基于承載力分析的金屬鈧產(chǎn)業(yè)發(fā)展探析

楊麗梅，馬倩

摘 要：本文通過分析稀有金屬-鈧的全球儲量、分布情況、供需情況以及價格波動情況，對其市場現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并為鈧行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提出建議。運用礦產(chǎn)資源承載力評價模型對稀有金屬鈧的資源承載能力進(jìn)行分析，結(jié)果表明目前鈧處于開發(fā)供應(yīng)平衡狀態(tài)，可持續(xù)利用能力良好。此外也應(yīng)該認(rèn)識到建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會是中國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的核心任務(wù)。因此本文認(rèn)為節(jié)約型鈧行業(yè)發(fā)展的資源消耗戰(zhàn)略目標(biāo)是提高資源利用效率、減少污染物排放和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鈧產(chǎn)業(yè)；承載力評價；可持續(xù)發(fā)展

稀有金屬鈧（Sc），是由化學(xué)家尼爾森發(fā)現(xiàn)并且命名的化學(xué)元素，位列元素周期表的第21位，半徑為0.16406，原子量44.96。沸點2730℃，密度為2.99，賦存于地殼中豐度是6～40g/t。表1是巖石中鈧的豐度的介紹。與Sr、Se的豐度相近，所以將其納入稀土金屬族。

1 稀有金屬鈧的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 稀有金屬鈧的儲量及分布情況

目前在世界范圍內(nèi)鈧儲量約200萬噸，基礎(chǔ)儲量約389萬噸。鈧金屬在許多礦石中的含量是微量的，目前還沒有找到品位高到足以單獨對其進(jìn)行開采的鈧金屬礦。鈧作為副產(chǎn)品材料在中國、哈薩克斯坦、俄羅斯和烏克蘭等國進(jìn)行生產(chǎn)。鈧的獨立礦物較少，目前已知僅有3種：鈧氧礦、鐵硅鈧礦和水磷鈧礦。

國內(nèi)鈧儲量約65.7萬噸，占世界儲量的32.5%，是鈧儲量較豐富的國家，但對其開發(fā)利用程度則相對較為薄弱。目前主要含鈧礦物為：鋁土礦、磷塊巖礦、釩鈦磁鐵礦、鎢礦和稀土礦。主要分布于華北、貴州、華南、廣西等地。

1.2 稀有金屬鈧的價格走勢分析

鈧的市場變化很快，價格起伏很大，市場需求量大時，價格猛漲，相反則狂跌。

表1 不同純度鈧的價格（美元）[1]

數(shù)據(jù)來源：美國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng) http：//www.usgs.gov/

國內(nèi)目前出售的鈧產(chǎn)品主要有鈧金屬塊、鈧粉、鈧?cè)芤涸噭┑犬a(chǎn)品類型，由于鈧產(chǎn)品的市場還處于開發(fā)階段，一部分銷售鈧?cè)芤涸噭┯糜趯嶒炇一蛘咝∫?guī)?？蒲猩a(chǎn)等，瓶裝價格一般300～600元/瓶，鈧金屬塊的價格在40000～60000/kg，鈧粉、氧化鈧等價格稍低，在20000～30000/kg左右。但相比其它稀有貴金屬，價格還是相當(dāng)高的。

隨著國內(nèi)電光源、鋁鈧合金以及相關(guān)電子、國防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)和國際市場鈧的需求量逐年加大，預(yù)計未來幾年國內(nèi)鈧產(chǎn)品的價格較為穩(wěn)定，略有波動且呈探底回升趨勢。

表2 1962-2012年世界鈧金屬價格（美元）

數(shù)據(jù)來源：美國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)—http：//www.usgs.gov/ [2]

注釋：國際上氧化鈧名義價格保持不變，而其他的鈧化合物純度比上一年增加了，鈧的國際供應(yīng)保持穩(wěn)定。2011價格略有增加，而總的市場仍然很小。

國內(nèi)目前出售的鈧產(chǎn)品主要有鈧金屬塊、鈧粉、鈧?cè)芤涸噭┑犬a(chǎn)品類型，由于鈧產(chǎn)品的市場還處于開發(fā)階段，一部分銷售鈧?cè)芤涸噭┯糜趯嶒炇一蛘咝∫?guī)?？蒲猩a(chǎn)等，瓶裝價格一般300～600元/瓶，鈧金屬塊的價格在40000～60000/kg，鈧粉、氧化鈧等價格稍低，在20000～30000/kg左右。但相比其它稀有貴金屬，價格還是相當(dāng)高的。

隨著國內(nèi)電光源、鋁鈧合金以及相關(guān)電子、國防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)和國際市場鈧的需求量逐年加大，預(yù)計未來幾年國內(nèi)鈧產(chǎn)品的價格較為穩(wěn)定，略有波動且呈探底回升趨勢。

1.3 稀有金屬鈧在國內(nèi)外的需求情況分析

鈧的市場需求隨著世界各國對新材料產(chǎn)業(yè)的不斷扶持和發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大。二十世紀(jì)七、八十年代，中國出口量約40kg，國內(nèi)銷量約20kg。2000年之后，由于俄羅斯生產(chǎn)鈧低價銷往國際市場，影響了中國鈧的出口。近期國外發(fā)展制造應(yīng)用鈧鋁合金的電池，也大幅增加了鈧的需求[3]。目前，世界金屬鈧的銷售量約450～500公斤，中國約為60～70公斤，占世界總銷量的13.4%～14%。

1.4 稀有金屬鈧在國內(nèi)外的供給情況分析

國外鈧的供應(yīng)自1992年大幅度增加，哈薩克斯坦，俄羅斯，烏克蘭等地為西方世界供應(yīng)大部分鈧合金和金屬化合物。九十年代初期，前蘇聯(lián)大量拋售其過去的儲存貨物，鈧市場在世界上呈現(xiàn)了供過于求的態(tài)勢，由此降低了鈧的生產(chǎn)。

國內(nèi)生產(chǎn)鈧金屬的主要廠商有上海東升鈦白粉廠、湖南稀土金屬材料研究所、江西贛州鎢冶煉、廣州鈦白粉廠、中國有色金屬建設(shè)股份等[4]。

1.5 稀有金屬鈧的應(yīng)用現(xiàn)狀及提純技術(shù)

稀有金屬鈧憑借其獨特的性質(zhì)，二十年來在激光、電光材料以及作為合金的添加劑和改性劑方面應(yīng)用較好。含金屬鈧的材料已經(jīng)或者將要用于航天、核能、冶金和軍工等領(lǐng)域，且發(fā)展迅速。其中純度大于99.9%的氧化鈧主要用于固體電解質(zhì)和特種陶瓷。鈧鋁（Sc-Al）合金主要用于生產(chǎn)導(dǎo)彈和制造航天器等，純度大于99.9%的金屬鈧主要用于光學(xué)工程等領(lǐng)域。

金屬鈧現(xiàn)已在許多工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的較為成功。從目前發(fā)展趨勢看，應(yīng)該具有廣闊應(yīng)用前景。

目前主要運用含鈧的選鈦尾礦為提取原料，采用預(yù)處理磁選、加劑處理電選的工藝分離出蘊(yùn)含在尾礦中的長石和鈦輝石，含鈧量分別為114 g·t-1， 121 g·t-1。但是主要提純工藝有鈣還原蒸餾法和熔鹽電解蒸餾法生產(chǎn)金屬鈧[5]。

2 稀有金屬鈧的承載能力分析

2.1 模型建立

（1）現(xiàn)有礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力：指現(xiàn)有礦產(chǎn)資源儲量能夠支持的國民生產(chǎn)總值量。

計算公式為：Kx=（Kl×Kc-Kp×Kn）/Kd

式中：

Kl— 可利用的礦產(chǎn)資源儲量

Kc— 礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)可利用系數(shù)=可利用礦區(qū)可采儲量/全區(qū)保有儲量

Kp— 期末礦產(chǎn)品產(chǎn)量

Kn— 礦產(chǎn)品合理儲備年限

Kd—單位國民生產(chǎn)總值礦產(chǎn)品消耗系數(shù)

（2）現(xiàn)有礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)平衡：指在一定時期內(nèi)根據(jù)現(xiàn)有的礦產(chǎn)資源量計算出的礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力，與根據(jù)國家規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度計算的累計國民生產(chǎn)總值之間的平衡。

計算公式為：Px=Kx-GNP1

式中：Kx—現(xiàn)有礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)承載力

GNP1—累計國民生產(chǎn)總值

2.2 評價分析 ：

根據(jù)2008年全國采礦平均技術(shù)指標(biāo)，鈧金屬貧化率取3.28%，回收率取65%。

根據(jù)中國統(tǒng)計年鑒可知，全國2008年純鈧產(chǎn)量為120kg，預(yù)測2015年純鈧產(chǎn)量為190kg，預(yù)測2025年純鈧產(chǎn)量為270kg。單位國內(nèi)生產(chǎn)總值鈧消耗量為0.38千克/億元。各項指標(biāo)計算結(jié)果見表3。

從上表可以看出，我國稀有金屬鈧資源很豐富，如果沒有“限采保城”的制約，按目前的開采規(guī)模，我國的鈧資源會滿足目前開采與發(fā)展的需求。其資源承載力是可持續(xù)的。

稀有金屬鈧資源的現(xiàn)有資源經(jīng)濟(jì)承載力為正值，并且其現(xiàn)有資源經(jīng)濟(jì)平衡表也為正值，即鈧資源經(jīng)濟(jì)與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展平衡。稀有金屬鈧的發(fā)展速度與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度平衡。

3 對稀有金屬鈧的市場前景分析及發(fā)展建議

3.1 稀有金屬鈧的市場前景分析

歷史上，我國鈧的銷售分為國際市場和國內(nèi)市場，且以出口為主。20世紀(jì)70到80年代，我國鈧產(chǎn)量相對較少，主要出口國是日本，美國和歐洲。出口量約40千克，國內(nèi)銷量約20千克。90年代初，歐洲及日本急需鈧且需量較大，因而我國有近10個廠生產(chǎn)鈧，產(chǎn)能猛增至700千克左右，產(chǎn)量達(dá)150千克，出口約130千克，國內(nèi)銷量約20千克。2000年以來，因俄羅斯生產(chǎn)鈧價低并且拋向國際市場，所以沖擊了我國的出口市場。近年來，由于國內(nèi)多數(shù)地區(qū)對鈧的相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)銷較為重視，對鈧金屬的回收提取也更加高效。我國鈧的產(chǎn)量從占世界27%回升到50%，目前占世界產(chǎn)量比例有所回落，鈧銷量在全世界范圍內(nèi)總量約450kg，國內(nèi)銷量則占到世界的14%。但是隨著國內(nèi)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然會增加對鈧的需求，鈧業(yè)的發(fā)展應(yīng)以滿足國內(nèi)市場為主。

3.2 關(guān)于稀有金屬鈧的市場前景發(fā)展建議

（1）完善生產(chǎn)技術(shù)，加強(qiáng)應(yīng)用研究

經(jīng)過模型分析，我國金屬鈧現(xiàn)有資源儲量足以支持市場需求及應(yīng)用，因此暫不需要進(jìn)一步開采新資源。但是因鈧原料來源的品種多，且較為復(fù)雜。由于目前鈧的生產(chǎn)工藝技術(shù)方法較多，所以必須積極開展鈧制品應(yīng)用的研究，開拓新用途，以獲得更大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

（2）聯(lián)合營銷工作，促進(jìn)市場發(fā)展

在現(xiàn)有資源儲量的基礎(chǔ)上，為了完善生產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)市場發(fā)展，我們應(yīng)將各家名企聯(lián)合起來，組建大型集團(tuán)，進(jìn)而掌握稀有金屬鈧的產(chǎn)量和話語權(quán)；并且應(yīng)該延長稀有金屬鈧產(chǎn)業(yè)鏈，提升其市場競爭力，與西方國家競爭，取得更大效益。

（3）完善發(fā)展規(guī)劃，推動鈧業(yè)發(fā)展

國內(nèi)鈧的相關(guān)工業(yè)雖然起步晚，但是由于基礎(chǔ)條件較好以及豐富的資源儲量，鈧工業(yè)取得了較好的成就，甚至具備了一定的發(fā)展優(yōu)勢。我們要利用這些優(yōu)勢，制定相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，延伸鈧金屬產(chǎn)業(yè)鏈，使我國金屬鈧應(yīng)用工業(yè)的發(fā)展達(dá)到從資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢的終極目標(biāo)。

（4）節(jié)約型的資源消耗戰(zhàn)略

建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會是中國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的核心任務(wù)。節(jié)約型的資源消耗戰(zhàn)略目的是提高資源利用效率、減少污染物排放和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。它通過運用綜合措施，使資源從生產(chǎn)到消費的各個環(huán)節(jié)都能得到合理配置與高效、綜合、循環(huán)利用，使稀有金屬鈧資源得到有效保護(hù)和替代。

4 結(jié)語

近幾十年來，我國金屬鈧工業(yè)獲得了快速發(fā)展，取得了很大的成就。當(dāng)前，我們應(yīng)該將鈧工業(yè)的重點放在開發(fā)利用優(yōu)勢鈧資源，創(chuàng)新改良生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)應(yīng)用范圍，深入市場聯(lián)合相關(guān)行業(yè)進(jìn)行營銷，維持市場價格，做好規(guī)劃更科學(xué)的發(fā)展鈧工業(yè)，從而更好的推進(jìn)鈧工業(yè)市場的規(guī)范化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鈧. http：//wenku.baidu.com/view/d92d1a533c1ec5da50e27029.html.

[2] USGS. Metal Price in the United States Through 2010[J].Sience for a changing world，2012.149.

[3] 地殼及巖石元素豐度. http：//wenku.baidu.com/view/efb0b186ec3a87c24028c4c4.html .

[4] 稀有金屬概念股-鈧金屬上市公司. http：//www.volstock.com/resources/are-metals-10401835.html.

[5] 張宗華，張桂芳.三峽庫尾淤砂重慶段中鈧資源及回收利用可行性研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2006，（3）：36-39.