用(yòng)途
硼礦是一種用(yòng)途廣泛的化工(gōng)原料礦物,硼主要用(yòng)于生産硼砂、硼酸和(hé)硼的各種化合物等。硼及其化合物是重要的化工(gōng)産品,因其具有質輕、阻燃、高(gāo)硬、高(gāo)強、耐熱、耐磨及催化等特殊性能(néng),是冶金(jīn)、建材、機械、電器、化工(gōng)、輕工(gōng)、核工(gōng)業、醫(yī)藥、農(nóng)業等領域的重要原料。其中玻璃工(gōng)業、陶瓷工(gōng)業、洗滌劑和(hé)農(nóng)用(yòng)化肥是硼的主要用(yòng)途,超過全球硼消費量的 3/4
近年來(lái),含硼精細化學品在超導材料、電池電極材料、非線性光學材料、燃料電池儲氫材料,以及發光材料等方面的應用(yòng)性能(néng)引起科學界的高(gāo)度重視(shì),已由原來(lái)的主原料角色登上(shàng)了(le)材料工(gōng)業的舞台,應用(yòng)範圍涉及核電、航空(kōng)航天、軍事(shì)裝備、電子器件、醫(yī)藥健康及光學儀器等領域。
硼是核能(néng)和(hé)國防工(gōng)業發展所需的核心資源,硼資源的開(kāi)發、利用(yòng),對(duì)于現(xiàn)代工(gōng)業發展和(hé)國防建設具有越來(lái)越重要的作(zuò)用(yòng)。近年來(lái),中國硼消費居全球第一,硼礦資源對(duì)外(wài)依存度高(gāo),因此,研究全球硼礦資源供需形勢對(duì)于保障我國硼礦資源安全具有重要意義。
全球硼礦資源分布
全球硼礦資源集中分布在環太平洋和(hé)地中海構造帶内,礦床類型主要有火山沉積型和(hé)鹽湖(鹵水(shuǐ))型,成礦時(shí)代主要在古近紀—新近紀和(hé)第四紀。全球硼礦資源分布不均勻,高(gāo)度集中,主要分布在土耳其、俄羅斯、美(měi)國、智利和(hé)中國,這(zhè) 5 個國家硼礦資源儲量約占全球總儲量的 99.5%。
其他(tā)探明(míng)資源分布在秘魯、阿根廷、玻利維亞等南美(měi)安第斯地區(qū)國家。據 USGS 和(hé)《中國礦産資源報(bào)告(2019)》統計(jì),1995 年全球硼礦石儲量 1.72 億 t,其後直至 2009 年沒有大(dà)的變化。
2010 年因智利儲量大(dà)幅度增加,全球硼礦儲量達到(dào)約 2.14 億 t。2015 年因土耳其硼礦儲量大(dà)幅增加,全球硼礦儲量增至 3.81 億 t。2018 年全球硼礦儲量增加到(dào) 11.49 億 t。土耳其硼礦床主要位于西北部的埃梅特(Emet)、克卡(Kirka)和(hé)比加迪克(Bigadic),均爲新近紀火山沉積型,其含硼礦物主要爲硬硼鈣石、鈉硼解石和(hé)天然硼砂,礦石品位高(gāo)者可達 37%~42%,低(dī)者也(yě)可達到(dào) 26%~27%(B2O3)。美(měi)國硼礦主要産地爲克拉默(Kramer)、死谷地區(qū)和(hé)西爾斯湖(SearlesLake)。
克拉默和(hé)死谷的礦床與土耳其類似,爲古近紀、新近紀火山沉積型,主要硼礦物爲硼砂、四水(shuǐ)硼砂,其次爲鈉硼解石和(hé)硬硼鈣石,礦石品位爲 25%。西爾斯湖硼礦爲第四紀鹽湖型,與我國青藏高(gāo)原的鹽湖硼礦相似,鹵水(shuǐ) B2O3 品位爲 1%~1.2%。南美(měi)洲的硼礦主要分布在安第斯高(gāo)原,以幹鹽湖型礦床爲主,品位平均爲 20%(B2O3)左右。我國各類硼礦品位低(dī),沉積變質型硼礦平均品位(B2O3)爲 8.4%,青藏鹽湖沉積型硼礦(固體)平均品位(B2O3)爲 6.1%。
全球硼礦生産
全球硼礦主要生産國有土耳其、美(měi)國、哈薩克斯坦、智利、阿根廷、秘魯、中國、玻利維亞及俄羅斯。土耳其和(hé)美(měi)國是世界上(shàng)兩個最大(dà)的硼礦生産國,也(yě)是兩個最大(dà)的出口國。土耳其的産量占全球總需求量的 40% 以上(shàng),美(měi)國的産量約占全球總需求量的 30%。
另外(wài),俄羅斯、阿根廷、智利等也(yě)有較高(gāo)的硼産量。随着硼産品的消費用(yòng)途越來(lái)越廣泛,1995—2017年,全球硼礦(礦石量)産量曲折上(shàng)升,由 1995 年的 238.8 萬 t 增長至 2017 年的 576.5 萬 t(2005 年以後不包括美(měi)國)。
全球主要硼礦公司有土耳其埃蒂礦業集團(EtiMine Works), 美(měi) 國 硼 砂 公 司(US Borax Inc)、西爾斯谷礦業公司(Searles Valley Minerals,簡稱SVM),阿根廷硼砂公司(Borax Argentina S.A.)、聖麗(lì)塔礦物公司(Minera Santa Rita S.R.L.,MSR),智利吉米卡硼砂公司(Quimica e Industrial del BoraxLtda,簡稱 Quiborax)。
土耳其埃蒂礦業集團是世界最大(dà)的硼礦資源生産企業之一,對(duì)土耳其硼礦實行壟斷經營。主要在土耳其西部的比加迪克、埃梅特、科斯特裏克開(kāi)采硬硼鈣石和(hé)鈉硼解石,在克卡和(hé)班德瑪生産精煉硼化合物産品。
該公司年産量占全球總産量的 30%~40%,産品主要有硼砂、硼酸、氯化硼等。美(měi)國硼砂公司成立于 19 世紀,是美(měi)國和(hé)世界著名的大(dà)型硼礦跨國企業,是全球最大(dà)的硼酸鹽、農(nóng)用(yòng)硼肥生産商和(hé)供應商,其用(yòng)戶遍布世界六大(dà)洲的 100 多個國家和(hé)地區(qū),是世界公認的硼供應和(hé)硼産品研究的領先者。西爾斯谷礦業公司以美(měi)國加利福尼亞州西爾斯(Searles Lake)湖爲基地生産硼砂和(hé)硼酸産品。
西爾斯湖鹽層埋深約 100m,通過鑽井提取鹵水(shuǐ)生産無水(shuǐ)硼砂、十水(shuǐ)硼砂和(hé)五水(shuǐ)硼砂,以及硼酸鈉和(hé)硼酸等副産品。
世界上(shàng)用(yòng)于生産和(hé)制取硼砂、硼酸的含硼礦物主要是天然硼砂、鈉硼解石、硬硼鈣石、白(bái)硼鈣石以及纖維硼鎂石等,所用(yòng)礦石品位較高(gāo),雜(zá)質含量低(dī),B2O3 含量多在 25% 以上(shàng),最高(gāo)爲 45%。
通常釆用(yòng)的工(gōng)藝是對(duì)礦石進行焙燒處理(lǐ),然後水(shuǐ)浸結晶即可制得硼砂。中國硼砂和(hé)硼酸的生産主要以品位較低(dī)的硼鎂礦爲原料,采用(yòng)較爲複雜(zá)的工(gōng)藝和(hé)低(dī)效的設備進行生産,生産自(zì)動化程度低(dī),工(gōng)藝設備落後,工(gōng)藝路線長,生産效率低(dī),在市場競争中處于劣勢。
全球硼礦産品消費結構及消費趨勢
1、全球硼消費以玻璃行業爲主
全球硼的消費主要以硼酸鹽爲主,其他(tā)硼産品的消耗量較少。全球硼礦主要用(yòng)于生産硼基礎原料、精細硼化工(gōng)産品及綜合利用(yòng)類硼産品。硼基礎原料主要包括硼砂和(hé)硼酸,精細硼化工(gōng)産品包括碳化硼、氧化硼、氮化硼、硼酸酯、硼酸鹽等,綜合利用(yòng)類硼産品包括硼鎂肥、硼泥磚類和(hé)硼泥助熔渣等産品。
全球硼消費結構相對(duì)穩定。2012—2013 年,全球硼礦消費結構爲:玻璃 51%、農(nóng)業 14%、陶瓷 13%、洗滌劑 3%、其他(tā)(核能(néng)、醫(yī)藥、國防、節能(néng)環保)19%。近年來(lái),玻璃行業占硼消費的比例略有下(xià)降,農(nóng)業和(hé)陶瓷業占比上(shàng)升。2017 年全球硼産品的 48% 用(yòng)于玻璃行業,農(nóng)用(yòng)化肥和(hé)陶瓷行業消費比例各占 15%,洗滌劑占比2%。
從(cóng)硼礦産品的終端市場分析,最大(dà)的市場仍然是玻璃(玻璃纖維、玻璃棉、硼矽酸鹽玻璃和(hé)屏玻璃),玻璃纖維和(hé)玻璃棉的需求主要依賴于建築業,特别是在美(měi)國和(hé)歐洲。中國玻璃纖維的生産促進了(le)硼礦産品需求量的增長;北美(měi)和(hé)歐洲作(zuò)爲傳統的玻璃棉生産和(hé)消費地區(qū),對(duì)硼礦産品的需求仍然保持強勁。
此外(wài),亞洲屏玻璃(TFT 和(hé) LCD)的生産已經成爲硼礦産品需求新的增長點。陶瓷玻璃熔塊行業占據硼礦産品消費量的第二位,由于宏觀經濟的增長,這(zhè)個市場仍然在硼礦産品需求中保持着重要性。由于替代成本的優勢,陶瓷熔塊生産從(cóng)南歐轉移到(dào)亞洲。在清潔劑市場,盡管提供了(le)令人滿意的價格,硼礦産品的使用(yòng)量依然持續減少。
2、全球硼礦産品消費中心向中國轉移
随着全球經濟保持增長,硼資源在傳統及新興應用(yòng)領域的需求增長迅速,全球硼消費量穩步攀升。2008 年全球硼消費量爲 406.5 萬 t(B2O3),2009 年由于金(jīn)融危機消費量下(xià)降到(dào) 299.7 萬 t。
其後消費再次增長,2012 年和(hé) 2017 年,全球硼消費量在 390 萬t(B2O3)左右。亞洲和(hé)北美(měi)是硼産品的主要消費地區(qū)。亞洲約占全球總消費量的 1/2,其中中國占了(le)很(hěn)大(dà)比例。北美(měi)市場居第二位,約占全球總消費量的 1/3,歐洲則以16% 的市場份額居第三。
其中,亞洲和(hé)歐洲屬成長中的市場,硼礦産品消費市場增長幅度較大(dà)。1999—2017 年,日本、印度、英國、德國、意大(dà)利等國的硼消費量總體保持穩定,美(měi)國硼消費量從(cóng) 40.1 萬 t(B2O3)降至 2015 年的 23.7 萬 t,中國硼消費量從(cóng)16.5 萬 t 增至 70.4 萬 t,全球硼消費中心從(cóng)美(měi)國逐漸轉移至中國。
全球硼貿易和(hé)供需概況
硼産品的貿易主要是各種硼砂和(hé)硼酸的貿易,硼礦石貿易則主要是硼鈉鈣石貿易,其中 B2O3 含量通常在 40% 左右。土耳其和(hé)美(měi)國是世界上(shàng)兩個最大(dà)的硼産品生産國和(hé)出口國。土耳其的産品國内自(zì)用(yòng)不足 10%,超過90% 的硼産品用(yòng)于出口。其主要出口對(duì)象爲亞洲和(hé)歐洲。
美(měi)國約有 50% 的産品供出口,同樣主要銷往亞洲,包括中國、中國台灣、日本和(hé)韓國等國家和(hé)地區(qū),荷蘭也(yě)是美(měi)國的主要出口國。按照公司所占的市場份額,土耳其的埃蒂礦業集團占 47%,美(měi)國硼砂公司占28%,其他(tā)公司占 25%。埃蒂礦業集團産品 58.5% 銷往亞洲,27.1% 銷往歐洲,12.5% 銷往美(měi)洲,1.6% 銷往中東,0.3% 銷往非洲。其他(tā)出口較多的國家還有阿根廷、智利和(hé)馬來(lái)西亞。
中國是全球硼産品最大(dà)的進口國,2017 年對(duì)外(wài)依存度爲 80%,硼砂主要從(cóng)美(měi)國進口,硼酸則主要從(cóng)美(měi)國、俄羅斯、智利進口。日本對(duì)硼礦産品的需求也(yě)主要依靠進口,另外(wài)韓國以及荷蘭和(hé)歐洲大(dà)部分國家也(yě)需要少量進口。在全球硼産品供需關系方面,由于全球硼資源充足,用(yòng)産量來(lái)調節市場需求。
因此,供應需求關系比較穩定,多年來(lái)國際市場上(shàng)硼酸鹽價格亦較穩定,長時(shí)間以來(lái)沒有大(dà)起大(dà)落的波動。
全球硼資源供需展望
1、中國硼資源需求呈上(shàng)升趨勢
從(cóng)農(nóng)業社會(huì)—工(gōng)業社會(huì)—後工(gōng)業化社會(huì),人均資源消費與人均 GDP 呈 現(xiàn) 全 周 期“S”形變化規律。英、 德、 意、 日 等 發 達 國 家 在 人 均GDP12000~15000 美(měi)元(1990 蓋凱美(měi)元,下(xià)同)時(shí)達到(dào)硼資源人均消費頂點,美(měi)國在人均 GDP22000美(měi)元達到(dào)硼資源人均消費頂點,之後呈現(xiàn)持續下(xià)降趨勢,呈倒“U”形軌迹。
目前,中國人均硼消費量約 0.5kg,與英國和(hé)日本同等發展水(shuǐ)平時(shí)相當,遠低(dī)于美(měi)國、德國、意大(dà)利當時(shí)的人均水(shuǐ)平。中國人均硼消費曆史軌迹與日本和(hé)英國較爲接近,參考英國、日本的硼消費軌迹,結合中國工(gōng)業化進程實際情況分析,認爲中國硼消費總體呈上(shàng)升趨勢,預計(jì) 2022 年達到(dào)峰值。
2、未來(lái)供需展望
近幾年,随着玻璃工(gōng)業、電子工(gōng)業和(hé)硼的新産品開(kāi)發和(hé)應用(yòng)領域的擴大(dà),以及農(nóng)業用(yòng)硼肥需求的增加,硼産品消費一直穩定增加。在亞洲和(hé)南美(měi)洲,建築和(hé)建築行業對(duì)玻璃和(hé)陶瓷的需求不斷增加,醫(yī)藥包裝市場的增長,以及微量營養素肥料的消費量不斷增長,農(nóng)業、陶瓷和(hé)玻璃市場對(duì)硼酸鹽的需求強盛,硼酸鹽的消費量預計(jì)将增加。
歐洲和(hé)發展中國家正執行更嚴格的建築蓄熱标準,用(yòng)于玻璃纖維絕緣的硼酸鹽需求會(huì)随之增加。未來(lái)幾年對(duì)新的硼酸鹽精煉廠(chǎng)和(hé)技術的持續投資以及需求的持續增長将推動世界産量的增長。
預計(jì)在未來(lái)幾年,全球硼需求将保持緩慢增長趨勢。從(cóng)消費結構來(lái)看(kàn),歐盟國家要求洗滌劑生産商減少對(duì)硼的使用(yòng);由于農(nóng)業發展的需要,農(nóng)民會(huì)更多地投資于先進的耕作(zuò)技術和(hé)高(gāo)等級肥料,硼肥的市場前景樂觀;陶瓷工(gōng)業對(duì)硼酸鹽的消費預計(jì)從(cóng)歐洲轉移到(dào)亞洲,2015 年,亞洲陶瓷工(gōng)業對(duì)硼酸鹽的消費就占了(le)世界陶瓷工(gōng)業對(duì)硼酸鹽消費總量的五成以上(shàng)。
對(duì)硼工(gōng)業動态有直接影響的新興趨勢還包括将硼用(yòng)于核應用(yòng)和(hé)潤滑添加劑。硼化合物新技術的出現(xiàn),将不斷使硼消費增長。從(cóng)區(qū)域市場看(kàn),亞洲是全球最大(dà)、增長最快(kuài)的硼砂市場。
過去十多年,亞洲地區(qū)對(duì)硼砂的需求增長了(le)3 倍以上(shàng),2017 年,亞洲地區(qū)硼産品消費需求占全球硼消費的近一半,且有繼續加大(dà)的趨勢。從(cóng)進出口方面分析,在硼産品貿易中,加拿大(dà)、中國、韓國、荷蘭、馬來(lái)西亞等國仍然是美(měi)國硼酸鹽産品的主要進口國。
由于中國的硼礦石品位較低(dī),而未來(lái)中國的硼消費仍然将保持強勢,因此,未來(lái)幾年,中國從(cóng)智利、俄羅斯、土耳其和(hé)美(měi)國的進口将持續增加。在國内産出下(xià)降的情況下(xià),中國越來(lái)越依賴進口來(lái)滿足日益增長的需求,這(zhè)推動了(le)全球産能(néng)擴張。
中國消費水(shuǐ)平的變化将是影響全球市場和(hé)未來(lái)需求的最重要因素。建議(yì)我國應高(gāo)度重視(shì)硼資源在國防和(hé)新興産業中的核心地位,以前瞻思維加強産業布局。充分利用(yòng)“一帶一路”契機,抓住機遇參與全球優質硼資源配置,争取在國外(wài)形成穩定的硼資源供應基地。