中國粉體網(wǎng)訊 非金屬礦是三大礦產(chǎn)之一,,在經(jīng)濟社會發(fā)展中具有重要作用,。在現(xiàn)代社會,非金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用程度,,更是一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的綜合體現(xiàn),。
隨著戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展必要性、存在供應(yīng)風(fēng)險的短缺性,、國內(nèi)資源豐富 并具有一定話語權(quán)的市場優(yōu)越性等因素,,以晶質(zhì)石墨、螢石,、石英,、葉蠟石、硼,、重晶石,、硅藻土、 高嶺土,、滑石,、石榴子石為主要的非金屬礦產(chǎn)資源的優(yōu)勢地位顯著提高�,?梢灶A(yù)測人類將回歸大量使用非金屬礦產(chǎn)的“新石器時代”,�,!笆奈濉逼陂g,,在“碳達峰、碳中和”的規(guī)劃目標下,,將大力發(fā)展風(fēng)能,、光伏發(fā)電及新能源汽車,以減少碳排放量,。
10種戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)的重要性和2019年資源及貿(mào)易情況(單位:萬t)
◇晶質(zhì)石墨
石墨的傳統(tǒng)用途包括剎車襯里,、潤滑劑、粉末金屬,、耐火材料和煉鋼等,。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)廣泛使用石墨:在信息技術(shù)領(lǐng)域,,手機、平板電腦芯片散熱均要使用天然石墨散熱膜,,石墨烯作為一種透明導(dǎo)電材料,,可以替代傳統(tǒng)的氧化銦錫(ITO)薄膜用于觸摸屏,未來石墨烯可能用于制作高頻電子器件和光電器件,;在新能源領(lǐng)域石墨用作核電閥門密封材料,、鋰電池電極材料;石墨用作(氫)燃料電池雙極板可能成為未來最主要用途,;在高端制造領(lǐng)域用作航空航天器密封材料,、船舶防腐涂料,紅外屏蔽(隱身)材料,、雷達遮蔽材料等,,高導(dǎo)熱柔性石墨膜是航天器三線陣電荷耦合(CCD)立體相機成像質(zhì)量的重要保障條件。預(yù)計到2030年,,石墨需求量將達到138.7萬t,。
石墨在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
◇螢石
超過50%的螢石用于氟化工,約25%用于煉鋼助熔劑,,約15%用于水泥,、玻璃、陶瓷等工業(yè),。氟化工對螢石的利用首先是轉(zhuǎn)化為氫氟酸(HF),,氫氟酸是煉鋁的關(guān)鍵原料,也是生產(chǎn)其他含氟化學(xué)品的主要原料,。大約20%的醫(yī)藥產(chǎn)品,、30%的農(nóng)用化合物含有氟。氫氟酸及其他含氟化學(xué)品廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),。在信息技術(shù)領(lǐng)域用于生產(chǎn)集成電路,、薄膜晶體管液晶顯示器、半導(dǎo)體,、光纖激光器和光纖放大器等,。在新能源領(lǐng)域用于鈾濃縮和提純加工(氫氟酸是不可替代原料),用作鋰電池電極,、電解液和隔膜材料,。在高端制造領(lǐng)域用于火箭燃料氧化劑、航空發(fā)動機和航天推進劑系統(tǒng)密封材料,、飛機蒙皮涂料,,用于導(dǎo)彈紅外跟蹤器窗口材料和宇宙飛船紫外光學(xué)儀器透鏡材料、原子激光器材料,,用于雷達表面涂層,、艦船防腐涂料等,。第四代核反應(yīng)堆釷基高溫堆使用液態(tài)氟熔鹽(FLiBe)作冷卻劑。新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中,,含氟化合物因具有易溶于脂質(zhì),、安全、健康,、副作用小等特性,,在抗癌劑、麻醉劑,、殺菌劑,、動物用藥等新醫(yī)藥產(chǎn)品制備中被大量使用。到2030年,,螢石的需求量將達567.9萬t,。
螢石在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
◇石英
石英傳統(tǒng)用途包括玻璃、陶瓷,、鋼鐵,、鋁合金和有機硅化工等。高純石英原料廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),,最重要的用途是在信息技術(shù)領(lǐng)域,,用于制作集成電路(芯片),包括處理器,、存儲器等,;其次是制作石英光纖、液晶顯示器玻璃基板,、晶圓生長容器石英坩堝,、光掩模基板,,石英晶體振蕩器,,印刷電路板等。在新能源領(lǐng)域用于制作太陽能電池組件,。在高端制造領(lǐng)域用于航天器光學(xué)系統(tǒng),、紅外跟蹤系統(tǒng)、分光器,、準分子激光器,、光電探測器等窗口材料,用于飛機,、火箭、衛(wèi)星等防熱部件,,用于導(dǎo)彈天線罩,、軍事飛行器雷達罩,。
高純石英制品在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
◇葉臘石
中國是全球第一大葉臘石生產(chǎn)國,葉臘石產(chǎn)量呈快速增長趨勢,。目前葉臘石供應(yīng)地主要在浙江省,。葉臘石是功能陶瓷(超硬陶瓷、超高壓電瓷),、綠色新型耐火材料,、高性能玻璃纖維、超硬材料(人造金剛石)等的重要生產(chǎn)原料之一,,是重要的新能源(風(fēng)電,、風(fēng)機葉片)材料和新型功能材料,預(yù)計未來葉臘石需求量呈增長趨勢,,2019~2030年需求增速約為5.0%~7.0%,。
葉臘石在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
◇硼
世界上超過四分之三的硼資源被用于陶瓷、洗滌劑,、肥料和玻璃生產(chǎn),。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)也廣泛使用硼。在信息技術(shù)領(lǐng)域,,硼是重要的半導(dǎo)體摻雜劑,,用于制作p型半導(dǎo)體。在新能源領(lǐng)域,,硼用作壓水堆中子吸收劑,,碳化硼用作高溫氣冷堆、快中子增殖反應(yīng)堆中子吸收體,。在高端制造領(lǐng)域,,高純度硼粉(99%)用于固體火箭含硼富燃料推進劑,硼化物用作空間核反應(yīng)堆控制棒和飛行器鼻錐,、機翼前緣,、發(fā)動機渦輪風(fēng)扇等超高溫部件材料。釹鐵硼(Nd2Fe14B)永磁材料廣泛用于各領(lǐng)域,,如新能源汽車電動機,、風(fēng)力發(fā)電機、機器人伺服電機和步進電機,、核磁共振成像儀等,。含硼超導(dǎo)材料二硼化鎂是一種前沿新材料,在磁懸浮列車,、核磁共振成像,、高效電力傳輸?shù)确矫嬗袕V闊應(yīng)用前景。在新材料領(lǐng)域,近年來硼元素將應(yīng)用于新一代鋰硫電池,、高效晶硅太陽能電中,。
◇重晶石
重晶石用于鉆井泥漿行業(yè)占85%~90%,鋇化工行業(yè)5%~10%,,其他用途低于5%,。重晶石是我國優(yōu)勢礦產(chǎn),儲量居世界第三,,約占世界的12%,。位居第一的為哈薩克斯坦,儲量8500萬t,,占比28.43%,,印度儲量5100萬t,占比17.06%,。2019年我國重晶石基礎(chǔ)儲量3469.12萬t(儲量1270.89萬t),。2019年我國重晶石產(chǎn)量、消費量,、出口量分別為290萬t(約占世界3%),、189.21萬t(約占世界18%)、112.61萬t(約占世界26%),。我國是全球第一大重晶石出口國,,主要出口到美國、墨西哥,、荷蘭,、沙特、馬來西亞等油氣生產(chǎn)國,。美國重晶石高度依賴進口,,2014~2018年美國重晶石平均對外依存度高達82%,其中有68%來源于中國,。重晶石被歐美列為關(guān)鍵礦產(chǎn),,根據(jù)遏制力原則,我國作為供應(yīng)鏈另一端的生產(chǎn)大國,,重要貿(mào)易對象國重視的關(guān)鍵原材料,,我國也應(yīng)列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)加以重視。
2018年美國重晶石進口來源國分布情況
美國近十年從中國進口重晶石數(shù)量變化圖
從材料自身性能和經(jīng)濟性上,,重晶石在鉆井泥漿加重劑領(lǐng)域具有一定程度的不可替代性,,是油井及油氣混合井鉆(完)井液加重劑、鋇化工及防核輻射等軍工原材料的最優(yōu)選擇,,并且已在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用,。雖然重晶石資源本身并不稀缺,,但因在特定領(lǐng)域特定行業(yè)尚無其它性價比更優(yōu)的替代材料,也符合資源應(yīng)用領(lǐng)域的稀缺性原則,。
◇硅藻土
我國硅藻土資源豐富,,儲量居世界第二位,,屬優(yōu)勢礦產(chǎn),。硅藻土是生產(chǎn)飲料、藥物,、生物制品助濾劑和石油,、化工催化劑以及保濕隔熱材料等的原料,并在環(huán)境治理,、納米能源(鋰離子電池,、超級電容器、太陽能電池,、儲氫和儲熱材料)和生物醫(yī)藥(藥物傳輸和緩釋載體,、生物組織工程、凝血劑和生物傳感)得到應(yīng)用,,在國家經(jīng)濟安全和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)具有重要作用,。
◇ 高嶺土
高嶺土是先進陶瓷、功能填料,、催化劑等材料,,用途包括陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè),、涂料,、耐火材料及水泥工業(yè)、石油化工和醫(yī)藥紡織等多個領(lǐng)域,,在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)用于建筑相變儲熱材料,、太陽能儲能材料、生物醫(yī)藥,、吸附材料,、分子篩原料。
◇滑石
滑石用作耐火材料,、造紙,、橡膠的填料、絕緣材料,、潤滑劑,、農(nóng)藥吸收劑、皮革涂料,、化妝材料及雕刻用料等,。在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊,,比如滑石降低陶瓷燒成溫度,節(jié)能效果顯著,;滑石微孔陶瓷用于凈化汽車尾氣,,減少環(huán)境污染;滑石制造高頻和超高頻絕緣電瓷,,用于無線電,、雷達、遙控等國防工程,;在塑料中用作功能材料,,明顯改善產(chǎn)品性能,降低成本,,汽車工業(yè)向輕量化方向發(fā)展,,未來滑石在汽車用塑料的需求量將會進一步加大。
◇石榴子石
石榴子石除了砂輪,、砂紙等傳統(tǒng)用途外,,也具有重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)用途,在信息技術(shù)領(lǐng)域,,石榴子石用作砂磨介質(zhì)拋光和精磨半導(dǎo)體硅片,,用于人工合成釔鋁榴石激光晶體,用于合成鎵釓榴石以制造計算機存儲元件,。釔鐵石榴石是微波雷達控制高頻信號的組分,。在高端制造領(lǐng)域,石榴子石用于航天器,、飛機制造等切割和拋光作業(yè),,用于艦船、油氣采掘設(shè)備管道等切割和噴砂除銹作業(yè),。純度高,、質(zhì)量優(yōu)的石榴子石被用作制造精密儀器儀表的軸承。在健康環(huán)保領(lǐng)域,,石榴子石用作水過濾器的底層介質(zhì),。美國石榴子石的主要用途是噴砂(去銹)、水射流切割,、水過濾介質(zhì),,消費石榴子石的行業(yè)包括飛機和汽車制造商、電子元件制造商,、過濾工廠等,。水力射流切割產(chǎn)生塵埃少、切割速度高,,且無火災(zāi)危險,,是一種新型,、環(huán)保、安全的切割方式,,在我國高端制造領(lǐng)域具有很大應(yīng)用前景,。
2019年我國石榴子石基礎(chǔ)儲量2372.96萬t(儲量697.7萬t),2019年,,世界石榴子石產(chǎn)量120萬t,,中國產(chǎn)量31萬t,占比25.83%,,進口石榴子石(含剛玉巖,、剛玉砂及其他天然磨料)5.62萬t,,出口27.15萬t,。未來石榴子石作為研磨和切割材料,在運輸機械,、軍工部門和尖端工業(yè)領(lǐng)域的消費市場前景看好,。目前,我國具有高端工業(yè)利用價值的鐵鋁榴石資源家底不清,,亟需開展石榴子石的分類評價,。
小結(jié)
非金屬礦產(chǎn)是戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源中寶貴的財富,除了晶質(zhì)石墨,、螢石,、石英、葉蠟石,、硼,、重晶石、硅藻土,、 高嶺土,、滑石、石榴子石等非金屬礦以外,,非金屬礦中的凹凸棒石,、海泡石、膨潤土,、鋰礦,、鋯英石、鉀鹽,、磷礦等礦產(chǎn)的價值優(yōu)勢也與日俱增,!
資料來源:
•陳正國等.戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)資源形勢分析
•姜雅等.關(guān)于將重晶石列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的原則分析
•陳軍元等.石墨、螢石等戰(zhàn)略非金屬礦產(chǎn)發(fā)展趨勢研究
•汪靈.戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)的思考
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/茜茜)
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