战争矿藏之“镍”铸就不锈的“神话”

镍是一种铁磁性金属元素，镍及镍合金具有优异的耐腐蚀、耐高温、抗氧化等性能，一些特殊的镍合金甚至具有记忆性等特殊性能，是制备不锈钢、高温合金、动力电池等的重要原材料，因而被广泛应用于军工生产、航天航海、新能源等领域，属于关键战略金属资源。

铸就米格-25“神话”

20世纪五六十年代是世界航空技术大发展的年代。当时美国正在研发的XB-70 轰炸机与 SR-71 侦察机，最高速度都超过了3马赫，传统截击机根本无法拦截。巨大的国土防空压力令苏联米高扬设计局于1958年主动展开高空高速截击机研究。1960年 苏联正式启动了米格-25 战机的研制，次年，米格-25原型机在试飞中曾创下 22670米升限、3000千米/时速度的飞行纪录。1969至1970年，米格-25R侦察型飞机和米格-25P截击型飞机先后投产，其中，侦察型最大飞行速度超过3马赫，截击型也能达到2.8马赫，成为世界上闯过“热障”（2.5马赫）仅有的三种有人驾驶量产飞机之一。

米格–25战斗机

米格-25的出世，打破了美军在高空高速的霸权，在速度、高度和爬升时间等方面创下20多项世界纪录。1971年初苏联曾将4架米格-25侦察型运至埃及，这些米格-25 以双机编队的形式，对西奈半岛和以色列海岸线进行了4次侦察，每次侦察时均会遭遇以军战机拦截，但米格-25 每次都能凭借高速成功脱离。由于性能先进 苏联对米格-25—直严格保密，尤其对其制造材料讳莫如深。直到1976年9月6日，苏联飞行员别连科中尉驾驶一架米格-25叛逃日本，这才为西方世界揭开了米格-25 神秘的面纱。美国人将米格-25拆解后，经过67天的详细分析，才把零件状态的米格-25还给苏联。美国人发现，米格-25全机结构材料中80%是镍基合金不锈钢，12%是航空铝，钛合金仅占8%。

之所以使用不锈钢作为机体主要材料，是因为在3马赫的高速飞行中机身表面要承受气动加热带来的热障，温度高达300℃，能做成飞机主机体而又适应这种极端环境的，只有钛合金和不锈钢。

20世纪60年代，苏联尚未掌握钛合金加工和焊接技术，因此只能使用不锈钢制作机体，尽管因钢材过重导致整机空重达15吨，但也令该机具备了坚固、耐热、热胀冷缩率小、容易焊接等优点。鉴于苏联对米格-25 需求量很大，用不锈钢制作米格-25的成本显然比用钛合金或铝合金要低得多，非常适合批量生产。

服役后的米格-25易于维护，不少米格-25就停在露天机场任凭风吹雨打也无妨，即使机身有裂纹，用普通的不锈钢焊接设备都可以维修，使用成本相当低。由此可见，米格-25秉承了苏联实用至上的原则，以至于美军在伊拉克销毁伊军米格-25时，曾试图使用 M1A1主战坦克碾压，不料坦克竟直接顺着机翼开了上去，米格-25机体强度可见一斑，而这依靠的正是镍钢合金的强大性能。

“镍”槃重生

17 世纪，德国人在制造青色玻璃时，经常加入一种浅蓝色矿物，矿工们发现这种很像铜矿石的矿物却炼不出铜，于是他们将其命名为“Kupfernickel”。后来，瑞典化学家阿克塞尔·弗雷德里克·克龙斯泰特，对这种矿物进行了深入研究，用红砷镍矿表面的晶粒与木炭共热得到少量与铜不同的金属，并在1751年发表的研究报告中将其命名为“Nickel”(镍），并于1775年得到公认。

法老王匕首中溶入镍

镍，是一种有光泽的银白色铁磁性金属，其密度为8.90克/立方厘米，熔点1453℃，沸点2732℃，拥有极好的延展性、强度优异。纯镍的化学活性相当高，但大块的镍金属与周围的空气反应缓慢，在常温下，镍在潮湿空气中表面能生成致密的氧化膜，阻止继续氧化。由于镍与氧之间的活性较高，因而很难找到自然的金属镍。地球表面的自然镍都被封在较大的镍铁陨石里面，就是因为陨石在太空的时候接触不到氧气。此外，镍对氟、碱、盐水及许多有机物质具备耐蚀性但在稀酸中能缓慢溶解，在强硝酸中则会在表面形成一层钝化膜来抗腐蚀。不仅如此，镍还具有吸收氢气的能力，其晶粒越细吸氢的能力越强。

由于钢中的镍元素可使共析碳的浓度保持在较低水平，钢的晶粒在加热时不会像往常一样增大，而是形成细晶粒结构，这使得钢的强度和韧性都大幅提升，因此，镍钢问世后便快速应用到军事领域。最初，人们用镍钢制造装甲板，实验表明，含镍3%的钢抗击毁性能极强。19世纪末，法国、意大利、英国就用镍钢生产出了装甲板，法国和英国率先将其用在军舰上。为进一步提高镍钢的性能，人们还在镍钢中加入其他元素形成多元合金钢。其中，效果最明显的非镍铬合金钢莫属。镍铬合金钢不仅强韧兼备，而且淬透性好，实验表明，铬、镍按1:3的比例加入钢后制作的合金钢，非常适合制造火炮身管、炮尾、炮门等部件。

鉴于镍优秀的高温性能，人们使用占比超过50%的镍，外加铬、钛、铝等合金元素制成了镍基高温合金，这类高温合金能在1000℃的条件下仍有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀的能力。其广泛用于航空航天领域，如航天飞机主发动机的导向叶片，就是用单晶镍基高温合金制造的，高压氧涡轮泵和高压氢涡轮泵叶片则是用定向结晶的镍基高温合金制造。此外，镍基高温合金还常用于飞机发动机涡轮叶片、燃气轮机叶片、涡轮盘、火箭发动机和核反应堆等。

随着镍在军事领域的广泛应用，世界各国早早就把镍作为一种战略金属看待。1930年的统计数据显示，日本原材料和能源的对外依赖度为84%，其中，铝、镍、磷、铝土矿完全依赖进口。在占领中国东北后，日本疯狂掠夺东北的矿产资源，但仍不能满足其战争扩大后的巨大需求。至于德国和意大利，不仅其本国没有镍、铬资源，其占领区内也没有多少镍，亲德国家中只有芬兰有少量的镍矿。然而，二战期间芬兰的镍矿，因遭到重点打击而停产。当时的欧洲，只有英国能从海外殖民地稳定获取镍资源。但在二战爆发后，英国对镍采取战略管制，令德意两国断掉了镍的进口渠道。由于缺镍，德国装甲钢板质量严重下降，而缺少镍的潜艇耐压壳也缺乏韧性，受到局部冲击后极易解体。

1944年，德国不仅没了镍，甚至连制造装甲钢板的钼也断掉了，最终导致德国坦克的装甲防护性能更为低劣。在同样厚度的情况下，德国于1944年中期以后生产的坦克装甲抗击性能只有此前的80%。二战期间，日本住友金属公司研发出一种被称为“50岚金属”的铬镍锰超硬铝合金，用于生产零式战斗机。这种铝合金比钢还硬，可用细小的框架获得足够的强度，大幅减轻了飞机死重。日本在夺占东南亚后，基本解决了镍、铬、锰、钒等资源的供应问题，零式战斗机得以大批量生产。在太平洋战争爆发后，零式战斗机的优异性能极大震撼了德国人，德国迫不及待地向日本索要了一架样机和全部技术资料，但令德国人沮丧的是，“50岚金属”中的镍铬含量很高，这对于缺镍的德国来说，只能望镍兴叹。

无镍不成席

镍作为亲铁元素，在地球中的含量位居第5，仅次于硅、氧、铁、镁。镍矿在地壳中的含量约为0.018%，全球镍资源储量十分丰富。USGS（美国地质调查局）数据显示，截至2021年，全球镍储量约9500万吨。自然界中已知含镍矿物约50余种，常见的镍矿物有10多种，主要矿物有镍黄铁矿、硅镁镍矿、红镍矿和针镍矿或黄镍矿等。在全球镍矿资源分布中，红土镍矿约占55%，硫化物型镍矿占28%，海底铁锰结核中的镍占17%。海底铁锰结核因受开采技术及对海洋污染等因素所限，目前尚未开发。因此，人类目前开采的镍矿主要是红土镍矿和硫化镍矿。其中硫化镍矿品位较高。火法冶炼工艺成熟，主要产品高冰镍可用于生产电解镍和硫酸镍，是镍冶炼的传统原料，但硫化镍矿资源相对有限，采矿成本较高。全球硫化镍矿主要分布于南非、加拿大和俄罗斯合计占比约为64%，其中，南非占比最多，达28.1%、加拿大占比18.6%、俄罗斯占比17.3%。澳大利亚、中国、美国及芬兰硫化镍矿资源较丰富，分别为10.1%、5.1%、4.3%及4.1%。尽管硫化镍矿曾长期占据原料供应的绝对主导地位，但随着硫化镍矿的开发和贫化，红土镍矿已成为全球镍资源主体。

印度尼西亚的红土镍矿

红土镍矿资源较硫化镍矿储量更丰富，品位更高，开采成本较低。从2007年起，人们开始利用红土镍矿直接生产镍铁进而制造不锈钢，红土镍矿逐渐取代硫化镍矿在不锈钢领域的需求。目前，全球生产的镍产品中有70%来自红土镍矿，主要分布在赤道线南北30度以内的热带国家，仅印度尼西亚、澳大利亚和菲律宾三国，红土镍矿资源总量合计占比达46%左右，其中印度尼西亚占比18.7%、澳大利亚占比17.7%、菲律宾占比10.1%。古巴、新喀里多尼亚和巴西的红土镍矿资源也比较丰富，分别为9.1%、8.4%和8.3%。

镍产业链可分为上、中、下游，上游为镍矿开采环节，镍矿分为硫化镍矿和红土镍矿，硫化镍矿可生产镍精矿，红土镍矿可生产镍铁和氢氧化镍；中游为冶炼环节，主要包括电解镍、镍铁和硫酸镍；下游应用于钢铁、镍基合金、电镀、电池等领域。 从市场格局看，全球镍矿生产高度集中，从截至2021年的数据看，澳大利亚和印度尼西亚是世界上镍资源储量最丰富的国家，其镍储量均为2100万吨左右。巴西的镍资源储量位居世界第二，达1600万吨。俄罗斯的镍资源储量排名第三，约为750万吨。世界上镍产量最大的国家是印度尼西亚。镍产业链各环节中，最主要的供需路径为红土镍矿火法冶炼-镍铁-不锈钢，但受新能源车快速发展影响，新能源车动力电池对硫酸镍的需求激增。为此，红土镍矿湿法冶炼-湿法中间品-硫酸镍-动力电池的路径，优势渐显。

面对镍矿供应高度集中的现状，全球主要经济体在其政策文件中均表露出担忧。2023年3月17日，欧盟首次将镍和铜列为战略材料，欧洲金属行业对此表示支持，并申请更快获得许可证和资金。欧盟公布的《关键原材料法案》（CRMA），将镍和铜这两种主要工业金属列入了包含钴、锂和稀土等小众矿物的名单。此前，欧盟在《欧洲原材料倡议（2008-2014）》、《关键原材料弹性报告》（2021）、《欧盟矿产战略》（2021）、《欧盟循环经济行动计划》（2020）等关键矿产战略文件中，都强调了欧盟关键矿产供应链的脆弱性，指出必须通过支持欧盟地区内矿产勘探生产、促进循环经济、减少浪费等方式增加来源的多样性，打造具有韧性和安全性的供应链。2020年12月，美国国会通过的《2020年能源法案》，要求行政部门制定关键矿物清单，并每三年更新一次。2018年，美国内政部发布过一份关键矿物清单，并在2022年进行了更新。与前份清单相比，2022年的关键矿物清单将笼统概述的稀土元素和铂族元素，拆分为单独的条目细致罗列，同时增加了镍和锌，删除了氦、钾、铗和腮。日本在《日本战略矿产资源计划》（2015）、《日本矿产和材料战略》（2018）、《日本原材料安全计划》（2020）等政策规划中，明确提出建立安全采购制度，加强与资源丰富国家关系的战略方向。

与此同时，全球镍供应链格局正处于剧烈变化中。2022年12月全球最大镍生产商之一——巴西矿业巨头淡水河谷宣布，计划将旗下镍、铜等基础金属业务独立拆分。据分析，淡水河谷此举的目的，是为了成为电动汽车市场的主要供应商。该公司已与特斯拉公司签署电池镍合同，并与福特汽车公司合作在印度尼西亚开发镍。由于此次镍矿重组将涉及30万吨/年远期预期产能的重新分配，无疑会给当前全球不足300万吨/年的镍产量格局带来重大变化。

镍金属

近年来，全球关键矿产领域明显呈现出并购规模越来越大、覆盖面越来越广、业务交叉越来越深入、集中势头越来越强的趋势。有数据显示，2021年全球交易价值2亿美元以上的20笔最大矿业股权交易中，有3笔交易为镍业公司交易，仅次于传统主导金属金（11笔）和铜（6笔）。可预见的是，在新能源车产量爆发式增长及三元电池高镍化发展的双重推动下，镍资源供应缺口将进一步增大。无论是产业内的矿产公司，还是产业外的金融资本，乃至各国的资源争夺与博弈，势将愈演愈烈。