也进一步提升,也导致我国氰化物行业出口规模呈逐年提升趋势。
B.化工中间体及其他下游产品应用空间巨大
氰化物作为非常重要的一种化工原料,可用于生产多种有机无机物。有机氰化物在医药、农药、染料等行业有着不可替代的作用。随着医药、农药、精细化工等行业的发展,氰化钠衍生物有很大的发展空间。
直接利用氰化钠(钾)生产的重要无机物主要有:亚铁氰化钠(钾)、氰化亚金钾、氰化银、氰化锌、氰化亚铜、氰化钡、氰化铜、硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸铵、铁氰化钾、赤血盐钠、普鲁士蓝等。氰化钠(钾)合成的有机物主要包括:氰乙酸、氰乙酸酯类、丙二酸(酯)、丙二腈、蛋氨酸、氰苄及其衍生物系列产品、氯氰、三聚氯氰、亚氨基二乙腈、亚氨基二乙酸(酯)、螯合剂系列产品(EDTA、DTPA、NTA)及其金属盐类产品、甘氨酸、羟基乙腈(酸)等。
上述下游产品均拥有广阔的应用领域,且随着医药、农药等传统氰化物消费的小行业持续发展,预计未来氰化物产品应用的细分领域将会有较大幅度的拓展,氰化物产品品类也将随着相关行业发展以及研究突破而不断增加。
C.钠离子电池领域潜在需求大
直接以氰化钠为原料生产的重要无机物主要包括亚铁氰化钠,而亚铁氰化钠又是生产钠离子电池正极材料普鲁士蓝的关键材料。随着新能源电池行业的迅猛发展,钠离子电池凭借与锂电池类似的工作原理,以及更低的材料成本、更高的充电倍率和宽工作温度的优势,受到了行业内外的广泛关注。当前,钠离子电池正极材料主要有过渡金属层状氧化物类、聚阴离子类化合物和普鲁士蓝类化合物。
三种正极路线各有所长,其中,普鲁士蓝类具有成本低、比容量和能量密度高,倍率性能优异等特点,未来发展潜力较大。根据 EV Tank 预测,钠离子电池将在2025 年之后实现产业化发展,到 2030 年钠离子电池的实际出货量预计将达到347.0GWh,届时最大的应用领域将是储能。如上述钠离子电池均采用普鲁士蓝类正极路线,结合普鲁士蓝生产商公开披露的信息,上述钠离子电池出货量预计将产生约 65 万吨的氰化钠需求。
2024~2030 年钠离子电池出货量预测数据来源:EV Tank在工业领域,通常先采用氰化钠与硫酸亚铁或铁粉反应来制备原料亚铁氰化钠,再运用共沉淀法、水热合成法、球磨法等工艺进一步制备普鲁士蓝类化合物。钠离子电池发展如达预期,各普鲁士蓝正极材料厂商产能逐步落地,那么氰化钠行业也有望在“双碳”政策下受益于新能源的高速发展。
④氰化钠出口量显著增长,境外需求广阔
改革开放以来,我国已从一个氰化钠进口国逐步发展为世界上氰化钠生产和出口量最多的国家。近年来,我国对南美、非洲、大洋洲、中亚和东南亚等地区的氰化钠出口量不断增加。2019 年至今,由于海外公共卫生事件的影响下,国外氰化钠生产受到抑制,使得国内生产企业的海外订单进一步增长,我国氰化钠出口呈现稳步增长态势,而每年我国氰化钠的进口量仅百余吨。
2019 年~2023 年我国氰化钠进出口情况数据来源:wind根据世界黄金协会的数据显示,非洲、南美、俄罗斯、西亚、东南亚等作为国内固体氰化钠的主要出口目的地,其金矿产量整体保持增长趋势。同时,近年来出口用于生产农药及中间体的氰化钠增长明显,境外市场对于氰化钠的需求广阔。因此,预计未来我国氰化钠出口量仍将持续增长。