分散元素矿主要应用于战略性新兴产业中的新材料产业、新能源产业、新一代信息技术和高端装备制造业四大一类产业,细分为五大方向近10个子方向,涉及30余种重要产品。 其中,新材料产业是应用最广泛的领域,占9338%。此外,由于金属用途的差异,不同金属在战略性新兴产业中的消费比例也相差很大,比如铼,虽然战略性新兴产业的消费绝对量不大,但其在战略性新兴产业的消费量高达85%,虽然镉的消费量超过2000t, 它只占 272%(见图3)。 我们来看看战略性新兴产业分散元素矿物的消费现状:
图3 不同分散元素矿产战略性新兴产业消费占比 **中国机械工程研究院.
1.锗矿
锗化学性质稳定,广泛应用于半导体、光纤通信、红外光学、太阳能电池、超导材料等领域,是重要的战略矿产资源。 2020年,战略性新兴产业锗消费量为5772t,占全年总消费量的37%。 在战略性新兴产业中,锗主要应用于新一代信息技术和新材料两大一级产业,涉及三大二级产业和三大一流产业(见图4)。 锗在三大二级产业中的应用如下。
*:中国机械学会)。
1)核心电子产业。锗主要应用于高能储能和关键电子材料制造领域,关键产品为硅材料。 2020 年,该类别的锗消费量为 234t,占全年总消费量的15%。
2)先进的有色金属材料。锗主要应用于高纯金属制造领域,主要产品为高纯和超纯锗。 2020 年,该类别的锗消费量为 1872t,占全年总消费量的12%。
3)先进的无机非金属材料。锗主要应用于眼内晶体制造领域,主要产品包括带熔锗、单晶锗片等。 2020 年,该类别的锗消费量为 156t,占全年总消费量的10%。
2.镓矿
镓作为一种重要的半导体材料,广泛应用于无线电通信、光纤通信、汽车雷达、LED照明等领域。 2020年,战略性新兴产业镓消费量为20736t,占当年总消费量的72%。 在战略性新兴产业中,镓主要应用于新材料产业和新能源产业两大一级产业,涉及两大二级产业和三大一类产业(见图5)。 镓在两个第二产业中的应用如下。
1)先进的无机非金属材料。镓主要用于制造半导体晶体等矿物功能材料,主要产品包括砷化镓单片、砷化镓外延片等。 2020年,该类别的镓消费量为19296t,占全年总消费量的67%。
2)太阳能产业。镓主要应用于太阳能设备和生产设备制造领域,关键产品是薄膜镓吸收层。 2020 年,该类别的镓消费量为 144t,占全年总消费量的5%。
3.铟矿
铟具有优良的透光性和导电性,是生产ITO靶材、LED和太阳能铜铟铟铟薄膜的重要原料,广泛应用于战略性新兴产业。 2020年,战略性新兴产业铟消费量为329t,占当年消费总量的95%。 在战略性新兴产业中,铟主要应用于新材料产业和新能源产业两大一级产业,涉及三大二级产业和八大一类产业(见图6)。 铟在三大第二产业中的应用如下。
1)先进的有色金属材料。铟主要用于制造铝及铝合金、制造稀有金属材料等,主要产品包括ITO靶材、Al-IN合金等。 2020 年,该类别的铟消费量为 27066t,占全年总消费量的78%。
2)先进的无机非金属材料。铟主要用于制造眼内晶体,主要产品包括磷化铟单晶和单晶。 2020 年,该类别的铟消费量为 3817t,占全年总消费量的11%。
3)太阳能产业。主要应用于太阳能设备和生产设备制造领域,主要产品为光伏薄膜。 2020 年,该类别的铟消费量为 2082t,占全年总消费量的6%。
4.铼矿
铼具有催化、耐高温、耐腐蚀等优良特性,主要应用于催化剂、高温合金等领域。 2020年,战略性新兴产业铼消费量为68t,占全年总消费量的85%。 在战略性新兴产业中,铼主要应用于高端装备制造业和新材料产业两大一级产业,涉及两大二级产业和三大一流产业(见图7)。 铼在3个第二产业中的应用如下。
*:中国机械学会)。
1)航空装备行业。铼主要应用于其他航空装备制造及相关服务领域,主要产品包括航空发动机成套发动机及零部件。 2020年,该类产品铼消费量为4t,占当年总消费量的50%。
2)先进的有色金属材料。铼主要用于制造其他有色金属材料,主要产品包括高纯、超纯铼、高温合金、稀有金属保护涂层材料等。 2020年,该类产品中铼的消费量为28t,占全年总消费量的35%。
5.碲矿
碲广泛用于冶金领域添加剂的制造,高纯碲被制成合金、靶材、半导体、制冷材料等。 2020年,战略性新兴产业的碲消费量为11214t,占全年消费总量的42%。 在战略性新兴产业中,碲主要应用于新材料产业和新能源产业两大一级产业,涉及三二产业和五大一类产业(见图8)。 碲在三大二产业中的应用如下。
*:中国机械学会)。
1)先进的有色金属材料。碲主要用于制造铜和铜合金等有色金属材料,主要产品包括铋硅碲基无铅易切削铜合金、碲锌镉靶材等。 2020 年,该类别的碲消费量为 6141t,占全年总消费量的23%。
2)先进的无机非金属材料。碲主要用于制造眼内晶体和矿物功能材料,主要产品包括碲化镉晶体、单晶、声光晶体等。 2020 年,该类别的碲消费量为 3204t,占全年总消费量的12%。
3)太阳能产业。碲主要用于制造太阳能材料,主要产品包括碲化镉。 2020 年,该类别的碲消费量为 1869t,占全年总消费量的7%。
6. 铊矿
铊广泛应用于军工、化工、冶金、通信等领域,在光纤、催化剂和超导材料方面具有潜在的应用价值。 2020年,战略性新兴产业铊消费量为023t,占全年总消费量的32%。 在战略性新兴产业中,铊主要应用于新材料产业,涉及1个二级产业和1个一级产业(见图9)。 铊在1个第二产业中的应用如下。
先进的无机非金属材料。 铊主要应用于人工晶状体制造领域,主要产品包括闪烁晶体(包括CDWO4、BGO、Naitl()等)。 2020 年,该类别的铊消费量为 023t,占全年总消费量的32%。
7.镉矿
镉广泛应用于合金制造等行业,镉化合物广泛用于颜料、塑料稳定剂、荧光粉等的制造。 2020年,战略性新兴产业镉消费量为2353吨,占当年总消费量的27%2%。在战略性新兴产业中,镉主要应用于新材料产业和新能源产业两大一级产业,涉及三二产业和五大一类产业(见图10)。 镉在三大第二产业中的应用如下。
*:中国机械学会)。
1)先进的有色金属材料。镉主要用于制造稀有金属材料和其他有色金属材料,重点产品包括优质铟加工材料、碲锌镉靶材等。 2020年,该类产品中的镉消费量为129780t,占全年总消费量的15%。
2)先进的无机非金属材料。镉主要用于制造眼内晶体和矿物功能材料,主要产品包括碲化镉晶体和单晶、闪烁晶体、高纯碲化镉等。 2020年,该类产品镉消费量为103824t,占全年总消费量的12%。
3)太阳能产业。镉主要用于制造太阳能材料,主要产品包括碲化镉。 2020年,该类别的镉消费量为1869t,占02%。
8. 硒矿
硒是一种非金属元素,可用作动物的必需营养素,如电解锰工业的感光材料和催化剂。 2020年,战略性新兴产业的硒消费量为69664t,占全年消费总量的28%。 在战略性新兴产业中,硒主要应用于新材料产业和新能源产业两大一级产业,涉及两大二级产业和两大一类产业(见图11)。 硒在2个第二产业中的应用如下。
*:中国机械学会)。
1)先进的无机非金属材料。硒主要用于制造矿物功能材料,主要产品包括高纯硒、高纯硒化镓等。 2020 年,该类别的硒消费量为 54736t,占全年总消费量的22%。
2)太阳能产业。硒主要应用于太阳能设备和生产设备制造领域,主要产品包括薄膜硒吸收层共蒸发镀膜设备。 2020 年,该类别的硒消费量为 14928t,占全年总消费量的6%。
根据以上分析,2020年战略性新兴产业分散元素矿产总消费量为376289t(金属量),占全年总消费量的3082%,其中,锗为5772t,镓为20736吨,铟329吨,铼6吨8t,碲是11214t,铊为023t,镉为2353t,硒为69664t。(作者:车东、张兆志、潘兆帅、邢恩源)。