用(yòng)途
硼矿是一种用(yòng)途广泛的化工原料矿物(wù),硼主要用(yòng)于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物(wù)等。硼及其化合物(wù)是重要的化工产品,因其具有(yǒu)质轻、阻燃、高硬、高强、耐热、耐磨及催化等特殊性能(néng),是冶金、建材、机械、電(diàn)器、化工、轻工、核工业、医药、农业等领域的重要原料。其中玻璃工业、陶瓷工业、洗涤剂和农用(yòng)化肥是硼的主要用(yòng)途,超过全球硼消费量的 3/4
近年来,含硼精细化學(xué)品在超导材料、電(diàn)池電(diàn)极材料、非線(xiàn)性光學(xué)材料、燃料電(diàn)池储氢材料,以及发光材料等方面的应用(yòng)性能(néng)引起科(kē)學(xué)界的高度重视,已由原来的主原料角色登上了材料工业的舞台,应用(yòng)范围涉及核電(diàn)、航空航天、军事装备、電(diàn)子器件、医药健康及光學(xué)仪器等领域。
硼是核能(néng)和國(guó)防工业发展所需的核心资源,硼资源的开发、利用(yòng),对于现代工业发展和國(guó)防建设具有(yǒu)越来越重要的作用(yòng)。近年来,中國(guó)硼消费居全球第一,硼矿资源对外依存度高,因此,研究全球硼矿资源供需形势对于保障我國(guó)硼矿资源安全具有(yǒu)重要意义。
全球硼矿资源分(fēn)布
全球硼矿资源集中分(fēn)布在环太平洋和地中海构造带内,矿床类型主要有(yǒu)火山(shān)沉积型和盐湖(hú)(卤水)型,成矿时代主要在古近纪—新(xīn)近纪和第四纪。全球硼矿资源分(fēn)布不均匀,高度集中,主要分(fēn)布在土耳其、俄罗斯、美國(guó)、智利和中國(guó),这 5 个國(guó)家硼矿资源储量约占全球总储量的 99.5%。
其他(tā)探明资源分(fēn)布在秘鲁、阿根廷、玻利维亚等南美安第斯地區(qū)國(guó)家。据 USGS 和《中國(guó)矿产资源报告(2019)》统计,1995 年全球硼矿石储量 1.72 亿 t,其后直至 2009 年没有(yǒu)大的变化。
2010 年因智利储量大幅度增加,全球硼矿储量达到约 2.14 亿 t。2015 年因土耳其硼矿储量大幅增加,全球硼矿储量增至 3.81 亿 t。2018 年全球硼矿储量增加到 11.49 亿 t。土耳其硼矿床主要位于西北部的埃梅特(Emet)、克卡(Kirka)和比加迪克(Bigadic),均為(wèi)新(xīn)近纪火山(shān)沉积型,其含硼矿物(wù)主要為(wèi)硬硼钙石、钠硼解石和天然硼砂,矿石品位高者可(kě)达 37%~42%,低者也可(kě)达到 26%~27%(B2O3)。美國(guó)硼矿主要产地為(wèi)克拉默(Kramer)、死谷地區(qū)和西尔斯湖(hú)(SearlesLake)。
克拉默和死谷的矿床与土耳其类似,為(wèi)古近纪、新(xīn)近纪火山(shān)沉积型,主要硼矿物(wù)為(wèi)硼砂、四水硼砂,其次為(wèi)钠硼解石和硬硼钙石,矿石品位為(wèi) 25%。西尔斯湖(hú)硼矿為(wèi)第四纪盐湖(hú)型,与我國(guó)青藏高原的盐湖(hú)硼矿相似,卤水 B2O3 品位為(wèi) 1%~1.2%。南美洲的硼矿主要分(fēn)布在安第斯高原,以干盐湖(hú)型矿床為(wèi)主,品位平均為(wèi) 20%(B2O3)左右。我國(guó)各类硼矿品位低,沉积变质型硼矿平均品位(B2O3)為(wèi) 8.4%,青藏盐湖(hú)沉积型硼矿(固體(tǐ))平均品位(B2O3)為(wèi) 6.1%。
全球硼矿生产
全球硼矿主要生产國(guó)有(yǒu)土耳其、美國(guó)、哈萨克斯坦、智利、阿根廷、秘鲁、中國(guó)、玻利维亚及俄罗斯。土耳其和美國(guó)是世界上两个最大的硼矿生产國(guó),也是两个最大的出口國(guó)。土耳其的产量占全球总需求量的 40% 以上,美國(guó)的产量约占全球总需求量的 30%。
另外,俄罗斯、阿根廷、智利等也有(yǒu)较高的硼产量。随着硼产品的消费用(yòng)途越来越广泛,1995—2017年,全球硼矿(矿石量)产量曲折上升,由 1995 年的 238.8 万 t 增長(cháng)至 2017 年的 576.5 万 t(2005 年以后不包括美國(guó))。
全球主要硼矿公司有(yǒu)土耳其埃蒂矿业集团(EtiMine Works), 美 國(guó) 硼 砂 公 司(US Borax Inc)、西尔斯谷矿业公司(Searles Valley Minerals,简称SVM),阿根廷硼砂公司(Borax Argentina S.A.)、圣丽塔矿物(wù)公司(Minera Santa Rita S.R.L.,MSR),智利吉米卡硼砂公司(Quimica e Industrial del BoraxLtda,简称 Quiborax)。
土耳其埃蒂矿业集团是世界最大的硼矿资源生产企业之一,对土耳其硼矿实行垄断经营。主要在土耳其西部的比加迪克、埃梅特、科(kē)斯特里克开采硬硼钙石和钠硼解石,在克卡和班德玛生产精炼硼化合物(wù)产品。
该公司年产量占全球总产量的 30%~40%,产品主要有(yǒu)硼砂、硼酸、氯化硼等。美國(guó)硼砂公司成立于 19 世纪,是美國(guó)和世界著名的大型硼矿跨國(guó)企业,是全球最大的硼酸盐、农用(yòng)硼肥生产商(shāng)和供应商(shāng),其用(yòng)户遍布世界六大洲的 100 多(duō)个國(guó)家和地區(qū),是世界公认的硼供应和硼产品研究的领先者。西尔斯谷矿业公司以美國(guó)加利福尼亚州西尔斯(Searles Lake)湖(hú)為(wèi)基地生产硼砂和硼酸产品。
西尔斯湖(hú)盐层埋深约 100m,通过钻井提取卤水生产无水硼砂、十水硼砂和五水硼砂,以及硼酸钠和硼酸等副产品。
世界上用(yòng)于生产和制取硼砂、硼酸的含硼矿物(wù)主要是天然硼砂、钠硼解石、硬硼钙石、白硼钙石以及纤维硼镁石等,所用(yòng)矿石品位较高,杂质含量低,B2O3 含量多(duō)在 25% 以上,最高為(wèi) 45%。
通常釆用(yòng)的工艺是对矿石进行焙烧处理(lǐ),然后水浸结晶即可(kě)制得硼砂。中國(guó)硼砂和硼酸的生产主要以品位较低的硼镁矿為(wèi)原料,采用(yòng)较為(wèi)复杂的工艺和低效的设备进行生产,生产自动化程度低,工艺设备落后,工艺路線(xiàn)長(cháng),生产效率低,在市场竞争中处于劣势。
全球硼矿产品消费结构及消费趋势
1、全球硼消费以玻璃行业為(wèi)主
全球硼的消费主要以硼酸盐為(wèi)主,其他(tā)硼产品的消耗量较少。全球硼矿主要用(yòng)于生产硼基础原料、精细硼化工产品及综合利用(yòng)类硼产品。硼基础原料主要包括硼砂和硼酸,精细硼化工产品包括碳化硼、氧化硼、氮化硼、硼酸酯、硼酸盐等,综合利用(yòng)类硼产品包括硼镁肥、硼泥砖类和硼泥助熔渣等产品。
全球硼消费结构相对稳定。2012—2013 年,全球硼矿消费结构為(wèi):玻璃 51%、农业 14%、陶瓷 13%、洗涤剂 3%、其他(tā)(核能(néng)、医药、國(guó)防、节能(néng)环保)19%。近年来,玻璃行业占硼消费的比例略有(yǒu)下降,农业和陶瓷业占比上升。2017 年全球硼产品的 48% 用(yòng)于玻璃行业,农用(yòng)化肥和陶瓷行业消费比例各占 15%,洗涤剂占比2%。
从硼矿产品的终端市场分(fēn)析,最大的市场仍然是玻璃(玻璃纤维、玻璃棉、硼硅酸盐玻璃和屏玻璃),玻璃纤维和玻璃棉的需求主要依赖于建筑业,特别是在美國(guó)和欧洲。中國(guó)玻璃纤维的生产促进了硼矿产品需求量的增長(cháng);北美和欧洲作為(wèi)传统的玻璃棉生产和消费地區(qū),对硼矿产品的需求仍然保持强劲。
此外,亚洲屏玻璃(TFT 和 LCD)的生产已经成為(wèi)硼矿产品需求新(xīn)的增長(cháng)点。陶瓷玻璃熔块行业占据硼矿产品消费量的第二位,由于宏观经济的增長(cháng),这个市场仍然在硼矿产品需求中保持着重要性。由于替代成本的优势,陶瓷熔块生产从南欧转移到亚洲。在清洁剂市场,尽管提供了令人满意的价格,硼矿产品的使用(yòng)量依然持续减少。
2、全球硼矿产品消费中心向中國(guó)转移
随着全球经济保持增長(cháng),硼资源在传统及新(xīn)兴应用(yòng)领域的需求增長(cháng)迅速,全球硼消费量稳步攀升。2008 年全球硼消费量為(wèi) 406.5 万 t(B2O3),2009 年由于金融危机消费量下降到 299.7 万 t。
其后消费再次增長(cháng),2012 年和 2017 年,全球硼消费量在 390 万t(B2O3)左右。亚洲和北美是硼产品的主要消费地區(qū)。亚洲约占全球总消费量的 1/2,其中中國(guó)占了很(hěn)大比例。北美市场居第二位,约占全球总消费量的 1/3,欧洲则以16% 的市场份额居第三。
其中,亚洲和欧洲属成長(cháng)中的市场,硼矿产品消费市场增長(cháng)幅度较大。1999—2017 年,日本、印度、英國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)的硼消费量总體(tǐ)保持稳定,美國(guó)硼消费量从 40.1 万 t(B2O3)降至 2015 年的 23.7 万 t,中國(guó)硼消费量从16.5 万 t 增至 70.4 万 t,全球硼消费中心从美國(guó)逐渐转移至中國(guó)。
全球硼贸易和供需概况
硼产品的贸易主要是各种硼砂和硼酸的贸易,硼矿石贸易则主要是硼钠钙石贸易,其中 B2O3 含量通常在 40% 左右。土耳其和美國(guó)是世界上两个最大的硼产品生产國(guó)和出口國(guó)。土耳其的产品國(guó)内自用(yòng)不足 10%,超过90% 的硼产品用(yòng)于出口。其主要出口对象為(wèi)亚洲和欧洲。
美國(guó)约有(yǒu) 50% 的产品供出口,同样主要销往亚洲,包括中國(guó)、中國(guó)台湾、日本和韩國(guó)等國(guó)家和地區(qū),荷兰也是美國(guó)的主要出口國(guó)。按照公司所占的市场份额,土耳其的埃蒂矿业集团占 47%,美國(guó)硼砂公司占28%,其他(tā)公司占 25%。埃蒂矿业集团产品 58.5% 销往亚洲,27.1% 销往欧洲,12.5% 销往美洲,1.6% 销往中东,0.3% 销往非洲。其他(tā)出口较多(duō)的國(guó)家还有(yǒu)阿根廷、智利和马来西亚。
中國(guó)是全球硼产品最大的进口國(guó),2017 年对外依存度為(wèi) 80%,硼砂主要从美國(guó)进口,硼酸则主要从美國(guó)、俄罗斯、智利进口。日本对硼矿产品的需求也主要依靠进口,另外韩國(guó)以及荷兰和欧洲大部分(fēn)國(guó)家也需要少量进口。在全球硼产品供需关系方面,由于全球硼资源充足,用(yòng)产量来调节市场需求。
因此,供应需求关系比较稳定,多(duō)年来國(guó)际市场上硼酸盐价格亦较稳定,長(cháng)时间以来没有(yǒu)大起大落的波动。
全球硼资源供需展望
1、中國(guó)硼资源需求呈上升趋势
从农业社会—工业社会—后工业化社会,人均资源消费与人均 GDP 呈 现 全 周 期“S”形变化规律。英、 德、 意、 日 等 发 达 國(guó) 家 在 人 均GDP12000~15000 美元(1990 盖凯美元,下同)时达到硼资源人均消费顶点,美國(guó)在人均 GDP22000美元达到硼资源人均消费顶点,之后呈现持续下降趋势,呈倒“U”形轨迹。
目前,中國(guó)人均硼消费量约 0.5kg,与英國(guó)和日本同等发展水平时相当,遠(yuǎn)低于美國(guó)、德國(guó)、意大利当时的人均水平。中國(guó)人均硼消费历史轨迹与日本和英國(guó)较為(wèi)接近,参考英國(guó)、日本的硼消费轨迹,结合中國(guó)工业化进程实际情况分(fēn)析,认為(wèi)中國(guó)硼消费总體(tǐ)呈上升趋势,预计 2022 年达到峰值。
2、未来供需展望
近几年,随着玻璃工业、電(diàn)子工业和硼的新(xīn)产品开发和应用(yòng)领域的扩大,以及农业用(yòng)硼肥需求的增加,硼产品消费一直稳定增加。在亚洲和南美洲,建筑和建筑行业对玻璃和陶瓷的需求不断增加,医药包装市场的增長(cháng),以及微量营养素肥料的消费量不断增長(cháng),农业、陶瓷和玻璃市场对硼酸盐的需求强盛,硼酸盐的消费量预计将增加。
欧洲和发展中國(guó)家正执行更严格的建筑蓄热标准,用(yòng)于玻璃纤维绝缘的硼酸盐需求会随之增加。未来几年对新(xīn)的硼酸盐精炼厂和技术的持续投资以及需求的持续增長(cháng)将推动世界产量的增長(cháng)。
预计在未来几年,全球硼需求将保持缓慢增長(cháng)趋势。从消费结构来看,欧盟國(guó)家要求洗涤剂生产商(shāng)减少对硼的使用(yòng);由于农业发展的需要,农民(mín)会更多(duō)地投资于先进的耕作技术和高等级肥料,硼肥的市场前景乐观;陶瓷工业对硼酸盐的消费预计从欧洲转移到亚洲,2015 年,亚洲陶瓷工业对硼酸盐的消费就占了世界陶瓷工业对硼酸盐消费总量的五成以上。
对硼工业动态有(yǒu)直接影响的新(xīn)兴趋势还包括将硼用(yòng)于核应用(yòng)和润滑添加剂。硼化合物(wù)新(xīn)技术的出现,将不断使硼消费增長(cháng)。从區(qū)域市场看,亚洲是全球最大、增長(cháng)最快的硼砂市场。
过去十多(duō)年,亚洲地區(qū)对硼砂的需求增長(cháng)了3 倍以上,2017 年,亚洲地區(qū)硼产品消费需求占全球硼消费的近一半,且有(yǒu)继续加大的趋势。从进出口方面分(fēn)析,在硼产品贸易中,加拿(ná)大、中國(guó)、韩國(guó)、荷兰、马来西亚等國(guó)仍然是美國(guó)硼酸盐产品的主要进口國(guó)。
由于中國(guó)的硼矿石品位较低,而未来中國(guó)的硼消费仍然将保持强势,因此,未来几年,中國(guó)从智利、俄罗斯、土耳其和美國(guó)的进口将持续增加。在國(guó)内产出下降的情况下,中國(guó)越来越依赖进口来满足日益增長(cháng)的需求,这推动了全球产能(néng)扩张。
中國(guó)消费水平的变化将是影响全球市场和未来需求的最重要因素。建议我國(guó)应高度重视硼资源在國(guó)防和新(xīn)兴产业中的核心地位,以前瞻思维加强产业布局。充分(fēn)利用(yòng)“一带一路”契机,抓住机遇参与全球优质硼资源配置,争取在國(guó)外形成稳定的硼资源供应基地。