推薦期刊
在線客服

咨詢客服 咨詢客服

客服電話:400-6800558

咨詢郵箱:[email protected]

推薦論文

國內外銣資源開發利用研究及政策建議

時間:2020年01月15日 所屬分類:推薦論文 點擊次數:

摘要:銣與鋰屬同族元素,具有相似特性,近年來大量研究表明,銣在許多領域有著重要用途。美國、日本等西方發達國家多將銣用于高科技領域,技術相對成熟且封閉,應用地位領先。我國多將銣應用于工業、生物醫藥等傳統領域,相關研究資料也多集中在成礦規律及

  摘要:銣與鋰屬同族元素,具有相似特性,近年來大量研究表明,銣在許多領域有著重要用途。美國、日本等西方發達國家多將銣用于高科技領域,技術相對成熟且封閉,應用地位領先。我國多將銣應用于工業、生物醫藥等傳統領域,相關研究資料也多集中在成礦規律及提取工藝等專業研究上。本文梳理了銣礦資源概況,研究了銣資源的開發利用情況,針對現有狀況,從資源保護開發、產業發展、技術攻關等角度提出了政策建議。

  關鍵詞:銣;開發利用;戰略性新興產業;礦產資源

有色金屬加工

  金屬方向論文投稿刊物:《有色金屬加工》(雙月刊)1972年創刊,為有色金屬加工行業的綜合性期刊。主要刊登鋁、銅、稀有金屬加工技術及發展方向、有色金屬加工技術改造、技術創新和科研成果、有色金屬加工新工藝、新設備、新技術的應用和開發、改進有色金屬加工工藝和設備性能的試驗研究報告或技術論文、生產技術經驗、國內外有色金屬加工動態等。

  銣屬堿族金屬,光電性能活躍,在許多領域中有著重要用途,自然界中沒有單獨銣礦物,但大量存在于鋰云母、銫沸石、光鹵石中。銣與鋰屬同族元素,具有相似特性,鋰作為新能源新材料已得到廣泛應用,銣可成為一種新型戰略資源。近年來,銣除在電子器件、催化劑、特種玻璃、生物化學及醫藥等傳統領域應用取得較大進展外,在磁流體發電、熱離子轉化發電、離子推進發動機、激光能轉換電能裝置等高科技領域中也顯示出一定應用潛力[1]。

  1銣資源主要用途

  根據GHOTBI等[2]的研究成果,銣可用作檢測受損組織及心臟病的示蹤劑,且成像質量精確。ZADIK等[3]的研究成果顯示,銣被應用于巴基球(C-60)后,通過改變晶體結構,可形成具有絕緣、超導、磁性的Jahn-Teller金屬,這種金屬可在施加壓力后,由絕緣變為超導。HARUNA等和ROELCKE等的研究成果顯示,銣在動物體中會被大腦腫瘤有限吸收,可用來定位腦腫瘤[4-5]。

  此外,據大量相關研究資料,帶有500g銫和銣離子的推進發動機可用于衛星及宇宙飛船推進,其航程大約是目前所用固體或液體燃料的150倍;以銣及其化合物作為發電材料的磁流發電機,可以使電站的總熱效率由29%~32%提高到55%~66%;用銣制作的熱電換能器,在反應堆的內部可實現熱離子熱核發電。

  用銣制造的銣原子鐘,在370萬年中的走時誤差不超過1s,在全球定位系統中起著至關重要的作用,美國海軍天文臺的時間尺度就是基于48個加權原子鐘,其中包括4個銣原子鐘,我國已將高精度銣鐘應用于北斗全球系統建設;銣用于醫療行業,可用來治療抑郁癥、癲癇、甲狀腺疾病,還有研究指出銣有降低腫瘤數目和腫瘤平均重量的作用,即抗癌功能;使用碳酸銣的特種光纖,可大大提高通信網絡的穩定性和耐久性;銣及其化合物,特別是有機化合物,在許多類型的反應中具有很好的催化性能[6-7]。

  2銣礦資源概況

  2.1世界銣礦資源概況

  據美國地質調查局《世界礦產品摘要2019》,美國、阿富汗、澳大利亞、加拿大、丹麥、德國、日本、哈薩克斯坦、納米比亞、津巴布韋、秘魯、俄羅斯、英國和贊比亞等國均發現含銣礦體,儲量共計約9萬t(折氧化銣),其中納米比亞5萬t,津巴布韋3萬t。

  2.2我國銣礦資源概況

  據自然資源部信息中心數據,我國江西、湖南、新疆等12個省(區)探明有銣礦資源,探明儲量逐年增長。截至2018年底,查明資源儲量223.68萬t,較2017年增長14.2%,其中基礎儲量為26.36萬t,資源量為197.32萬t。從地區上看,江西省82.45萬t,占全國查明資源儲量的36.9%;新疆維吾爾自治區64.73萬t,占28.9%;廣東省29.64萬t,占13.3%。上述三省(區)合計176.82萬t,占79.1%。

  3銣礦資源開發利用概況

  3.1世界銣礦資源生產消費概況

  目前,世界各國應用的銣只能從鋰云母、銫沸石等礦物中作為伴生礦提取。銣資源稀缺,已成為全球對該元素應用的瓶頸。國外銣主要產地位于津巴布韋、納米比亞、加拿大、德國等國,其中津巴布韋、納米比亞是鋰云母、銫沸石的供礦國,但兩國均不生產銣產品。美國卡博特公司是目前全球最大銣行業一體化生產商,全球銣市場幾乎被其壟斷。

  加拿大是全球主要的銣礦和銣鹽生產國,該國生產銣鹽的原料均來自加拿大馬尼托巴湖的伯尼克湖礦區,該礦區的礦石供應多個國家。德國Chemetall公司從加拿大和津巴布韋進口銫沸石以提取銣,近幾年還從我國江西進口鋰云母,將提鋰后的母液作為銣化合物的生產原料。日本主要從津巴布韋進口銫沸石,采用硫酸法生產銣化合物[6]。全球銣消費量較小,近年來消費量維持在10~12t。

  美國是世界上最早生產和應用銣的國家,近年來,美國通過跟蹤評估礦物來源與用途,為減少對國外進口礦產的依賴,2018年公布了35種關鍵礦物清單,銣是其中之一。美國對銣的應用主要集中在高科技領域,有80%應用于開發高新技術,20%用于特種玻璃、催化劑等領域,每年的消費量為5~6t。日本是近20年來世界上銣生產和應用發展最快的國家,2009年7月,日本出臺的《稀有金屬保障戰略》,將銣作為優先考慮的戰略性礦產,其對銣的應用發展最快的領域是催化劑,特別是有機合成催化劑,目前每年的銣消費量為1~2t[8]。

  3.2我國銣資源生產消費概況

  我國于1956年開始進行銣的冶煉研究,1960年代初投入生產,新疆、江西等省(區)相繼開發了銣資源,2012~2016年,銣年產量約3t,國內只有個別企業用銣做催化劑,年消費量約為3t[8]。我國與銣有關的探礦權較少,且沒有采礦權。近年來,中礦資源集團股份有限公司通過收購江西東鵬新材料有限責任公司、美國卡博特(Cabot)特殊流體事業部等公司,一舉成為世界上最大的開采銫沸石的礦業企業及世界第一大銣銫產品生產商與供應商,主要生產電池級氟化鋰、銫鹽、銣鹽產品。

  新疆有色金屬研究所是以國內稀有金屬鋰銣銫新材料研究、開發、推廣應用為主的專業科研院所,先后建成了多條鋰銣銫高純鹽類生產線,研制生產各類鋰銣銫新產品達50多種。此外,以儲量達17.56萬t的廣東省龍川縣麻布崗天堂山礦區超大型獨立銣礦床的探獲為契機,光鼎國際控股集團主導創立“世界銣谷”項目,聯合多家大學和科研機構開展應用研究,推動以“銣”為代表的“新材料、新技術、新產品、新模式”等新產業實現有計劃的研發、產業轉化和產業布局,相關研究已取得一批成果,比如含銣薄膜太陽能電池、銣基高溫壓電陶瓷、含銣活性生物玻璃敷料、銣基環保催化劑等專利技術成果。

  多年來,我國持續開展銣礦資源的勘查開發、提取利用等方面的研究,相比境外銣礦資源賦存情況,我國已具有較大優勢地位,在加強銣在傳統領域應用的同時,不斷加大銣在高新技術領域的應用研究,F階段,我國銣主要應用于傳統工業領域,關于應用研究的公開文獻資料較少,相關文獻資料多集中在成礦規律及提取工藝等方面,雖有企業積極開展銣礦應用研究,但多處于探索階段,相關高端產品產業化進程遲緩。

  同時,因銣的光電性能活躍,銣礦多為伴生礦,其勘探、提取成本高,在缺少國家政策特別是產業指導以及科技指引等政策支持的環境下,企業探礦及科技研發投入大,投資風險高。此外,我國傳統產業發展面臨的資源環境約束更加嚴峻,調整經濟結構和轉變經濟發展方式的壓力不斷加大,這些情況對銣礦開發利用及產業發展都是較大考驗。

  4建議

  為推進我國經濟轉向高質量發展,戰略性新興產業成為必然選擇,而礦產資源是發展戰略性新興產業的物質基礎,因此,要穩步推進我國銣等稀有稀缺礦產資源的保護開發與相關產業發展,做好規劃、合理開發并科學利用銣礦,可促進我國經濟轉型升級、帶動一批新產業形成,并有望在銣資源應用上趕超相關國家。

  4.1將銣列為關鍵性礦產資源并加強保護開發

  新一輪礦產資源規劃編制前期研究工作已經啟動,建議在開展相關研究工作時,系統梳理分析美國、日本、歐盟等國外關鍵礦產或戰略性礦產目錄或清單,厘定我國經濟社會發展所需的大宗性的戰略性礦產,以及與戰略性新興產業發展息息相關的關鍵性稀有稀缺小礦種礦產。建議將銣列為關鍵性礦產,提高勘查開發準入門檻,加強審批管理,扶植一批技術先進、競爭力強的開發利用龍頭企業,實現資源合理開發利用,擺脫對國外進口的依賴。

  4.2進一步推進銣開發利用產業化發展

  銣資源在高科技領域具有許多重要用途,可以預見在未來的十幾年乃至幾十年,其應用前景及用量都會不斷增大,F階段,需要開發、選冶、應用等多環節涉及的部門與機構密切配合,在資源開發、技術創新、財政稅收等方面給予政策傾斜,推進銣資源勘查開發、銣資源冶煉提取、銣新材料應用產業發展,充分發揮銣等稀有稀缺礦產資源在國家經濟社會發展中的作用。

  4.3建議國家層面統籌加強銣高精尖領域利用技術攻關

  我國雖有銣相關研究,但大多集中在成礦規律、開發利用管理及提取工藝等基礎理論研究領域,急需國家科技主管部門主導,以現有技術專利為基礎,合理利用勘探開發企業探獲的銣礦資源,加強產學研深度融合,組織開展離心機濃縮提純等技術攻關,穩固銣傳統應用領域的同時努力拓展新的高科技領域應用點,爭取形成具有自主知識產權且有競爭力的應用技術,突破國外相關技術封鎖,助力國家創新驅動發展戰略。

  參考文獻

  [1]銣銫資源應用隨科技進步不斷擴大[N].中國有色金屬報,2016-08-20.

  [2]GHOTBIAdamA,KJAERAndreas,HASBAKETPhilip.Review:comparisonofPETrubidium-82withconventionalSPECTmyocardialperfusionimaging[J].ClinPhysiolFunctImaging,2014,34(3):163-170.

  [3]ZADIKRH,TAKABAYASHIY,KLUPPG,etal.Opti-mizedunconventionalsuperconductivityinamolecularJahn-Tellermetal[J].ScienceAdvances,2015,1(3):e1500059.

竞彩混合过关计算器