中国锶矿产业发展现状与未来发展战略思考

2016-09-10 08:03:15王登红李建康中国地质科学院矿产资源研究所全球矿产资源战略研究中心国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037
桂林理工大学学报 2016年1期
关键词:需求量产品

刘 超,赵 汀,王登红,李建康(中国地质科学院矿产资源研究所.全球矿产资源战略研究中心;.国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037)

中国锶矿产业发展现状与未来发展战略思考

刘超a,赵汀a,王登红b,李建康b
(中国地质科学院矿产资源研究所a.全球矿产资源战略研究中心;b.国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037)

依据近年来全球锶矿储量、产量、主要生产国、进出口国、锶的消费结构进行宏观分析,同时针对近年来我国锶的碳酸盐进出口量和单价情况进行微观研究分析,结果表明:虽然我国锶的储量、产量、出口量在全球占据主导地位,但出口的锶产品基本都是低品质锶产品,出口价格与进口价格相差甚远,随着电子工业的高速发展,如何利用优势矿产资源,发展先进制造技术,从而研制出附加值高的锶深加工产品是我国锶矿产业发展的关键。

锶矿;进出口;附加值;发展

0 引言

锶是一种银白色带黄色光泽的碱土金属,是碱土金属中丰度最小的元素。由于锶极易与空气和水发生化学反应,所以不存在自然态的锶,都是以化合物的形式出现,它的主要矿物是天青石SrSO4和菱锶矿SrCO3。由于锶有很强的吸收X射线辐射功能和独特的物理化学性能,被广泛应用于电子、化工、冶金、军工、轻工、医药和光学等各个领域[1]。

在电子工业方面,用于生产彩电显像管玻璃(碳酸锶吸收X射线的性能较强),由于锶的高介电常数特质,钛酸锶用以电容器制造及电子计算机存储器生产,硝酸锶可用作电子管的发射极,氟化锶也常用于电子工业特殊大晶体生产。在冶金行业中,将锶金属加入铝合金中可以改善铸成品的性能,尤其是用于航空和汽车领域的铝合金。锶也可以帮助铅在电解锌的生产过程中去除杂质。氧化锶、硝酸锶和氯化锶均可制造烟火及信号弹等。铬酸锶主要用于制造防锈颜料,向油漆中加入铬酸锶,可形成一层防腐层,该防护层可以有效地保护飞机机壳和船体[2]。

锶在医学上有一定的应用:药物雷奈酸锶帮助骨骼吸收更多的钙物质,用于预防骨质疏松患者骨折的发生;放射性核素89Sr是一种重要的骨转移治疗手段;牙膏中添加1%左右含量的氯化锶,能使敏感牙齿的人群抵抗刷牙时的过敏现象。

2010年底,中国计量科学研究院专家研制出中国锶原子光钟,用光钟替代现行的铯原子喷泉钟来重新定义秒,可以显著提高卫星导航系统的定位精度[1]。2013年,科学家发明出一种高氯酸锶环保型抗病促长添加剂,施用该添加剂能快速杀灭病菌、病毒、寄生虫及藻类。随着科技速度的突飞猛进,锶的应用前景将更加广阔,高科技产业对锶的需求也会有所上升。

1 中国锶矿产业发展现状分析

1.1全球锶矿资源现状分析

根据2015年美国地质调查局(USGS)的最新数据,全球锶资源量超10亿t。天青石是最重要的锶矿物,全球天青石资源分布不均,主要分布在巴基斯坦、美国、中国、阿富汗、墨西哥、西班牙、土耳其、伊朗等国家[3],现已探明天青石储量在9 000万t左右,其中中国储量为4 500万t,墨西哥2 000万t,西班牙1 000万t(图1)。中国、西班牙和墨西哥是全球主要的锶矿资源开发国。巴基斯坦、美国、阿富汗等国家虽有很多锶矿床分布,但由于各种因素影响,并没有大规模开发锶矿资源,美国从1959年起便停止开采[4],主要依靠进口满足需求。

图1 2015年全球主要国家储量分布图(数据来源:USGS)Fig.1 Map of global major reserves countries in 2015

图2 2004—2014年全球主要生产国产量(数据来源:USGS)Fig.2 Yield of major producing countries from 2004 to 2014

根据美国地质调查局(USGS)的数据显示(图2、图3),全球产量排前三名国家为:中国、西班牙、墨西哥,其次是阿根廷、土耳其、伊朗、摩洛哥、巴基斯坦。2004—2014年锶矿全球总产量自2006年达到最高值58.5万t后基本呈逐年递减趋势,2012年达到最低值22.8万t,与最高值相差约35万t,主要是由于消费结构的变化所致。2013年全球经济缓慢复苏,锶矿需求量迅速回升,2014年产量达31.8万t。中国和西班牙10年来产量均超过10万 t,产量约占全球锶矿石产量的40%。西班牙2006年产量达到最高值20万t后由于资源逐渐减少,到2012年到达10年来产量最低值仅8万t,2013年又翻倍增加,2014年西班牙以16.5万t产量占全球总产量51.89%,稳居全球第一位。中国从2004—2010年产量一直稳速增长,2008年超过西班牙,产值达到20万t,成为全球第一锶矿生产大国,2010年达到最高值22万t后产量逐年下滑,仅4年时间,2014年产量比2010年减半至10万 t,占全球总量的31.45%。墨西哥10年来产量约占全球锶矿石产量的20%,2008年前产量也超过10万t,2009年后产量出现大幅度下降,还不到5万t,2014年墨西哥产量4.5万t,占全球总产量的 14.15%,主要以初级原料方式供应美国市场[4]。

图3 2004—2014年全球总产量及三大生产国占比图(数据来源:USGS)Fig.3 Global stronitum production and proportion of the three main countries from 2004 to 2014

从全球的角度看,虽然全球锶矿总产量呈下降趋势,而中国产量占全球比重却越来越显著,在2009—2011年已占据全球一半的份额,之后3年虽有下降趋势,但从2013年开始锶市场趋向活跃,锶的需求量迅速增长。由此可见,在未来几年内,中国依然占据主导地位,在全球锶矿行业仍是领军国家。

1.2中国锶的碳酸盐进出口现状分析

图4 2004—2014年中国锶的碳酸盐出口量趋势 (数据来源:海关信息网)Fig.4 Trend of strontium carbonate exports from 2004 to 2014 in China

图5 2004—2014年中国锶的碳酸盐进口量趋势 (数据来源:海关信息网)Fig.5 Trend of strontium carbonate imports from 2004 to 2014 in China

近十年来,墨西哥、德国、西班牙是中国出口量排前三的国家(图4)。2004年中国锶的碳酸盐的出口量为19.8万t,2014年出口量为5.8万t,相差约3.5倍,主要原因在于:一是中国的锶矿品位相对偏低,而发达国家对锶的碳酸盐的质量品位要求越来越高,尤其随着液晶、等离子为代表的平板显示技术的流行,用作彩电玻壳制造的碳酸锶市场需求量大大减少;二是中国为保护锶资源,已限制初级锶产品的出口。

近十年来中国主要进口锶的碳酸盐的国家为:日本、马来西亚、韩国、印度、美国等 (图5),其中日本、马来西亚、韩国为主要进口国家。美国主要从墨西哥、德国和中国进口。日本、美国虽然是世界上最主要的锶消费国,但原料几乎全部依靠进口,两国廉价大量进口低端锶产品[5],经先进技术深加工后,再高价出口高附加值的高端产品。

根据海关信息网最新数据 (图6、图7),自2013年1月至2015年4月我国锶的碳酸盐出口价格走势稳定,平均价格约在6 000元/t。2013年除3、4、11月份价格出现大幅波动外,进口价格整体较稳定。2014年1月至2015年4月进口价格出现整体大幅上升趋势,进口平均价格远远高于出口平均价格,进口平均价格相当于出口平均价格的10倍以上,有时甚至几十倍。从进出口量的情况看,2013年1月至2015年4月我国出口量远远超过进口量,每月出口量的平均值在600 t左右,而进口量约60 t,相差10倍。

由此可知,由于我国冶炼设备技术落后,主要生产的是大宗初级产品,由于锶的碳酸盐产品主要集中在低端,导致产品出口价格低,而高档次、高附加值锶的碳酸盐市场仍被国外的产品分割。中国廉价大量出口锶的碳酸盐不仅浪费了宝贵资源,而且直接影响生产企业经济效益,同时间接会影响企业对生产过程中三废处理的投入,又给环境带来了巨大压力。如何使我国从一个低端锶产品生产大国走向生产多种高档次的精细产品强国成为行业发展的重点问题。

1.3中国锶矿资源产业现状分析

图6 2013-01—2015-04中国锶的碳酸盐进出口价格趋势 (数据来源:海关信息网)Fig.6 Strontium carbonate import and export price trends from January 2013 to April 2015 in China

图7 2013-01—2015-04中国锶的碳酸盐进出口量趋势(数据来源:海关信息网)Fig.7 Strontium carbonate import and export volume trends from January 2013 to April 2015 in China

中国锶矿产地主要分布在重庆、湖北、青海、江苏、云南等省区(图8)。由于中国锶矿成因不同,导致国内锶矿虽储量非常大,但质量不如墨西哥、西班牙、土耳其、伊朗、巴基斯坦等国家产的锶矿[6]。国内商品矿品位一般在60%~80%,而从伊朗进口的天青石矿产品品位一般在85%以上。

青海大风山锶矿,虽规模最大,但地理位置偏远且矿石品位低,由于基础设施落后,目前生产的商品矿,品位仅在60%左右。湖北黄石狮子立山锶矿,截止到2013年底,矿山累计查明资源储量1 132万t,年末矿山保有资源储量324万t,矿山锶矿平均工业品位44%。值得一提的是,2013年在重庆市大足兴隆矿区发现了一个目前亚洲最大、在中国锶矿质量最好的矿山,矿床的平均品位为50%,其中三成以上都为富矿,品位相当高,同时开发利用条件明显优于规模最大的青海矿区,预计探明的资源量将超过2 000万t,经济价值约20亿元[7],随着国际锶市场活跃,重庆大足兴隆矿将成为未来中国锶矿的主力矿业。

总体来看,我国单一锶矿矿石品位都不高于60%,中低品位矿石构成了锶矿的主体,因此国内商品锶矿主要用作锶盐工业的原料。目前国内锶盐工业年需求量约为50万t,而国内年产品位为60%以上的商品锶矿约40万t,河北束鹿辛集化工厂、山东青岛铺集化工总厂每年从伊朗等国进口锶矿10万t以上,才能弥补锶矿资源的不足。

图8 中国锶矿资源分布略图Fig.8 Strontium resources distribution map of China

2 中国锶矿未来发展战略分析

2.1全球锶矿应用领域分析

根据USGS的资料显示(图9),2000—2005年,彩色显像管约占总需求量的75%,烟火、信号需求量占9%,铁氧体陶瓷磁铁需求量占9%,其他占7%,说明这几年全球大力推进彩电工业,用作彩电玻壳制造的碳酸锶市场需求量几乎占据了绝大部分市场份额,由于对锶化合物要求水平不高,生产低端锶产品的中国锶矿产业随之迅速发展。随着世界工业的高速发展,2006、2007年锶的使用领域也随之变化,彩色显像管的需求量由75%逐步降低到55%,减少了1/5的份额,而烟火、信号和铁氧体陶瓷磁铁的比例比2005年之前增加1倍。到2008年电子工业逐步扩大,世界对锶的主要消费结构发生了较大变化,以液晶、等离子为代表的平板显示技术的流行,高纯、超细碳酸锶产品需要量越来越大,用于电视机显像管玻壳的需求量基本消失,烟火、信号和铁氧体陶瓷磁铁占据了市场的主导地位,其余新兴产业颜料、填料和电解锌等需求途径逐步增加。2009—2015年锶化合物的需求量基本趋向稳定,烟火、信号对锶的需求量占30%,铁氧体陶瓷磁铁占30%,母合金、颜料(填料)、电解锌、其他(含玻璃)4类均分别占需求量的10%[8]。

根据目前全球锶的需求量结构分析,未来5年内,随着世界经济形势的改善,预期锶化合物的消费量将会增加,特别是在铁氧体陶瓷磁铁和烟火、信号领域。锶在母合金和颜料、填料方面的利用也有可能增加。在高科技应用领域,锶的应用领域随着科学技术进步不断拓宽,锶的需求量肯定也会不断上升。相应,国际市场锶产品价格也会有明显上升趋势。2.2中国锶矿的未来产业方向分析

图9 2000—2015年美国锶化合物主要应用领域比例 (数据来源:USGS)Fig.9 Main application fields of strontium in United States from 2000 to 2015

近几年,彩色显像管电视的需求量基本消失,液晶、等离子为代表的平板彩电已经成为中国市场消费的主流,中国彩电生产能力达到全球一半以上,市场潜力巨大。高纯锶盐是液晶玻璃基板重要的基础材料,中国突破技术难关,现已拥有自主科技的液晶玻璃基板生产线。目前中国有20多条液晶面板生产线,按照一面板生产线需5条液晶基板生产线的配套方案,还需建设100多条液晶玻璃基板生产线[9]。未来几年内,液晶玻璃基板产业发展前景良好。

在烟火和军工信号弹、照明弹领域上,我国碳酸锶的需求量占锶化合物的15%左右。随着我国科技的快速发展,在该领域的需求量会不断上升。

随着高性能永磁铁氧体在汽车、家电、电动工具、办公设备、计算机等领域应用的不断深入,市场方面的快速发展和扩大,高性能永磁铁氧体需求量会不断增加,未来几年,市场发展前景依然良好。铁酸锶是制造永磁铁氧体的主要原料,永磁铁氧体的高速发展必然带动铁酸锶产品的发展。

根据目前我国锶的需求量分析,低端碳酸锶市场需求量大大减少,而高纯、超细碳酸锶产品需求量越来越大,而中国现阶段仅能生产普通级和高纯级产品,产品质量与国际同行相比,仍有一定差距。与此同时,技术水平更高的电子级、纳米级、超高纯级锶产品在我国还处于探索阶段,因此加强高端锶产品技术的研究十分必要。

3 结论

根据以上数据分析,虽然我国锶的储量、产量和出口量在全球占据主导地位,但出口的锶产品基本都是低品质锶产品,出口价格与进口价格相差甚远,随着电子工业的高速发展,低端锶产品的价格会不断下滑。根据世界对高端锶产品需求的稳步增长,如何利用优势矿产资源,发展技术从而研制出含量高、附加值高的锶深加工产品是我国锶矿产业发展面临的最大问题。同时,对中国锶资源产业提出以下建议:

(1)创新是技术的起源,是技术从无到有、从落后到先进的过程。锶的应用领域随着科学技术进步不断拓宽,我国锶矿产业面对此形势,要尽快以市场为导向,调整产品结构,发展锶矿资源及其多种制品外向型矿业经济,重视新技术、新工艺、新方法、新型设备的开发和推广应用,开发具有市场需求且价格较高的新品种,如电子级、纳米级、超高纯级锶产品等,锶产品价值才能增值,及时加强应用科学研究和国际科学技术合作,才能不断发展壮大,以此提高中国锶盐产品的市场竞争力,从资源优势转化成经济优势,从而提高其在我国经济中的地位和作用。

(2)控制环境污染,加大资源保护力度。加强环保方面的科研工作,加大环保综合治理投入,整合小型锶盐生产企业,从根本上控制环境污染,进一步提高企业的社会责任,大力发展和推广碳酸锶洁净生产技术,将锶盐生产过程中产生的废气进行再利用,生产用水做到循环使用等,为锶盐行业可持续发展创造良好的外部环境。

(3)产业发展就是对锶矿的需求,由于产业的升级对锶矿的需求发生了变化,如果需求下降,建议国家降低对锶矿勘查的支持力度,以免锶矿价格下滑超过国内锶矿的成本线,多找高品位锶矿,低品位锶矿储备起来不要开发,以节约资源。

(4)“一带一路”沿线国家锶资源禀赋各异,互补优势明显,除我国是全球锶产量大国,沿线国家伊朗、巴基斯坦、土耳其也是全球锶产量较优势国家,同时沿线国家马来西亚、印度是全球主要锶进口国,合作潜力巨大。在全球锶矿产业陷入深度调整的背景下,矿业资源领域更应格外重视国际合作,相关部门和企业应以“一带一路”建设为契机,携手相关国家和地区,深入开展锶矿矿业投资与加工贸易的合作,充分发挥各方在资源、资金、产业、技术、基础设施等方面的互补优势与合作潜力,实现矿业相互促进和共同发展。总之,“一带一路”必将进一步拓展锶矿资源国际合作的空间,为我国锶矿矿业发展带来新机遇。

[1]于新光.稀有贵金属矿产原料[M].北京:化学工业出版社,2013:79-81.

[2]王小华.青海省锶产品发展思考[J].盐湖研究,2011,19(2):59-62.

[3]赵武壮.锶的经济地位值得重视[J].世界有色金属,2007(9):6.

[4] U.S.Geological Survey.Mineral Commodity Summaries [R].2004—2015.

[5]王登红,王瑞江,李建康,等.中国三稀矿产资源战略调查研究进展综述[J].中国地质,2013,40(2):361-370.

[6]张庆雳,王爱广,吴卫东.中国工业碳酸锶生产现状及发展方向[J].无机盐工业,2005,37(8):1-4.

[7]重庆发现亚洲最大锶矿床资源量预计超过2000万吨[EB/ OL].[2013]http://www.cnv168.com/kc/3118175391rr.html.

[8]U.S.Geological Survey.Minerals Yearbook[R].2000—2015.

[9]吴卫东,徐清.液晶级高纯锶盐现状及发展趋势[J].无机盐工业,2013,45(8):1-4.

Strontinum industry and future development strategy in China

LIU Chaoa,ZHAO Tinga,WANG Deng-hongb,LI Jian-kangb
(a.Research Center for Stategy of Global Mineral Resources;b.MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment,Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China)

Based on the analysis of the world major producers,strontium ore reserves and production,exporters and importers and the consumption structure in the past decades,and the import and export and price situation of the past years,it is known that China still holds the dominant position in the world market.But we export basically low-quality strontium products while import higher strontium products with better quality.With the rapid development of the electronics industry,it is essential to take advantage of mineral resources and develope advanced manufacturing technology with high value products are the keys of China strontium industry.

strontium resources;import and export;high value-added;development

P618.7

A

1674-9057(2016)01-0029-07

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.01.005

2015-06-04

中国地质大调查项目 (1212011220807;12120113079500)

刘超 (1986—),硕士,工程师,研究方向:矿产资源经济,1971076064@qq.com。

赵汀,博士,副研究员,771899460@qq.com。

引文格式:刘超,赵汀,王登红,等.中国锶矿产业发展现状与未来发展战略思考[J].桂林理工大学学报,2016,36 (1):29-35.

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