稀有金屬主要指那些在自然界中含量較小、分布稀散或難以從原料中提取以及研究和使用較晚的金屬。比較常用的有鎢、鉬、錫、銻、鈷、鋰、銦、鉍、鍺、鎵、鉭、鈮、鋯、鉿和稀土等。
它們具有耐高溫、抗腐蝕、強度高,以及高電導(dǎo)和高熱導(dǎo)等特殊物理、化學(xué)性能,在電子信息、新能源、節(jié)能環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、國防科技工業(yè)和高端裝備制造業(yè)等領(lǐng)域具有不可替代的作用。總的來說,稀有金屬產(chǎn)業(yè)有三個方面的突出特點。
產(chǎn)業(yè)規(guī)模小
大部分稀有金屬是以改性材料的形式應(yīng)用于功能材料和終端器件,因此產(chǎn)量和消費量都較小。據(jù)統(tǒng)計,我國稀有金屬各品種在采選和冶煉環(huán)節(jié)的產(chǎn)值基本都低于 1000 億元人民幣,產(chǎn)值規(guī)模遠低于銅鋁鉛鋅等大金屬品種。
由于產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,稀有金屬容易被市場游資炒作,造成價格大起大落,近年來鋰、鈷、銦、鍺、鎵以及稀土等品種表現(xiàn)較為明顯。
戰(zhàn)略價值高
稀有金屬品種多、應(yīng)用廣泛,在一些國防軍工及高科技領(lǐng)域必不可少,因此戰(zhàn)略價值很高。
例如,稀土已經(jīng)成為新能源汽車、人工智能和武器裝備等諸多高端領(lǐng)域的關(guān)鍵材料 ;鈷大量應(yīng)用于新能源電池、高溫合金、硬質(zhì)合金和陶瓷催化等領(lǐng)域 ;鍺因其優(yōu)異的紅外測溫性能,是制作紅外測溫槍的首選材料,在疫情當(dāng)中幫助醫(yī)護人員快速鑒別發(fā)燒群體,極大地提高了工作效率。
因此,稀有金屬礦產(chǎn)成為各國利益爭奪的焦點,美國將稀土等多種稀有金屬列入“關(guān)鍵礦物清單”,歐盟制定的“關(guān)鍵原材料名單”收錄了大量稀有金屬品種,日本儲備了大量戰(zhàn)略稀有金屬。
應(yīng)用潛力大
多數(shù)稀有金屬的發(fā)現(xiàn)利用都落后于鋼鐵和銅鋁等大金屬,其認(rèn)知和基礎(chǔ)研究仍處于探索階段,仍具有重大發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景,能夠帶動的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和消費市場巨大。
以鋰和鈷為例,近年來新能源電池技術(shù)的突破和國家政策的引導(dǎo),極大地促進了鋰離子電池材料的發(fā)展,鋰及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值規(guī)模、創(chuàng)新成果、資源價值都出現(xiàn)跨越式增長,使得鋰、鈷成為全球關(guān)注的熱點稀有金屬品種 ;鎵、銦、鍺是第二代、第三代半導(dǎo)體材料的關(guān)鍵原料,在 5G、激光、紅外等領(lǐng)域的應(yīng)用正快速增長 ;稀土也因為應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,在軍工和高科技中的重要作用和應(yīng)用前景受到格外關(guān)注。
因此,看待稀有金屬,一定要用發(fā)展的眼光,要具有前瞻性和預(yù)判性。
當(dāng)前我國稀有金屬產(chǎn)業(yè)的問題
一是產(chǎn)業(yè)集中趨勢明顯,重復(fù)競爭仍然嚴(yán)重。通過多年發(fā)展,我國稀有金屬產(chǎn)業(yè)集中度明顯提高,初步形成了區(qū)域聚集的發(fā)展態(tài)勢。例如,江西、湖南、福建三省 APT(仲鎢酸銨)產(chǎn)量占全國的 81%,河南、陜西、黑龍江三省鉬精礦產(chǎn)量約占全國 71%,云南、湖南、廣西、江西、內(nèi)蒙古五省區(qū)的錫礦產(chǎn)量全國占比近 100% ;湖南、廣西、云南、貴州四省區(qū)的銻冶煉產(chǎn)能約占全國的 90%。
但與此同時,我國過往粗放式發(fā)展造成一些地方、企業(yè)仍然存在盲目擴張產(chǎn)能和做大規(guī)模的慣性思維,導(dǎo)致一些區(qū)域礦山開采和冶煉企業(yè)眾多,區(qū)域競爭趨于激烈,稀有金屬資源開發(fā)壓力持續(xù)高企,資源無序開發(fā)、中低端產(chǎn)品過剩和重復(fù)競爭現(xiàn)象仍然嚴(yán)重。
二是資源總量位居第一,對外依賴持續(xù)上升。我國是全球最大的稀有金屬資源國,部分品種具有較大資源優(yōu)勢,例如鎢、鉬、錫、銻和稀土都屬于我國的優(yōu)勢資源,全球儲量位居第一。
但經(jīng)過多年的持續(xù)性開采,錫和銻資源儲量下降較快,原料對外依存度逐步上升 ;稀土因國內(nèi)結(jié)構(gòu)性供應(yīng)矛盾,進口量也在大幅增長。
此外,我國不少稀有金屬短缺資源嚴(yán)重依賴進口,例如鈷、鉭鈮、鋯鉿等幾乎完全依賴國外進口,鋰資源儲量雖然相對較高,但受品位和地理位置等因素影響,經(jīng)濟可采性較差,目前主要依靠從澳大利亞進口,均存在一定的供應(yīng)風(fēng)險。
三是全球市場占有率高,初級產(chǎn)品供過于求。通過多年努力,我國已成為全球最大的稀有金屬生產(chǎn)國,鎢、鉬、錫、銻等冶煉產(chǎn)品的產(chǎn)量和消費量都位居世界首位,扭轉(zhuǎn)了最初以開采和出口稀有金屬礦產(chǎn)原料為主的不利局面,出口產(chǎn)品轉(zhuǎn)為以生產(chǎn)金屬、金屬氧化物、金屬鹽類和各種型材等冶煉和初級加工產(chǎn)品為主。
但我國稀有金屬初級產(chǎn)品總體過剩,部分中低端產(chǎn)品出現(xiàn)了長期供過于求的局面。鎢、鉬、錫、銻產(chǎn)量都普遍高于消費量,即便是鋰、鈷、鉭鈮、鋯鉿等對外依存度較高的稀有金屬品種,我國通過利用國外資源,生產(chǎn)的冶煉和初級加工產(chǎn)品產(chǎn)量依然遠遠高于其他國家。
由于國內(nèi)產(chǎn)量高于消費量,多數(shù)稀有金屬都需要通過出口來消化,使我國成為全球稀有金屬第一大出口國,尤其是鎢、銻、鋰、銦、鎵等稀有金屬產(chǎn)品對出口市場的依賴度都較高。
四是選冶水平國際領(lǐng)先,關(guān)鍵創(chuàng)新仍然滯后。我國近些年在稀有金屬高效選冶方面的技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化領(lǐng)先全球,白鎢選冶技術(shù)、鉬精礦焙燒多膛爐、錫澳斯麥特熔煉技術(shù)、銻金(汞)共伴生礦復(fù)雜采選冶煉分離技術(shù)、稀土第三代酸法冶煉工藝和串級萃取技術(shù)、稀散金屬自動控制連續(xù)冶金系統(tǒng)和高選擇性吸萃富集技術(shù)的應(yīng)用,極大提升了稀有金屬資源開發(fā)利用水平,冶煉生產(chǎn)水平已經(jīng)位居世界前列。
但與發(fā)達國家相比,我國稀有金屬行業(yè)在基礎(chǔ)研究和原始創(chuàng)新方面的積累差距較大,對礦產(chǎn)開發(fā)、綠色冶煉、金屬特性、材料制備等相關(guān)基礎(chǔ)理論研究不夠深入,一些科學(xué)原理認(rèn)識不夠透徹,總體上仍處于“大部分基礎(chǔ)研究和裝備自動化跟跑,少部分工藝技術(shù)并跑”的階段,產(chǎn)業(yè)整體創(chuàng)新能力仍然不強,對行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的支撐能力不足。
例如高端硬質(zhì)合金、稀土永磁材料的研發(fā)專利和生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在歐美等國家手中 ;高性能、高精度的高檔硬質(zhì)合金數(shù)控刀片和高端稀土永磁體等高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù),以及真空壓力燒結(jié)爐、分析檢測設(shè)備、智能制造設(shè)備等生產(chǎn)高端硬質(zhì)合金、稀土永磁材料的核心裝備還不能生產(chǎn)。
鉭基、鈮基耐高溫高端應(yīng)用的超合金制備技術(shù)非常薄弱。探測器級13N 高純鍺晶體尚未研制成功。
五是材料產(chǎn)品總體充沛,高端產(chǎn)品差距較大。我國已具備了大多數(shù)稀有稀土功能材料的批量化生產(chǎn)能力,硬質(zhì)合金占鎢消費的占比已經(jīng)達到 60% 左右,錫焊料占錫消費占比約為 51%,鋰和鈷在電池領(lǐng)域的消費比例也分別接近 70%及以上。
但我國高性能錫焊料、高性能阻燃材料、高品質(zhì)硬質(zhì)合金及刀具、高端ITO 靶材、機器人伺服電機用永磁材料、國六機動車尾氣凈化催化劑、激光器用純度高于 6N 稀土化合物、丁基鋰和電池級金屬鋰等材料仍然主要依靠國外進口 ;6 英寸鍺單晶片和半絕緣砷化鎵單晶片產(chǎn)業(yè)化還處于空白或起步階段,尚未研制出探測器級 13N 高純鍺晶體;封裝領(lǐng)域應(yīng)用的預(yù)成型錫焊料,以及錫焊料配套用焊劑等產(chǎn)品遠落后于國外。
由于高端產(chǎn)品落后,不僅使我國材料產(chǎn)業(yè)在國際產(chǎn)業(yè)鏈分工中獲得的利潤明顯偏低,同時也導(dǎo)致“卡脖子”產(chǎn)業(yè)安全問題,急需通過技術(shù)創(chuàng)新來實現(xiàn)國產(chǎn)化突破。六是綠色發(fā)展進步明顯,整體水平仍待提升。
近年來,我國稀有金屬行業(yè)綠色開采、生產(chǎn)和綜合利用水平極大提升。鎢礦山企業(yè)先后有 26 家被自然資源部列入國家級綠色礦山試點單位。鉬行業(yè)突破了低品位高鉬白鎢礦綜合利用技術(shù)難題,基本實現(xiàn)了廢水和廢渣零排放。
錫企業(yè)積極改造脫硫塔,二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)均達到或優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。銻行業(yè)不斷完善綠色生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),積極推動提升企業(yè)節(jié)能減排降耗水平。
冶煉多金屬廢酸資源化技術(shù)取得突破,實現(xiàn)大規(guī)模廢酸中多金屬的直接回收及酸回用,危廢產(chǎn)生量較國際現(xiàn)行方法削減 90% 以上。電子廢棄物綠色循環(huán)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)成功,僅荊門格林美公司一家企業(yè),近 3 年就回收處理電子廢棄物2000 多萬臺。
但總的來看,長期的礦產(chǎn)資源開采、冶煉生產(chǎn)累積的重金屬污染問題,導(dǎo)致部分區(qū)域的生態(tài)壓力過大,近年來陸續(xù)出現(xiàn)了一些稀有金屬及重有色金屬相關(guān)的環(huán)境事件,對生態(tài)環(huán)境和居民健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,也對行業(yè)發(fā)展環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。
當(dāng)前我國有色金屬消費已經(jīng)由年均 10% 以上的增長速度回落到個位數(shù),支撐產(chǎn)量持續(xù)、快速增長的因素不復(fù)存在。
在這種背景下,粗放型發(fā)展模式難以為繼,集約型發(fā)展模式尚有待建立,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的任務(wù)仍然十分艱巨。“生態(tài)賬”“環(huán)境賬”是本政治賬,必須算清、算好。