石英、石墨、螢石、葉臘石4大戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)的重要性及用途
發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 16:21:13
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高純石英具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，高純石英砂主要應(yīng)用在石英玻璃和集成電路等行業(yè)，其高檔產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、新材料等產(chǎn)業(yè)。石英是一直作為具有戰(zhàn)略意義的材料存在的，從二戰(zhàn)時(shí)期開始，通信電話和軍用無線電話的電子元件都是石英制成的。全球公認(rèn)的高純、超高純石英原料是當(dāng)今高新科技產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)，是一個(gè)國家高新技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。在德國，已將超高純石英原料列為戰(zhàn)略物資而限制出口。2018年11月7日，國家統(tǒng)計(jì)局公布《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》，其中提到的電子核心產(chǎn)業(yè)、智能制造裝備產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)無機(jī)非金屬材料、高性能纖維及制品和復(fù)合材料、前沿新材料、風(fēng)能產(chǎn)業(yè)、太陽能產(chǎn)業(yè)、高效節(jié)能產(chǎn)業(yè)將對高純石英材料需求、行業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的提升產(chǎn)生重要影響。（1）高純石英在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用新一代信息技術(shù)：高性能石英玻璃制品主要用于生產(chǎn)單模和多模光纖預(yù)制棒、石英套管，用于集成電路、半導(dǎo)體芯片、信息顯示玻璃等；高端裝備制造：顯微光學(xué)儀器、光學(xué)透鏡、石英燈管等；新材料：石英纖維可用于制造火箭的噴火口、航天熱防護(hù)裝置等；電子級硅微粉主要用于集成電路、電子原件的塑封料和包裝料；新能源：晶體硅材料用于生產(chǎn)太陽能電池。（2）高純石英產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢我國是高純石英生產(chǎn)、消費(fèi)大國。中低端產(chǎn)品自給有余，部分出口，高端產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口。未來，高純石英砂在光纖光纜電子通訊半導(dǎo)體、LED照明制造封裝、軟件芯片制造材料、新能源太陽能等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景廣闊，預(yù)計(jì)2019-2030年高純石英需求增速約為10.0%-14.0%。但是我國可提純高純石英的原料資源稟賦差，供需形勢較為嚴(yán)峻。因此，要加大礦產(chǎn)資源勘查力度，尋找優(yōu)質(zhì)高純石英原料。石墨一直是軍工和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可或缺的重要戰(zhàn)略資源，石墨在新能源汽車產(chǎn)業(yè)主要用于生產(chǎn)鋰離子電池負(fù)極材料、新型動力電池、超級電容等；在新能源產(chǎn)業(yè)主要用于生產(chǎn)太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電儲能用電池；在高端裝備制造產(chǎn)業(yè)主要用于生產(chǎn)密封材料、中子減速劑；在新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中用于生產(chǎn)高儲能、關(guān)鍵電子材料等。石墨烯的開發(fā)利用又將石墨的用途提升到一個(gè)新的高度。未來石墨及其制品將廣泛應(yīng)用于宇航衛(wèi)星、智能手機(jī)、平板電腦、混合動力汽車、電動汽車、太陽能電池等領(lǐng)域，成為戰(zhàn)略新興材料。中國、日本、歐盟、印度、英國、澳大利亞、OECD等國家相繼出臺了有關(guān)石墨發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，將石墨作為“關(guān)鍵礦產(chǎn)”或“戰(zhàn)略性礦產(chǎn)”，美國將石墨列為“危機(jī)礦產(chǎn)”。（1）石墨在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
高端裝備制造：用作原子彈反應(yīng)堆中的中子減速劑和防護(hù)材料。柔性石墨用于原子能閥門密閉；制造固體燃料火箭的噴嘴，導(dǎo)彈的鼻錐，宇宙航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。人造衛(wèi)星上的無線電鏈接和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)材料；新能源：核能用高溫氣冷型燃料基體材料需用64%的天然鱗片石墨。利用石墨良好的導(dǎo)電性可制成太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電儲能用電池，用于光伏等清潔能源領(lǐng)域，節(jié)約能源消耗；新能源汽車：天然石墨負(fù)極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵原料，以天然石墨原料，生產(chǎn)鋰離子電池、新型動力電池，超級電容、用于混合動力汽車、電動汽車、太陽能汽車等領(lǐng)域；新一代信息技術(shù)：石墨鋰電池用于通訊基站、筆記本電腦、手機(jī)等充電器；石墨烯超級電容為電信和數(shù)據(jù)通訊提供能量儲存；石墨烯還可制成可折疊的顯示屏。未來石墨烯用于算機(jī)芯片；有望讓計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行速度快數(shù)百倍，制造下一代超級計(jì)算機(jī)；新材料領(lǐng)域：功能填料的新型涂料和油墨主要應(yīng)用方向包括應(yīng)用于海洋、化工等領(lǐng)域的石墨烯重防腐涂料；石墨烯水性無機(jī)涂料；新一代石墨烯無機(jī)粉末涂料；用于不粘鍋涂料及LED燈具的石墨烯導(dǎo)熱涂料；節(jié)能環(huán)保：污水處理、清理放射性廢棄物等；生物：醫(yī)用消毒品、化療藥物、DNA測序、人造肌肉、食品包裝。（2）石墨產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢石墨是我國的優(yōu)勢礦產(chǎn)，2019年同時(shí)擁有“五個(gè)第一”，晶質(zhì)石墨儲量第一，石墨產(chǎn)量、消費(fèi)量、出口量、進(jìn)口量均居全球第一，是具有影響和改變?nèi)蚬┬韪窬值牡V產(chǎn)，與美、日、韓、歐等高度依賴國外資源的國家及地區(qū)相比，在全球生產(chǎn)市場及貿(mào)易市場上占據(jù)主導(dǎo)地位，但是存在初級產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，高端產(chǎn)品供應(yīng)不足。未來，傳統(tǒng)領(lǐng)域石墨需求保持穩(wěn)定；而隨著科技的發(fā)展，新興產(chǎn)業(yè)石墨需求將快速增長，增長點(diǎn)主要為晶質(zhì)石墨，預(yù)計(jì)到2030年，石墨需求量將達(dá)到134.8萬t，其中新能源領(lǐng)域?qū)⑦_(dá)到50.4%，成為石墨第一大消費(fèi)領(lǐng)域。因此，要加大礦產(chǎn)資源開采管理，同時(shí)提高石墨深加工技術(shù)，使石墨產(chǎn)品逐漸向高端化發(fā)展，滿足戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，提高國際話語權(quán)。螢石又稱氟石，其主要成分為氟化鈣（CaF2）。螢石是與稀土類似的世界級稀缺資源，中國、美國、歐盟、日本等國家都將螢石列為“戰(zhàn)略性礦產(chǎn)”或者“關(guān)鍵礦產(chǎn)”，美國將螢石列為“危機(jī)礦產(chǎn)”。螢石是氟原料，含氟材料是化工新材料之一，氟化工產(chǎn)品具有高性能、高附加值，被譽(yù)為“黃金產(chǎn)業(yè)”，并走向于“貴族化”資源。其產(chǎn)品和材料除廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門和日常生活外，在新能源、生物、節(jié)能環(huán)保、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中也應(yīng)用廣泛，氟化工行業(yè)已被列入國家重點(diǎn)鼓勵發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)范疇。（1）螢石在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
新能源：含氟背板膜、含氟前板膜等主要用于太陽能電池；葉輪氟涂料主要應(yīng)用于風(fēng)能發(fā)電中的風(fēng)機(jī)；六氟磷酸鋰主要用于鋰電池；全氟離子膜主要用于燃料電池；新能源汽車：含氟鋰電池材料、氟橡膠主要用于動力鋰電池、密封；新一代信息技術(shù)：含氟液晶、含氟電子化學(xué)品、電纜主要用于平板顯示、半導(dǎo)體、通信；生物：新型含氟中間體、高效氟化試劑主要用于含氟藥物；節(jié)能環(huán)保：PVDF中空纖維膜主要用于污水處理；PTFE濾膜主要用于污染物過濾；氟碳涂料、全氟醚真空脂主要用于建筑、Low-E玻璃；新材料：氟硅粘材料用于汽車發(fā)動機(jī)密封等；高性能氟材料用于汽車、航空航天、光伏等行業(yè)。（2）螢石產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢螢石是我國的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，2019年擁有“四個(gè)第一”，第一大螢石生產(chǎn)國、消費(fèi)國，基礎(chǔ)氟化工與氫氟酸產(chǎn)量全球第一，是具有市場優(yōu)勢的礦產(chǎn)，但我國作為基礎(chǔ)氟化工產(chǎn)品供應(yīng)方的角色并未發(fā)生本質(zhì)改變。預(yù)計(jì)未來幾年伴隨著螢石下游行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，螢石消費(fèi)量將呈現(xiàn)上升的態(tài)勢，預(yù)計(jì)2019-2030年螢石需求增速約為3.0%，2030年螢石需求為567.9萬t。建議增加勘查投入，保障未來需求；同時(shí)發(fā)展氟化工產(chǎn)業(yè)，加強(qiáng)高端產(chǎn)品和環(huán)保產(chǎn)的技術(shù)研究，向精細(xì)化、輕量化產(chǎn)品發(fā)展，由氟化工產(chǎn)業(yè)大國提升為氟化工強(qiáng)國。葉蠟石屬層狀硅酸鹽礦物，具有化學(xué)穩(wěn)定性、低熱脹性、低熱傳導(dǎo)性、低導(dǎo)電性、高絕緣性、高熔點(diǎn)、良好的抗腐蝕性等。葉蠟石是功能陶瓷（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(jī)葉片）材料和新型功能材料。（1）葉蠟石在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用高端裝備制造：以葉蠟石為主要填料生產(chǎn)的玻璃鋼制品多用于軍工、空間、防彈盔甲等領(lǐng)域。葉蠟石涂料能提高制件表面的光滑度、白度和吸收性能，在航空、航天工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用前景；新能源：是重要的新能源（風(fēng)電、風(fēng)機(jī)葉片）材料和新型功能材料；新一代信息技術(shù)：用于制作光導(dǎo)玻璃纖維，是現(xiàn)代通訊技術(shù)中的主要材料；新材料：生產(chǎn)玻璃纖維的無堿玻璃球和中堿玻璃球等；葉蠟石作為傳壓密閉介質(zhì)在人造金剛石等高壓合成行業(yè)得到廣泛應(yīng)用；生產(chǎn)洗滌劑和分子篩等原料；（2）葉蠟石產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢優(yōu)質(zhì)葉蠟石在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)主要應(yīng)用于高強(qiáng)玻璃纖維生產(chǎn)及超硬材料（人造金剛石）。玻璃纖維主要是以葉蠟石、石英砂和石灰石等為原料，其中葉蠟石含量占50%以上。高強(qiáng)玻璃纖維生產(chǎn)的玻璃鋼制品多用于軍工、空間、防彈盔甲、航空、航天、海洋工程等新興領(lǐng)域。我國是全球第一大葉蠟石生產(chǎn)國，葉蠟石產(chǎn)量呈快速增長趨勢。預(yù)計(jì)未來葉蠟石需求量呈增長趨勢，2019-2030年需求增速約為5.0%-7.0%。建議增加勘查投入，尋找優(yōu)質(zhì)葉蠟石，保障未來需求。來源：陳軍元,劉艷飛,顏玲亞,等.石墨、螢石等戰(zhàn)略非金屬礦產(chǎn)發(fā)展趨勢研究[J].地球?qū)W報(bào):1-10.
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