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锂、铍、铌、钽资源供需形势

一、生产现状

 
   
锂、铍、铌、钽矿是中国稀有金属工业的重要组成部分。在旧中国,稀有金属工业是个空白点。新中国成立后才有稀有金属工业,它是从无到有,从小到大,自力更生、艰苦创业发展起来的。现已建立起以钛、锂、铍、铌、钽、稀土、锆、铪、半导体材料(硅、锗及化合物半导体)和稀散金属等工业所构成的、技术上有中国特色的、具有一定规:退降南∮薪鹗艄ひ。尤其是锂、铍、铌、钽等工业起步较早,发展较快,形成较大的工业规模,产品基本满足了国民经济各部门的需要,并正在迅速向民用和新技术、高技术领域扩展。部分产品已走向国际市。隹诖椿。
   
锂是我国最早进行工业生产的稀有金属之一。50年代中期就开始建设厂矿。经40多年来的发展,较好地开发、利用我国的锂辉石、锂云母、盐湖锂等丰富的锂资源。生产的主要产品有锂辉石精矿、锂云母精矿、碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、金属锂和锂材等多个品种。目前年生产能力(折合Li2CO3)达8000多t,如1992年为8141t,年产量(折合Li2CO3)达7000多t,如1992年为7219t。产量、产品除满足国内需求外,还有约1/3数量出口。
   
我国铍工业的建立与发展,首先是从开发矿业开始的。依靠国内有丰富的铍矿资源,1951年成立新疆中苏有色金属公司便开始了有计划开采新疆可可托海等矿山的绿柱石,1953年开始从江西钨矿石中回收绿柱石。接着,北京有色金属综合研究所(北京有色金属研究总院的前身)于1953年以绿柱石为原料,开始铍的提取冶金研究。随后,在湖南、上海、宁夏等地建立了冶炼厂或生产车间,为我国铍工业的发展奠定了基础。经40多年来的发展建设,我国铍工业已形成采选冶和加工较完整的体系,生产主要产品有绿柱石等精矿和工业氧化铍、铍铜母合金、高纯氧化铍、金属铍等18个品种。铍的产量、品种除满足国内需要外,有相当数量出口为国家创汇。铍在中国核武器、核反应堆、卫星、导弹的关键部件制造中发挥了重要作用,说明中国铍的提取冶金、粉末冶金和加工工艺方面都达到了较先进水平。目前,中国成为世界上拥有从矿石、冶炼到加工的铍工业较完整体系的3个国家(美国、原苏联、中国)之一。
   
钽、铌工业的建立与发展,首先是依靠我国有丰富的钽、铌资源,从开发矿业生产钽、铌原料开始的。50年代初,最先开发新疆可可托海等地花岗伟晶岩型锂、铍、铌、钽矿床,所生产的锂辉石、绿柱石、铌钽铁矿等精矿当时主要供应原苏联。50年代末期开始开发广东、广西地区的褐钇铌矿、铌钽铁矿等砂矿。60年代中期又开发了广西栗木锡矿中钽、铌资源。60年代末、70年代初发现并勘查江西宜春钽、铌、锂矿,建设了我国最大的钽、铌精矿生产基地。内蒙古白云鄂博铁铌稀土矿床也是我国最大的铌资源基地,目前主要从钢渣中回收铌。“七五”以来我国钽、铌精矿根据需要生产:钽精矿(Ta2O5)1986年44.1t,1990年61.5t,1992年64.2t。其中宜春钽、铌矿山生产的钽、铌精矿占全国产量的70%以上。铌精矿(Nb2O5)1986年75.7t,1990年75.5t,1992年54.8t。
   
我国钽、铌冶炼始于1956年,经过40多年来的发展,拥有钽、铌冶炼厂或车间9个,能生产钽、铌金属、单晶、化合物等数十种产品。钽、铌加工是从50年代中期起步,60年代中期宁夏有色金属冶炼厂和西北稀有金属材料研究院的建立,使我国能生产大规格的钽、铌材,多品种的合金材、单晶材、高纯材等。目前,我国钽、铌冶炼及加工年生产能力为氟钽酸钾300t,钽粉82t,氧化钽25t,碳化钽20t,钽材5t,氧化铌60t,金属铌40~50t。铌材3t,铌铁250~300t。

 

二、生产布局

 
   
我国稀有金属工业经40多年来的发展,已建立起一个较完整的工业体系,成为国民经济建设和国防科技、高新技术领域的重要组成部分之一。其发展、布局大体上经历了3个时期:
   
50年代初至60年代初,为自力更生、艰苦创业时期。当时,国外对稀有金属提取、冶炼工艺对我国严密封锁。因此,必须立足国内资源,走自力更生、艰苦创业的道路,发展包括锂、铍、铌、钽在内的稀有金属工业。1958年,冶金工业部建议国家把重点发展稀有金属工业作为第二个五年计划的一个方针问题来考虑,要用最大努力拿下全部稀有金属品种的生产工艺技术。这个建议得到中共中央和国务院的批准,并有效地组织实施,进行了大规模矿产勘查和开展锂、铍、铌、钽、钛、锆等稀有金属提取、冶炼工艺的探索试验研究,建立了一批具有试验性质的稀有金属冶炼厂或车间,为实现工业化生产做了必要的技术和人才的准备。
   
60年代初至70年代末,是科研、设计、生产相结合,初步实现工业化生产时期。特别是从1963年到1966年“文革”以前,是科研、厂矿建设蓬勃发展时期。当时组织精干的科研力量,以“三结合”形式实施国家科学技术委员会、国防科学技术委员会制定的《1963~1973年科学技术发展规划》中的“冶金工业稀有金属选矿及冶炼和新型材料”科研任务,取得了显著的科研成果并及时地转化为设计、生产所用。仅在短短几年内扩建和新建稀有金属冶炼厂、车间20多座,进入了工业化生产,为稀有金属选冶工业化奠定了基础。
   
80年代以来进入振兴发展时期,呈现欣欣向荣的局面。这一时期,稀有金属厂矿已发展到70多家,产量不断上升,产品质量明显提高。提取、冶炼工艺流程不断改进,并取得一些重要突破;开发研制深加工产品,品种规格显著增多,产品开始大量出口,应用领域不断扩大,从以军用为主,转向保证军工,扩大民用,并面向高新技术领域,提供所需要的稀有金属材料。
   
锂、铍、铌、钽矿生产布局在靠近资源和有较好建设条件的地区进行重点厂矿建设。锂、铍在新疆、江西、四川、湖南、宁夏等地区建设了几个大中型采选冶和加工材的生产基地。
   
在新疆建立的锂、铍原料生产基地有可可托海采选厂和阿勒泰三矿采选厂。可可托海采选厂,是我国最大的锂、铍精矿生产基地。手选绿柱石(铍精矿)历史上最高年产量达到2500t。1976年建成的我国唯一也是世界少有的绿柱石、锂辉石浮选厂,设计年产绿柱石浮选精矿1200t。为了满足锂盐生产需要大量锂辉石原料,1989年对可可托海选矿厂进行了扩大锂辉石精矿生产能力的改造,把铍精矿系统改为锂辉石精矿生产系统,使其生产能力由14000t/a扩大到30000t/a。阿勒泰三矿采选厂也进行了技术改造,使锂辉石的生产能力保持在10000t/a。
   
四川西部有丰富的锂、铍矿产资源,1988年和1989年分别在川西金川和马尔康兴建了锂辉石矿采选厂,其年生产能力分别为7500t和10000t锂辉石精矿,是我国第二个锂辉石生产基地。
   
近年来由于锂盐工业和玻陶工业需要大量锂云母精矿,江西宜春钽铌锂矿,依靠有丰富的锂云母矿资源,1987~1989年先后两次进行了锂云母浮选系统的技术改造,锂云母精矿已达到年产45600t,而且产能还可继续扩大,是我国迄今最大的锂云母精矿生产基地。
   
锂、铍冶炼、加工企业布局:锂盐生产企业主要在新疆、江西、四川和湖南。其中,新疆锂盐厂和江西锂盐厂,是我国锂盐生产两大基地。
   
(1)新疆锂盐厂  位于乌鲁木齐市,为新疆有色金属工业公司大型锂盐企业,是我国最大的锂盐厂,也是世界著名的锂盐厂之一。锂盐产量占全国锂盐总产量的80%以上,出口量占全国锂盐出口总量的85%左右。该厂始建于1956年,1958年投产。以锂辉石为原料,当时只有石灰石法生产单水氢氧化锂生产线,1983年建成硫酸法生产碳酸锂生产线,后经3次扩建和一系列重大技术改造,锂盐的生产能力1994年达8000t。该厂运行近36年的石灰石烧结法工艺,已于1995年开始完全被硫酸法工艺所取代。锂盐产量以销定产,1994年为6331t、1996年7282t、1997年为5063t。近年来生产的主要产品有单水氢氧化锂、工业碳酸锂、高纯碳酸锂、医用碳酸锂、氯化锂、溴化锂、金属锂、工业用无水硫酸钠等10几个品种,其中单水氢氧化锂和工业碳酸锂为企业主导产品。
   
(2)江西锂盐厂  位于分宜县,为江西省冶金工业总公司直属企业,1969年建成投产,经30年的发展成为我国第二锂盐生产企业。依托江西有丰富的锂云母资源,以锂云母精矿为原料采用石灰石法工艺生产氢氧化锂,年生产能力100t,90年代初已扩大到700t,还可进一步扩大生产能力,1996年生产氢氧化锂1363t。该厂近年来主要产品有氢氧化锂、溴化锂、碳酸锂、硫酸镍,兼产30多种品级的锂、铷、铯系列产品,副产磷肥。
   
近年来,在四川地区出现了兴办锂工业的热潮。一是因为国内外锂市场行情看好,二是因为川西有丰富的锂辉石资源,激起四川兴办锂工业的积极性。因而四川很有可能形成我国第三个锂业基地。目前,在川西金川和马尔康兴建的锂辉石采选厂的基础上,绵阳硫化铁矿和宜宾812厂都建立单水氢氧化锂生产厂,其年生产能力分别为300t和500t。812厂还从美国引进了先进生产技术和设备,加强了金属锂的生产并建立了锂电池生产线,使金属锂的年产能达50t,锂电池年产能达800万只。812厂计划把金属锂的产能提高到150~200t/a,并计划把单水氢氧化锂生产车间改造、扩建成年产2000t碳酸锂的生产厂。1990年都江堰化工厂兴建了一个碳酸锂厂,年产能为300t。绵阳锂盐厂也准备把现有单水氢氧化锂产能由300t/a提高到500t/a,同时兴建一个年产2000t的碳酸锂的生产厂。
   
(3)湖南湘乡铝厂锂盐分厂  铝厂建于1975年,1986年正式建成湘乡铝厂锂盐分厂。采用石灰石法用锂云母精矿为原料生产单水氢氧化锂,设计生产能力800t/a。主要产品除生产工业单水氢氧化锂外,还生产LiCl、LiBr、Li2CO3、LiF等10几种锂化学制品。
   
铍的提取冶金和加工材料主要企业分布在湖南、宁夏、上海。
   
(4)湖南水口山矿务局第六冶炼厂  位于常宁县,建于1957年,为国内最先建成的铍提取冶金厂。1978年开始对该厂进行重点技术改造,并经不断发展、扩建,已成为我国主要铍生产企业之一。主要产品有铍-铜母合金、工业氧化铍、高纯氧化铍、金属铍珠、铍-铝中间合金、铍钴铜安全工具以及氧化铍陶瓷、铍铜铸锻产品等,产能为500t/a。产品除满足国内需要外,大部分产品供出口。
    (5)宁夏有色金属冶炼厂、西北稀有金属材料研究院  该厂院位于宁夏石咀山市,为国内唯一的铍材研制和加工基地。创建于1965年,由北京有色金属研究总院部分研究室搬迁宁夏组建而成。主要从事铍金属粉末、粉末冶金制品、熔铸坯锭、压力加工和机械加工产品以及有关铍的合金和化合物的研究、生产,其产品品种及其规格、技术水平居全国领先地位。
   
(6)上海有色金属压延厂  该厂有50多年历史,现主要生产有色金属板带材,其中铍青铜板带是这个厂的主要产品之一,生产能力为120t/a。
   
钽铌生产布局:矿山主要分布在江西、新疆和两广地区,其矿山布局概况见表3.20.6。90年代我国钽铌精矿生产是以销定产,主要产量集中于江西、新疆。其中,江西占80%以上。据统计,江西钽铌精矿产量1995年为118.1t、1996年为126t、1997为135t。
   
“九五”期间,生产矿山主要是江西宜春钽铌矿。这里资源丰富,开采条件好,生产能力大,是我国钽铌精矿主要生产基地,供应全国,1997年生产钽铌精矿达135t,占全国80%以上。其次是新疆可可托海矿务局和阿勒泰矿山。其他矿山产量较少,甚至有的已停产或转产,如江西石城钽铌矿山已转产。

 

3.20.6我国主要钽铌矿山概况

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钽铌冶炼及产品加工主要分布在宁夏、湖南、广西、广东。主要企业如下 :
   
(1)宁夏有色金属冶炼厂、西北稀有金属材料研究院  该厂院是科研、生产于一体的大型企事业单位,是国内最大的钽铌生产基地和科技先导型钽铌研究中心。主要从事钽、铌、铍粉末、粉末冶金制品、压力加工产品、合金、化合物、氧化物、晶体材料、钽电容器等高技术产品的研究、开发和生产。厂院创建已有30余年,拥有一大批高科技人才,技术装备先进,先后开发钽铌深加工产品、化工产品、金属制品等9大系列、上百种规格的产品,建成氟化盐、铍铜管棒板带材,钽、铌、锂单晶、钽电容器等13条生产线。主导产品钽粉、钽丝,生产能力分别达到110t/a和35t/a,其生产工艺、技术水平已达到国际同行业80年代末先进水平和90年代初同等水平。主导产品高比容钽粉、细径钽丝及钽制品等有80%向发达国家出口。1992年,该厂院被国际钽铌研究中心(TIC)组织接纳为正式成员单位,使我国成为世界钽铌工业的四强之一。
   
(2)株洲硬合金厂  位于湖南株洲市茨菇塘,是我国最大的硬质合金生产与科研企业,也是世界5大硬质合金生产厂之一。该厂钽铌部分原为四分厂,1989年以后四分厂一分为二,湿法部分为钽铌冶炼加工厂,1993年更名株洲钽铌冶炼加工厂;火法部分为钽铌研究所。该厂生产的钽(铌)主要产品有钽(铌)氧化物、氟化物,钽、铌粉末(电容器级和冶金级),钽、铌及其合金条、锭、钽(铌)轧制品等。碳化物生产设备齐全,产量大,质量好,达到国际水平。产品产能:钽粉10t/a,铌条、铌粉10~12t/a,钽、铌加工材1.5~2.0t/a,钽、铌碳化物10~15t/a、氟化物30~40t/a、氧化物50~60t/a,铌铁10t/a。
   
(3)九江有色金属冶炼厂  位于江西九江市新港回峰矶,是我国70年代始建的钽铌加工专业厂。有钽、铌湿法冶炼车间,生产氟化物和氧化物;金属铌车间生产铌条、铌粉,钽、铌碳化物和钽、铌加工材;金属钽车间生产钽粉;铌酸锂单晶生产线。产能为钽粉22t/a,钽铌材3.8t/a,氧化钽24t/a,氧化铌65t/a,氟化物70t/a,碳化物5t/a,铌铁25t/a,铌粉2t/a。主要产品有:钽、铌氧化物及制成品、氟化物、碳化物、铌酸锂单晶,钽粉、铌粉(电容器级及冶金级),钽、铌及合金条、各种钽、铌轧制品等。
   
(4)栗木有色金属公司(原名栗木锡矿)  位于广西恭城县境内,是钽、铌、钨、锡的采选冶综合企业。生产规模:锡冶炼能力1000t/a,钨冶炼能力500t/a,钽铌生产线能力80t/a。该公司从事钽、铌、钨冶炼的稀有金属冶炼厂设有富集车间、湿法车间、火法车间和碳化钽分厂等。主要产品有:钽(铌)氧化物、氟化物、碳化物、钽粉(电容器级和冶金级)和钽(铌)条等。其产能为:钽粉7t/a、钽条1t/a、铌条3t/a、氟化物40t/a、氧化钽22t/a、氧化铌22t/a、碳化钽4t/a、碳化铌4t/a。
   
(5)广东从化钽铌冶炼厂  位于广州市从化县,是钽铌冶炼专业厂。主要产品有:钽铌氟化物、氧化物、铌铁合金、电容器级钽粉等。其产能为:铌铁65t/a、陶瓷级Nb2O51.5t/a、Ta2O540t/a、中压电容器级钽粉0.6t/a。

 

三、供需形势

 
   
锂、铍、钽、铌是我国稀有金属主要品种,从近年来生产、消费来看供需形势:
   
我国锂主要应用在炼铝、玻璃陶瓷、润滑脂、空调、碱性电池、合成橡胶以及军工等领域,其需求量均有较快的增长。新的应用领域,如炼钢保护渣、膨凝土生产等部门也显示出良好的应用前景。此外,我国锂产品自70年代以来,向欧美及日本、澳大利亚等国家和地区出口碳酸锂、单水氢氧化锂及少量金属锂,在国际市场上销售一直较好。近年来我国锂产品供需处于增长势头,甚至出现供不应求的局面。据原中国有色金属工业总公司计划部于1992~1993年组织的部分生产、设计和科研单位对我国有色金属品种、质量进行了一次全面的调查、研究,并预测了2000年国内锂、铍、钽、铌等稀有金属需求量和出口量。其中,锂产品需求量(国内生产使用及出口量)12600t(以Li2CO3计,表3.20.7)。

 

3.20.7锂产品需求量(t)预测

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铍的需求量,80年代中期国内铍铜母合金用量仅为20~30t/a,1998年后增加到100t以上。铍的用量有限,主要原因是目前国内铍的应用没有充分开发,因而现在难以作出确切的需求量预测。如果把铍铜材加工搞上去,一旦国内铍市场打开,估计铍铜材的需求量会大大增加。如国内正在迅速发展的彩色电视机、录像机、通讯设备等行业,就是铍铜材的应用大户。开关、插接件、继电器及弹性元件等元器件都要求有高的可靠性和耐磨性能,铍铜材制品则是最理想的材料。
   
我国的钽消费领域,主要用于钽电容器及硬质合金,少量用于高温合金、发热材料和光学材料。在钽的用量中钽电容器占70%~75%,硬质合金占20%~25%,其他占5%~10%。另外,钽粉、氟钽酸钾等产品已出口进入国际市场。根据我国国民经济发展速度和有关部门、领域对钽的需求,在“九五”期间增长率以6%考虑,2000年钽的需求量将达到92.6t(表3.20.8)。目前,钽产品产能已能满足2000年的需求,但钽粉的品种结构和质量还不适应发展的需要,因而近两年我国还进口一定数量和品种的钽粉。在进口中既有目前尚短缺供不应求的产品,如中压钽粉、高压钽粉,也有尚不能生产的钽粉品种,如中压高比容钽粉、高压高比容钽粉和细晶粒钽板。

 

3.20.8钽产品需求量(t)预测

 t3-20-8.jpg

 

 
   
我国铌的应用领域:铌铁主要用于电焊条、高温合金;氧化铌主要用于氧化铌陶瓷电容器、光学材料;金属铌用于阳极管;铌铸铁用于汽缸套及活塞中,以提高使用寿命。在超导材料中已开始使用。近年来铌铁的需求量稳步增长,1990年消费量122t(含进口铌铁量约80t),1991年144t(含进口铌铁量80t),1992年159t(含进口铌铁量82t),1995年230t左右,含纯铌约150t。对铌的需求量预测,2000年我国铌的需求量为470t。

 

四、展 

 
   
锂、铍、钽、铌的需求量,从我国现有的矿产资源和目前采选冶能力来看,其中,锂、铍、钽均有保证,而且发展前景广阔,资源丰富,可供开采的矿床有较大的选择余地。而铌铁需求量大,如1995年需求量230t(含纯铌150t),但目前我国铌铁产能仅有95~100t/a,满足不了需求。因为长期以来没有建设以铌为主的生产矿山,生产铌精矿有限,主要来自几个以钽为主的生产矿山回收铌精矿,而且冶炼产品产量也是从生产钽时获得的,受钽产量制约。如前所述的预测2000年钽的需求量92.6t,同预测的2000年铌的需求量470t对比相差甚大,故2000年以后铌的供应将日趋紧张。解决的途径:
   
一是利用国内有较丰富铌资源建新矿山,如内蒙古扎鲁特旗巴尔哲铌稀土矿床,或是扩建已有钽铌矿山,或是利用白云鄂博铁铌稀土矿床中开发富铌矿石生产铌铁。
   
二是利用国际市。陬晏刃枰目蟛芳凹庸げ,据经济核算,国内建矿和扩大现有的采选冶能力,还不如从国外进口铌精矿和铌铁更合算。如目前国产铌铁价格比从巴西进口的铌铁价格高40%左右,并且进口铌铁货源充足,价格稳定,供货可靠。因此,我国钽铌应是有进有出,利用好国内国外两个市。诠饬街肿试。

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