淺談世界螢石資源現(xiàn)狀及螢石產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

王振亮，魯瑞君，林天亮，吳新剛

(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊 065000)

螢石又稱為氟石，主要成分是氟化鈣(CaF2)，自然界中的螢石常顯鮮艷的顏色，純凈的螢石為無(wú)色。螢石廣泛應(yīng)用于冶金、煉鋁、玻璃、陶瓷、水泥、化學(xué)等工業(yè)，其產(chǎn)品廣泛用于航天、航空、制冷、醫(yī)藥、農(nóng)藥、防腐、滅火、電子、電力、機(jī)械和原子能等多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)國(guó)家安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有重要影響。隨著科技和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，螢石已成為現(xiàn)代工業(yè)中重要的礦物原料，許多國(guó)家將螢石列入戰(zhàn)略性資源進(jìn)行儲(chǔ)備[1-2]。

1 世界螢石資源分布概況

螢石資源分布廣泛，世界各大洲均有發(fā)現(xiàn)。從成礦地質(zhì)環(huán)境來(lái)看，環(huán)太平洋成礦帶的螢石儲(chǔ)量最多，約占全球儲(chǔ)量一半以上，已探明螢石儲(chǔ)量分布在40多個(gè)國(guó)家。螢石資源主要分布在亞洲的中國(guó)、蒙古，北美洲的墨西哥、美國(guó)等地，非洲的南非、肯尼亞和歐洲的西班牙、法國(guó)等地。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2009年《礦產(chǎn)品概要》數(shù)據(jù)，截至2009年,世界螢石儲(chǔ)量2.3億t，其中南非、墨西哥、中國(guó)和蒙古螢石儲(chǔ)量列世界前4位,這4個(gè)國(guó)家的螢石儲(chǔ)量占到全球的46%左右；南非的螢石儲(chǔ)量占世界螢石總儲(chǔ)量的17.83%，其次是墨西哥、中國(guó)和蒙古，分別為13.91%、9.13%和5.22%；截至2011年，世界螢石儲(chǔ)量2.4億t，南非的螢石儲(chǔ)量占17.08%，其次是墨西哥、中國(guó)和蒙古，分別占13.33%、10.00%和9.17%(見(jiàn)表1)[1-2]。從表1可看出，2011年中國(guó)和蒙古的儲(chǔ)量比2009年增加300萬(wàn)t和1000萬(wàn)t，其他國(guó)家的儲(chǔ)量沒(méi)有變化。

表1 全球主要螢石礦產(chǎn)地儲(chǔ)量

南非螢石資源分布比較廣，已發(fā)現(xiàn)礦床主要分布在德蘭圖瓦省，已開(kāi)采礦床是Witkop和Buffalo螢石礦，在距離Witkop螢石礦10km處發(fā)現(xiàn)螢石礦床，資源量4820萬(wàn)t，平均品位18%。南非螢石儲(chǔ)采比是143，南非螢石出口潛力最大。

墨西哥螢石資源主要分布在科阿韋拉、圣路易斯托西和瓜那華托，拉奎瓦螢石礦是世界上最大螢石礦之一，該礦螢石含量65%～70%；帕臘爾鉛鋅礦床伴生螢石礦產(chǎn)。墨西哥螢石儲(chǔ)采比是33。

蒙古國(guó)螢石儲(chǔ)量占世界總量的3.3%，居第五位。主要集中在中東部的肯特省、中戈壁省和東戈壁省。

納米比亞螢石資源主要分布在奧奇瓦龍戈，奧克魯祖螢石礦是該國(guó)最大的螢石礦，儲(chǔ)量約300萬(wàn)t，礦石氟化鈣含量平均30%。

英國(guó)螢石資源主要分布在奔寧山脈南礦田和北礦田，截至2007年英國(guó)螢石可采儲(chǔ)量只有63萬(wàn)t(包括尾礦中可回收螢石)。法國(guó)、意大利、美國(guó)螢石資源已經(jīng)枯竭。從1996年開(kāi)始，美國(guó)停止螢石開(kāi)采。美國(guó)磷酸鹽巖儲(chǔ)量10億t，氟含量平均3.5%，磷酸鹽巖中賦存氟資源量3500萬(wàn)t。

巴基斯坦的螢石礦床產(chǎn)于卑路支省卡拉特和馬斯通地區(qū)，螢石以礦化和斷裂充填形式產(chǎn)出，螢石含CaF285%～92%,SiO2＜15%。巴基斯坦年產(chǎn)螢石3000～5000t，主要作鋼鐵冶煉熔劑[3]。

中國(guó)地處環(huán)太平洋成礦帶，螢石資源十分豐富，已探明螢石礦區(qū)有500多處,已勘查的271處主要集中在4個(gè)礦產(chǎn)帶,北部主要集中在內(nèi)蒙古,中部主要在河南、湖北、湖南,東部集中在福建、浙江、江西和安徽,西南主要在云南、貴州及四川南部，共27個(gè)省(直轄市、自治區(qū))。其中，內(nèi)蒙古、浙江、福建、江西和湖南螢石資源儲(chǔ)量合計(jì)占70%以上[2]。從礦床規(guī)?？?以大中型為主,已勘查的271處螢石礦床中,大型礦床41處、中型89處[4]，主要集中于中國(guó)東部沿海、華中地區(qū)和內(nèi)蒙古中東部，大中型礦床占48%，其儲(chǔ)量/資源量占93%。中國(guó)螢石礦單一型螢石礦床有450多處，大部分礦床儲(chǔ)量只有數(shù)萬(wàn)噸至數(shù)十萬(wàn)噸，只有內(nèi)蒙古四子王旗蘇榮查干敖包螢石礦區(qū)，礦石儲(chǔ)量約2000萬(wàn)t。有色金屬礦產(chǎn)伴生螢石礦區(qū)50多處，湖南郴縣柿竹園鎢錫鉬鉍礦伴生螢石礦區(qū)資源量達(dá)6500萬(wàn)t，是世界第一大伴生螢石礦[2]。

2 世界螢石礦生產(chǎn)現(xiàn)狀

世界上約有50個(gè)國(guó)家開(kāi)采和加工螢石，近百年來(lái)，世界螢石產(chǎn)量呈現(xiàn)波折上升態(tài)勢(shì)。1980年達(dá)到501萬(wàn)t，1994年降至375萬(wàn)t，近十多年世界螢石產(chǎn)量穩(wěn)步上升，2011年達(dá)到591萬(wàn)t。從表2中可以看出主要生產(chǎn)國(guó)有中國(guó)、墨西哥、蒙古、南非和俄羅斯，2011年，上述5個(gè)國(guó)家共生產(chǎn)533萬(wàn)t螢石，占全球產(chǎn)量的90.19%。其中，中國(guó)是世界螢石產(chǎn)量最大的國(guó)家[5]，2011年生產(chǎn)330萬(wàn)t，占全球總產(chǎn)量的55.84%。

表2 世界主要螢石生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)(萬(wàn)t)

螢石國(guó)際市場(chǎng)貿(mào)易中，主要出口國(guó)家有中國(guó)、墨西哥、蒙古、南非、泰國(guó)等，以中國(guó)最多；主要進(jìn)口國(guó)家有美國(guó)、原蘇聯(lián)地區(qū)以及日本，中國(guó)螢石產(chǎn)量從1982年占全球產(chǎn)量的11%發(fā)展到2011年占全球產(chǎn)量的55.84%，已經(jīng)成為世界螢石市場(chǎng)的主導(dǎo)。

美國(guó)螢石消費(fèi)量居世界之首，是最大的螢石進(jìn)口國(guó)。主要從墨西哥、南非、中國(guó)、西班牙和意大利進(jìn)口螢石，其中從墨西哥和南非的進(jìn)口量占總進(jìn)口量的60%以上[3]。目前，美國(guó)螢石主要用在制氫氟酸(使用CaF2含量＞97%)、冶金等方面。85%的螢石被用于生產(chǎn)氫氟酸和氟化鋁，15%的螢石用于煉鐵的焊劑、煉鋁的初級(jí)生產(chǎn)、玻璃工業(yè)、陶瓷工業(yè)和水泥工業(yè)等。

日本排在美國(guó)之后，是世界第二大螢石進(jìn)口國(guó)。主要從中國(guó)、泰國(guó)、南非和墨西哥進(jìn)口螢石，其中從中國(guó)進(jìn)口最多，占其總進(jìn)口量的75%以上[3]。日本的螢石消費(fèi)領(lǐng)域比例如下：鋼鐵鑄造與鋼鐵制造占43%；氫氟酸制造約占44%，氟化鋁制造占13%[6]。

3 中國(guó)螢石生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國(guó)有27個(gè)省區(qū)生產(chǎn)螢石，大部分省區(qū)都有螢石出口，其中浙江和江西出口量最大。浙江出口量在20世紀(jì)90年代前后占全國(guó)螢石出口量的55%左右。山東、內(nèi)蒙古、福建、湖南、安徽、廣東等地也都占有一定的出口份額。出口種類主要有冶金級(jí)螢石和制酸級(jí)螢石，還有少量氫氟酸、氟化鋁和人造冰晶石等。主要出口到日本、美國(guó)、荷蘭、加拿大、意大利、德國(guó)、韓國(guó)、俄羅斯等30余個(gè)國(guó)家和地區(qū)[7]。

國(guó)際市場(chǎng)對(duì)中國(guó)螢石，尤其是酸級(jí)螢石的需求基本穩(wěn)定。從表3可以看出，中國(guó)螢石產(chǎn)量和消費(fèi)量呈上升趨勢(shì)，產(chǎn)量從2000年245萬(wàn)t上升到2011年330萬(wàn)t，消費(fèi)量從2000年的125萬(wàn)t上升到2011年的305萬(wàn)t；而出口量呈下降趨勢(shì)，由2000年的120萬(wàn)t降至2011年的25萬(wàn)t，主要原因是2003年以來(lái),中國(guó)開(kāi)始嚴(yán)格控制螢石出口[5]。近幾年，中國(guó)的螢石貿(mào)易已經(jīng)由外銷為主轉(zhuǎn)為內(nèi)貿(mào)為主，而且進(jìn)口有所增加，2006年、2007年、2008年我國(guó)進(jìn)口螢石量分別為4.03、3.39、3.98萬(wàn)t[8]。2009年中國(guó)螢石表觀消費(fèi)量280萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)8.2%；2010年上半年表觀消費(fèi)量達(dá)到193萬(wàn)t。從全球來(lái)看，中國(guó)螢石消費(fèi)量位居世界第一，但在下游消費(fèi)結(jié)構(gòu)上與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。中國(guó)螢石下游需求中，氟化學(xué)工業(yè)對(duì)螢石的需求占比不到30%，而發(fā)到國(guó)家氟化學(xué)工業(yè)需求占比接近60%。目前我國(guó)螢石的主要消費(fèi)領(lǐng)域是鋼鐵、煉鋁、化學(xué)、水泥和玻璃工業(yè)等，其消費(fèi)結(jié)構(gòu)大致為：鋼鐵工業(yè)占13.4%、煉鋁工業(yè)占7.6%、化學(xué)工業(yè)占29.0%、水泥和玻璃工業(yè)40.0%、其他10.0%。

表3 近年中國(guó)螢石供需情況(萬(wàn)t)

近年來(lái)，螢石資源正逐步受到國(guó)家政策的保護(hù)，由于實(shí)行許可證制度，螢石運(yùn)行態(tài)勢(shì)良好。在我國(guó)，制酸級(jí)螢石在氟化工的消費(fèi)會(huì)有較大的發(fā)展，尤其是開(kāi)發(fā)含氟精細(xì)化工產(chǎn)品，進(jìn)一步發(fā)展氟塑料與氟橡膠產(chǎn)品，以及含氟醫(yī)藥中間體等產(chǎn)品，將促進(jìn)我國(guó)螢石工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展[8]。

4 螢石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向

隨著工業(yè)的發(fā)展，螢石的需求量還會(huì)有不斷的上升趨勢(shì)。在螢石的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，由于各個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不同，在鋼鐵冶煉、氫氟酸制造等領(lǐng)域中技術(shù)裝備水平和所用技術(shù)、方法有很大的差距，造成螢石單耗相差甚遠(yuǎn)[9]。

根據(jù)美國(guó)地質(zhì)局統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，螢石資源全球分布相對(duì)集中。雖然我國(guó)螢石資源基礎(chǔ)儲(chǔ)量豐富，按照目前螢石可開(kāi)采儲(chǔ)量和2010年產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)算，可開(kāi)采儲(chǔ)量只有約2100萬(wàn)t，在全球的比重不足10%，全球儲(chǔ)采比為38，而中國(guó)的儲(chǔ)采比已經(jīng)下降到6。隨著主要螢石消費(fèi)國(guó)家和地區(qū)螢石資源枯竭，作為螢石的主要出口國(guó)，我國(guó)也已經(jīng)開(kāi)始采取措施保護(hù)國(guó)內(nèi)的螢石資源，譬如對(duì)螢石出口實(shí)行配額制度、從出口退稅到征收高額關(guān)稅、對(duì)螢石礦進(jìn)行開(kāi)采總量控制、原則上不再受理新的螢石礦的勘查和開(kāi)采登記申請(qǐng)等。

從磷灰石中提取氟是未來(lái)獲取氟資源的途徑之一，可以保護(hù)逐步減少的螢石資源；據(jù)美國(guó)國(guó)土資源局統(tǒng)計(jì)，全球氟資源約有5億t存在于螢石里，但存在于磷礦里的氟資源也是巨大的；當(dāng)前美國(guó)磷礦儲(chǔ)量約有10億t，按含氟元素3.5%計(jì)算，共含35萬(wàn)t氟元素，折合為72萬(wàn)t螢石(CaF2含量＞97%)[3]。

從消費(fèi)趨勢(shì)看，螢石在世界鋼鐵冶煉行業(yè)的消費(fèi)量正日漸下降，而伴隨著世界氟化工技術(shù)的不斷進(jìn)步，氟化學(xué)工業(yè)對(duì)氫氟酸的需求持續(xù)增加，對(duì)酸級(jí)螢石需求量增加，目前世界螢石產(chǎn)量一半以上用于制取氫氟酸。在通用的、初級(jí)的氟化工產(chǎn)品方面，中國(guó)的生產(chǎn)可以滿足國(guó)內(nèi)需求，而在高端的、高附加值的產(chǎn)品方面,中國(guó)的生產(chǎn)水平較低,還不能滿足國(guó)內(nèi)需求[5]。向精細(xì)化、復(fù)合化、輕量化、環(huán)保節(jié)能循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及為高新技術(shù)服務(wù)的應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)將是中國(guó)螢石產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，世界螢石資源分布廣泛。目前，螢石的主要生產(chǎn)大國(guó)有中國(guó)、墨西哥、蒙古、南非和俄羅斯，其中中國(guó)是世界螢石產(chǎn)量最大的國(guó)家，2011年生產(chǎn)330萬(wàn)t，占全球總產(chǎn)量的55.84%；中國(guó)螢石產(chǎn)量和消費(fèi)量呈上升趨勢(shì)，而出口量呈下降趨勢(shì)，主要原因是中國(guó)開(kāi)始控制螢石出口。螢石是不可再生資源，從磷灰石中提取氟是獲取氟元素的重要途徑之一；向精細(xì)化、復(fù)合化、輕量化、環(huán)保節(jié)能循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及為高新技術(shù)服務(wù)的應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)將是中國(guó)螢石產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

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