許海,劉海濤,賈元琴,王國梁
(1.內蒙古地質礦產(chǎn)勘查院,內蒙古呼和浩特010010;2.烏蘭察布市自然資源局,內蒙古烏蘭察布012000)
螢石舊稱氟石,屬鹵化物礦物,是自然界主要的含氟礦物,化學式CaF2。其被廣泛應用于關乎國計民生的諸多重要行業(yè),既有新能源、新材料等新興行業(yè),也有建材、冶煉、陶瓷、玻璃等傳統(tǒng)行業(yè),同時還有國防、電子、軍工等具有重大戰(zhàn)略意義的領域[1-4]。過去一段時間我國螢石產(chǎn)業(yè)面臨著開采秩序混亂、資源浪費嚴重、采選工藝落后、產(chǎn)能過剩、污染嚴重、原礦出口貿易失衡等問題[5-6]?,F(xiàn)在科學技術和國家經(jīng)濟的快速發(fā)展,螢石逐漸成為影響現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要原料。隨著我國把螢石列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄中,我們有必要系統(tǒng)的研究螢石礦產(chǎn)品供需和資源形勢,以保證礦螢石礦產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展,進而推動國家可持續(xù)的發(fā)展。
螢石的用途往往取決于其中氟化鈣含量(圖1),按品位分為三類:酸級螢石、冶金級螢石和陶瓷級螢石[7]。
圖1 中國螢石應用的發(fā)展
螢石作為工業(yè)重要礦物原料,被廣泛應用在冶金工業(yè)、光學工業(yè)、建材工業(yè)、化學工業(yè)、甚至醫(yī)學領 域。螢石作為助溶劑用于金屬冶煉過程中,作為助熔原料和主要配料用于陶瓷、玻璃和水泥的生產(chǎn)過程中,作為制造氫氟酸、含氟鹽、制冷劑的原料用于化工領域。隨著科學技術的進步,近年來氟化工在軍工、航天航空等高精尖領域得到了長足的發(fā)展。
螢石是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源,其儲量在世界上占主導地位,世界占比14%,是僅次于墨西哥的第二大國[8](圖2)。截止2020年底,中國螢石礦儲量2.72億噸[9](圖3)。
圖2 2020年世界各國螢石儲量占比圖
圖3 2011年~2020年中國螢石查明儲量變化圖
中國是世界上螢石礦的生產(chǎn)、消費和出口大國。根據(jù)美國地質勘探局礦產(chǎn)商品總結報告中的數(shù)據(jù),全球螢石產(chǎn)量一半以上由我國占據(jù)著,平穩(wěn)地維持在400萬噸左右(圖4)。2020年,中國螢石產(chǎn)量為430萬噸,占全球螢石產(chǎn)量的60%左右[8]。
圖4 2011年~2020年中國螢石產(chǎn)量/消耗量、進出口量對比圖
在國際螢石貿易當中,我國螢石的出口量一度占據(jù)世界出口貿易量的20%~30%,因而我國螢石的出口對世界影響重大,其但隨著我國螢石礦產(chǎn)業(yè)整合和戰(zhàn)略地位提升,中國螢石出口量總體呈現(xiàn)下滑趨勢。據(jù)中國海關總署統(tǒng)計[10]顯示(圖5),2011-2020年間,隨著螢石礦戰(zhàn)略地位的提升,受國家政策的引導,中國螢石出口量總體呈現(xiàn)下滑趨勢,出口量從2011年的72萬噸下降至2020年的17.59萬噸。
圖5 2011年~2020年中國螢石進出口量對比圖
我國螢石進口量在2011~2017年基本維持在10萬噸左右,后來受我國螢石產(chǎn)量的下降、氟化工快速發(fā)展的影響,2018年進口量激增為51.06萬噸,同比增長218.75%,我國螢石礦自此由凈出口礦種轉變?yōu)閮舫隹诘V種[11]。
螢石資源具有稀缺性、不可再生性、戰(zhàn)略重要性,因而國家相關部門自1999年以來先后出臺一系列政策法規(guī)及規(guī)范性文件[3,12](表1),加強螢石礦產(chǎn)資源的保護力度,限制螢石生產(chǎn)和開采總量,防止過度開采、生產(chǎn)、加工;推動資源利用率的提高,淘汰技術設備落伍的礦山,提升行業(yè)的競爭力。政策的頒布及實施是為了引導行業(yè)整合、經(jīng)營規(guī)范,從而使螢石資源的開發(fā)利用趨于合理化。隨著未來政策法規(guī)進一步地落實,必將帶來我國螢石行業(yè)一定程度地收縮,從而使我國進口量繼續(xù)增加、行業(yè)集中度進一步加強。
螢石作為助溶劑被廣泛應用于鋼鐵冶煉及鐵合金生產(chǎn)、煉鋼,主要任務是降低難溶金屬的熔點,加強爐渣的流動性,從而分離渣和金屬,在冶煉過程中它還有助于金屬脫離雜質元素,進而加強金屬的熱塑性和扯斷強度,是冶金工業(yè)中重要的礦物原料。
螢石用于冶煉領域不僅會造成環(huán)境污染,還會侵蝕爐襯減少爐子的使用年限,另外把稀缺的螢石資源用在低附加值的冶金行業(yè)是對該資源的極大浪費[3],如用于國內鋼鐵熔劑、氟化工業(yè),其產(chǎn)值之比為1:83,而利潤之比為1:269.8[5]。所以隨著螢石行業(yè)在氟化工領域的長足發(fā)展,未來金屬冶煉行業(yè)螢石占總消費量的比重會逐步下降。
在建材工業(yè)中,螢石作為助溶劑、礦化劑、瓷釉用于玻璃、水泥、陶瓷的生產(chǎn)過程中。螢石在玻璃生產(chǎn)上,能夠降低玻璃液的粘度,促使玻璃勻化澄清,從而改善玻璃的品質;螢石在陶瓷生產(chǎn)上主要是促進陶瓷的燒結,提高瓷釉質量;在水泥生產(chǎn)中可提高窯爐生產(chǎn)效率、節(jié)省燃料。
國家工業(yè)化、城市化仍然在發(fā)展,國家基礎建設的投資還保持穩(wěn)定的增長,房地產(chǎn)、汽車等相關行業(yè)的發(fā)展,對水泥、玻璃、陶瓷的需要量會持續(xù)增加,因此未來建材領域螢石占總消費量的比重短時間不會下降。
氟化工是化工行業(yè)中的一個子行業(yè),產(chǎn)品種類多,性能優(yōu)異,應用領域廣泛。由于它的產(chǎn)品具有高性能和高附加值的特點,氟化工產(chǎn)業(yè)被稱作“黃金產(chǎn)業(yè)”。廣泛應用于軍工、航天、輕工、機械等領域。
從圖1我們可以看到,氟化工的諸多應用領域都是以生產(chǎn)氫氟酸作為起點的。目前,世界螢石產(chǎn)量的一半以上用于制取氫氟酸[13]。生產(chǎn)出的氫氟酸則進一步用于生產(chǎn)含氟烷烴、含氟聚合物、含氟精細化學品、氟化鹽四大類主要產(chǎn)品。近年來中國氫氟酸產(chǎn)能級產(chǎn)量均保持超過10%復合增長率[4],因此我國未來氟化工領域螢石占總消費量的比重會繼續(xù)上升。
中國螢石行業(yè)集中度較低,開采行業(yè)“小散亂”現(xiàn)象還是較為嚴重,螢石開采基本是個體企業(yè),企業(yè)規(guī)模小,技術落后、資源回收率低、經(jīng)濟效益低。眾多小企業(yè)的無序競爭,必然導致行業(yè)產(chǎn)能過剩,使得資源優(yōu)勢難以成為經(jīng)濟優(yōu)勢;開采技術和裝備水平落后,必然導致總回收率低,造成資源極度浪費;而違規(guī)開采、在生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)開采,則又會給環(huán)境帶來嚴重破壞。
我國自1999年以來制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策見表1,就是為了促使優(yōu)勢企業(yè)得到更好的發(fā)展,加快螢石行業(yè)整合速度以提高行業(yè)集中度。隨著產(chǎn)業(yè)政策的出臺和嚴格落實,資源采選“小散亂”現(xiàn)象將會得到根本改善,行業(yè)集中成為必然,由此可以推斷我國螢石產(chǎn)量會出現(xiàn)一定的下滑,但隨著行業(yè)整頓日趨完善,未來螢石產(chǎn)量還是會趨于穩(wěn)定,以保證國民經(jīng)濟的發(fā)展。
表1 中國螢石資源開發(fā)和進出口等相關政策措施(據(jù)鐘江春2011及網(wǎng)絡資料整理)
由于螢石是不可再生的稀缺資源,中國螢石未來的發(fā)展必將是在保護資源的基礎上,科學合理地開發(fā)與利用,開發(fā)深加工技術和發(fā)展高端產(chǎn)品,從而確保螢石資源的價值最大化。國家會根據(jù)未來螢石的需求,通過相應政策宏觀調控螢石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。隨著國家環(huán)保要求的提高和經(jīng)濟的快速發(fā)展,必將在傳統(tǒng)領域減少對螢石的使用,而在新能源、新材料等領域增大對螢石的需求,螢石產(chǎn)業(yè)必將向產(chǎn)品深加工發(fā)展。
未來我國勢必通過一系列產(chǎn)業(yè)政策,調整螢石產(chǎn)業(yè)結構,鼓勵支持螢石企業(yè)去發(fā)展高附加值產(chǎn)品,帶動螢石產(chǎn)業(yè)鏈向一體化發(fā)展,從而提升我國螢石產(chǎn)業(yè)的核心競爭力,使作為螢石資源大國的中國,最終成為螢石資源強國。
(1)隨著我國工業(yè)化進程的加快和氟化工領域技術水平的提高,螢石需求量必將穩(wěn)步增長,預計到2022年中國螢石需求預計將達到600萬噸,相比于2011年的408萬噸增長47%。
(2)隨著螢石礦戰(zhàn)略地位的提升,我國勢必會限制螢石礦資源的出口,因此我國螢石出口量將進一步下滑,進口量則急劇增長,到2022年進口量將突破100萬噸。
(3)從產(chǎn)業(yè)政策來看,國家引導行業(yè)走向集中化、規(guī)模化,促進產(chǎn)業(yè)整合,推動企業(yè)開發(fā)深加工技術和發(fā)展高端產(chǎn)品,從而確保螢石資源的價值最大化。
(4)從消費格局來看,傳統(tǒng)領域所占比重將逐漸降低,螢石生產(chǎn)企業(yè)將以氟化工領域為主,未來則是在新能源、新材料等領域進一步發(fā)展。