全球銦礦資源供需現(xiàn)狀與我國(guó)開發(fā)利用建議
來源:絲路印象
2024-07-19 17:33:41
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銦(In)是一種銀灰色、質(zhì)地極軟的易熔金屬,在地殼中的含量極低(僅0.056×10-6),且很分散,屬于稀散金屬。銦具有熔點(diǎn)低、耐腐蝕、反射性好、可塑性和延展性強(qiáng)等特點(diǎn),被稱為“合金的維生素”,在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用。銦最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是液晶顯示器和平板屏幕(銦錫氧化物(ITO)靶材),其次是焊料和合金、電子半導(dǎo)體、太陽能光伏電池(銅銦錫鎵薄膜(CIGS))等行業(yè)。
銦是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的原料,美國(guó)、歐盟、澳大利亞等西方國(guó)家紛紛把銦列入關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄,針對(duì)銦礦資源開展全球戰(zhàn)略布局。
銦無獨(dú)立的礦床,多伴生在鋅等有色金屬硫化礦物中,世界上原生銦90%的產(chǎn)量來自鉛鋅冶煉廠的副產(chǎn)物。我國(guó)是世界上最大的銦礦資源國(guó)和原生銦生產(chǎn)國(guó),也是重要的消費(fèi)國(guó)之一,隨著世界主要國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起,尤其是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,銦資源將會(huì)成為各國(guó)激烈爭(zhēng)奪的對(duì)象。因此,開展全球范圍內(nèi)的銦礦資源研究對(duì)保障我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1、全球資源分布特征
銦礦資源在全球范圍內(nèi)極為稀少且分布不均,作為鋅、錫等礦產(chǎn)資源的伴生礦產(chǎn),銦礦資源的分布與全球鋅、錫資源分布大致相同,已探明的銦資源主要分布于大陸邊緣錫礦帶,如中歐、澳大利亞南部、南美、東亞、美國(guó)西部以及加拿大東部等地區(qū)。世界上產(chǎn)出大型富銦礦床的重要成礦帶包括西太平洋板塊邊界、玻利維亞和納斯卡-南美板塊邊界、秘魯?shù)谋泵牢靼鍓K邊緣以及中歐的海西和阿爾卑斯造山帶等。位于太平洋板塊西緣的俯沖帶邊緣的銦成礦帶上分布有日本的足尾(Ashio)、生野(Ikuno)和明延(Akenobe)等淺成低溫?zé)嵋盒偷V床以及韓國(guó)的蔚山(Ulsan)矽卡巖型礦床等;位于南美洲板塊東部邊緣的伴生銦成礦帶分布在的玻利維亞、秘魯,向北延伸進(jìn)入北美洲板塊的西部邊緣,分布有瓦利瓦利、波托西、玻利維亞、馬庫(kù)霍塔等淺成低溫?zé)嵋盒偷V床;歐洲中部銦成礦帶由阿爾卑斯造山帶延伸至俄羅斯西部地區(qū),帶內(nèi)產(chǎn)出有內(nèi)維斯科爾沃、蓋斯卡耶以及斯白斯卡耶等礦床,礦床類型主要為塊狀硫化物型。除此之外,全球其他地區(qū)重要的富銦礦集區(qū)還有加拿大芒特普萊森特斑巖型礦床、基德克里克塊狀硫化物型礦床、澳大利亞布羅肯希爾噴流沉積型礦床、西歐及北歐地區(qū)的貝爾斯津等花崗巖賦礦型礦床以及中國(guó)的大廠、都龍和個(gè)舊等矽卡巖型礦床(圖1)。
銦作為伴生礦產(chǎn)回收,品位極低,統(tǒng)計(jì)全球銦礦儲(chǔ)量存在一定的困難,目前尚未有確切的銦礦儲(chǔ)量數(shù)據(jù),美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(2008)曾估計(jì)全球銦儲(chǔ)量約為11000t,儲(chǔ)量基礎(chǔ)約16000t,但此后年份的報(bào)告中不再公布銦儲(chǔ)量數(shù)據(jù)。Werner等(2017)根據(jù)全球已知的1512處含銦礦床估計(jì),全球銦資源量至少356000t,其中已經(jīng)公布資源量數(shù)據(jù)的101處礦床銦金屬資源量合計(jì)約76000t。
中國(guó)、玻利維亞和俄羅斯是全球銦礦資源最為豐富的國(guó)家,3國(guó)銦礦資源量合計(jì)約占全球總量的60%,其他重要的資源國(guó)還包括加拿大、日本、德國(guó)、葡萄牙、澳大利亞、美國(guó)和阿塞拜疆等國(guó),資源量排名前十的國(guó)家合計(jì)約占全球總量的96%(表1)。
2.1 主要生產(chǎn)國(guó)
銦的生產(chǎn)分為原生銦(直接來自原生礦等一次物料的精銦)和再生銦(主要指回收靶材廢碎料而加工的精銦)。當(dāng)前全球銦產(chǎn)量中再生銦產(chǎn)量超過50%,是市場(chǎng)上主要的銦原材料來源 (圖2)。據(jù)統(tǒng)計(jì),近10年全球原生銦年均產(chǎn)量約715t,重要的生產(chǎn)國(guó)包括中國(guó)、韓國(guó)、日本、加拿大、比利時(shí)、法國(guó)、秘魯和俄羅斯等國(guó),其中全球近90%的產(chǎn)量來自中國(guó)、韓國(guó)、日本和加拿大4個(gè)國(guó)家。2014年之前,全球原生銦產(chǎn)量持續(xù)上升,2014年達(dá)近10年來的最高值的844t,主要增量來自于中國(guó)和韓國(guó)。泛亞有色金屬交易所曾大量高價(jià)收儲(chǔ)銦等稀散金屬,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)新增產(chǎn)能暴增,至泛亞“崩盤”,其銦庫(kù)存達(dá)3600t,“泛亞事件”爆發(fā)后的一段時(shí)期內(nèi),銦價(jià)暴跌,國(guó)內(nèi)大量產(chǎn)銦企業(yè)接近全線停產(chǎn),全球銦產(chǎn)量開始急速下降。近3年來,由于ITO靶材等產(chǎn)業(yè)需求強(qiáng)勁,原生銦產(chǎn)量有所回升(圖3)。
我國(guó)近十年來持續(xù)保持全球最大的原生銦生產(chǎn)國(guó)地位,年均產(chǎn)量約360t,其中2014年的峰值產(chǎn)量達(dá)460t,2009年至今累計(jì)產(chǎn)量占全球總量的43%。韓國(guó)是全球第二大原生銦生產(chǎn)國(guó),根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),該國(guó)2006年開始出現(xiàn)原生銦的生產(chǎn),且年度產(chǎn)量和全球占比持續(xù)攀升,2016年首次突破200t,2018年達(dá)230t,韓國(guó)國(guó)內(nèi)銦礦山產(chǎn)量不大,原生銦原料主要為進(jìn)口自玻利維亞的精鋅礦。日本和加拿大也是全球原生銦生產(chǎn)大國(guó),兩國(guó)年產(chǎn)量均穩(wěn)定在70t水平;比利時(shí)和法國(guó)近年來產(chǎn)量保持在20~50t之間;俄羅斯和秘魯近年來產(chǎn)量逐漸減少,已降至10t以內(nèi)。
2.2 主要生產(chǎn)企業(yè)
據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年全球有30多家原生銦生產(chǎn)企業(yè),合計(jì)年產(chǎn)能達(dá)1400t。中國(guó)是原生銦生產(chǎn)企業(yè)最多的國(guó)家,有云南華聯(lián)鋅銦有限公司、蒙自礦冶有限公司、株冶集團(tuán)、廣西華錫集團(tuán)、廣西德邦科技有限公司等20家企業(yè),合計(jì)產(chǎn)能約890t。全球范圍內(nèi)其他重要的原生銦生產(chǎn)企業(yè)還包括韓國(guó)鋅公司、永豐公司,日本同和(Dowa)金屬與采礦公司、三井采礦冶煉公司、住友商事金屬采礦公司,比利時(shí)優(yōu)美科公司,加拿大的泰克資源公司,法國(guó)的新鋅星公司,秘魯?shù)亩鄠惞?、沃特蘭亭公司,俄羅斯車?yán)镅刨e斯克鋅礦公司和烏拉爾采礦與金屬公司。
2.3 主要消費(fèi)與進(jìn)口國(guó)
全球銦消費(fèi)近年來總體呈上漲趨勢(shì),2018年全球銦消費(fèi)量約1704t,相比于2007年的1060t,增長(zhǎng)了近61%。其中,平板顯示領(lǐng)域的消費(fèi)量占比約80%,其次是半導(dǎo)體化合物領(lǐng)域,消費(fèi)量約占10%,焊料及合金領(lǐng)域和光伏薄膜領(lǐng)域消費(fèi)量占比約7%和2%。日本、韓國(guó)、美國(guó)和中國(guó)是全球主要的銦消費(fèi)國(guó)。
3、我國(guó)資源現(xiàn)狀與開發(fā)建議
3.1 資源特征
我國(guó)是世界上銦資源最為豐富的國(guó)家,鉛鋅錫伴生的銦資源量約21600t(中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告2018)。我國(guó)銦資源主要伴生于鉛鋅礦床和錫多金屬礦床中,且分布極不均勻。古陸邊緣是富銦礦床產(chǎn)出的有利構(gòu)造位置,我國(guó)最大富銦礦田———大廠錫多金屬礦田產(chǎn)出在揚(yáng)子板塊南-西南緣,海西-印支期被動(dòng)陸緣裂谷盆地北部的斷裂凹陷盆地中,都龍錫多金屬礦床產(chǎn)出于華南褶皺系西端與揚(yáng)子地塊、哀牢山褶皺系等三大構(gòu)造單元交接部位。此外,我國(guó)華北板塊北緣也分布有部分重要的富銦錫多金屬礦床,如內(nèi)蒙古孟恩陶勒蓋、大井等礦床。
此外四川岔河錫礦床,西藏班公湖-怒江成礦帶中的拉屋矽卡巖銅鋅礦床,海賽什塘-日龍溝礦田銅錫銦礦床,青海錫鐵山火山巖中的鉛鋅礦床,江蘇棲霞山、云南金頂、廣東凡口等沉積型鉛鋅礦床,湖南七寶山、山東香夼、甘肅花牛山等與巖漿作用有關(guān)的鉛鋅礦床等礦床中相繼發(fā)現(xiàn)了含銦礦物或銦的礦化。
我國(guó)銦礦資源儲(chǔ)量全球第一,但由于大規(guī)模的開發(fā),靜態(tài)儲(chǔ)采比近年來總體呈逐年下降態(tài)勢(shì)。此外我國(guó)2017年精銦產(chǎn)量中再生銦占比僅15%,同期日本再生銦產(chǎn)量占比達(dá)89%,國(guó)內(nèi)再生銦產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢也是資源快速消耗的原因之一。我國(guó)銦礦資源在全球的優(yōu)勢(shì)地位正不斷弱化。加之當(dāng)前國(guó)內(nèi)銦資源大量出口,且缺乏完備的資源儲(chǔ)備機(jī)制,國(guó)內(nèi)銦行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展存在一定的隱患。
3.2 消費(fèi)現(xiàn)狀
我國(guó)銦資源豐富,但國(guó)內(nèi)需求不足,長(zhǎng)期處于供過于求狀態(tài),是全球最重要的銦出口國(guó)之一,2009—2017年,我國(guó)累計(jì)出口精銦約706t。
我國(guó)的銦消費(fèi)主要用于平板顯示、合金和半導(dǎo)體、光伏和防腐等領(lǐng)域。近年來,國(guó)內(nèi)銦消費(fèi)量呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),由2011年的65t增長(zhǎng)至2017年的149t,年均增速保持在15%左右,已經(jīng)成為全球銦主要消費(fèi)國(guó)之一,但依然與我國(guó)全球原生銦第一生產(chǎn)大國(guó)的地位不相匹配,年消費(fèi)量?jī)H占產(chǎn)量的約44%(表3)。
3.3 消費(fèi)趨勢(shì)
(1)平板顯示領(lǐng)域
ITO靶材是氧化銦和氧化錫粉混合后燒結(jié)黑灰色陶瓷半導(dǎo)體,用于制作ITO薄膜,進(jìn)而成為生產(chǎn)平面液晶顯示設(shè)備的重要材料。近年來,我國(guó)平板顯示產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,對(duì)ITO靶材的需求也呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的狀態(tài)。國(guó)內(nèi)多條生產(chǎn)線相繼投產(chǎn),中低端市場(chǎng)的全球占比不斷提升。當(dāng)前我國(guó)已成為全球擁有液晶面板生產(chǎn)線最多,ITO靶材消費(fèi)市場(chǎng)增長(zhǎng)最快,觸摸屏產(chǎn)量最大的國(guó)家。隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)大尺寸ITO靶材技術(shù)上的持續(xù)突破,與日韓先進(jìn)制造水平差距的逐步縮小,并獲得下游面板廠試用認(rèn)證,預(yù)計(jì)未來5年,國(guó)內(nèi)ITO靶材對(duì)銦的消費(fèi)將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。
(2)光伏領(lǐng)域
當(dāng)前銦在光伏領(lǐng)域的消費(fèi)并不突出,但隨著光伏技術(shù)的不斷發(fā)展以及環(huán)境對(duì)清潔能源的必然要求,未來光伏很可能成為發(fā)展最迅速的銦消費(fèi)領(lǐng)域。
根據(jù)《中國(guó)可再生能源展望2018》數(shù)據(jù),2017年國(guó)內(nèi)太陽能總裝機(jī)發(fā)電容量為130GW,預(yù)計(jì)2020年、2035年和2050年將分別增加到224GW、1962GW和2803GW。銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽能電池是由Cu、In、Ga、Se四種元素按一定比例制作成的結(jié)晶薄膜太陽能電池,是組成電池板的關(guān)鍵部分,相比于其他類型的薄膜太陽能電池,銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽能電池具備近似最佳的光學(xué)能隙、吸收率高、抗輻射能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),被國(guó)際上稱為最有希望獲得大規(guī)模應(yīng)用的太陽能電池之一,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。因此,可以預(yù)計(jì)未來光伏領(lǐng)域?qū)?huì)成為國(guó)內(nèi)銦消費(fèi)的重要增長(zhǎng)點(diǎn),甚至有望趕超ITO靶材行業(yè)成為銦的最主要消費(fèi)領(lǐng)域。
3.4 相關(guān)建議
(1)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)資源勘查和回收利用,提升資源安全保障程度
我國(guó)銦礦資源成礦條件優(yōu)越,應(yīng)加大國(guó)內(nèi)的銦礦產(chǎn)地的勘查力度,從共伴生礦產(chǎn)綜合利用角度開展礦產(chǎn)資源潛力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性評(píng)價(jià),增加國(guó)內(nèi)銦礦資源儲(chǔ)量規(guī)模;國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研院所加強(qiáng)合作,加大科技創(chuàng)新力度,攻關(guān)伴生銦和再生銦的高效回收工藝,保障我國(guó)銦資源的優(yōu)勢(shì)地位。
(2)完善銦資源儲(chǔ)備機(jī)制,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)供應(yīng)
我國(guó)是銦資源的生產(chǎn)大國(guó),但由于國(guó)內(nèi)需求有限,大量銦資源用于出口。建議國(guó)家相關(guān)部門和企業(yè)重新認(rèn)識(shí)銦的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和戰(zhàn)略價(jià)值,積極完善銦資源儲(chǔ)備機(jī)制,建立政府與民間互補(bǔ)的儲(chǔ)備體系,保障我國(guó)銦資源安全,同時(shí)實(shí)現(xiàn)未來戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(3)鼓勵(lì)銦應(yīng)用端產(chǎn)業(yè)發(fā)展,轉(zhuǎn)化資源優(yōu)勢(shì)為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)
我國(guó)是銦資源大國(guó),但長(zhǎng)期以來,我國(guó)的銦消費(fèi)主要用于制造初級(jí)產(chǎn)品,這些產(chǎn)品大量出口,成為日本、韓國(guó)等電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ),反過來壓制了我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間。建議我國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)開展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)研究,將ITO靶材、CIGS等應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)列為戰(zhàn)略性環(huán)節(jié),抓住市場(chǎng)需求猛增的大好時(shí)機(jī),加速研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,打破發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)壁壘,促進(jìn)高端ITO靶材國(guó)產(chǎn)化,使我國(guó)的銦資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。
(4)加強(qiáng)全球銦資源勘查和開發(fā)利用產(chǎn)能合作
銦資源在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中具有極佳的應(yīng)用前景,在對(duì)銦需求快速增長(zhǎng)的背景下,我國(guó)在未來將會(huì)由出口國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)口國(guó)。因此,在鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)銦礦回收利用的同時(shí),應(yīng)關(guān)注去全球銦礦資源的找礦勘查進(jìn)展。把握“一帶一路”建設(shè)的發(fā)展機(jī)遇,利用國(guó)內(nèi)銦礦回收冶煉的產(chǎn)能優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)與南美洲等地區(qū)的銦資源國(guó)的產(chǎn)能合作,就地建立健全銦開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)合作共贏。
4、結(jié)論與思考
(1)全球銦資源分布比較集中,超過九成的銦資源分布在中國(guó)、玻利維亞、俄羅斯、加拿大、日本、德國(guó)、葡萄牙、澳大利亞、美國(guó)和阿塞拜疆等10個(gè)國(guó)家。
(2)日本、韓國(guó)、美國(guó)和中國(guó)是全球最主要的銦消費(fèi)國(guó),其中日本、韓國(guó)占據(jù)全球約80%的消費(fèi)量。除依賴從中國(guó)進(jìn)口原生銦外,日韓銦二次回收產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),大部分需求可依靠再生銦解決。
(3)我國(guó)銦礦資源量和近10年來原生銦產(chǎn)量分別占全球份額的24%和43%,是最大的銦礦資源國(guó)和原生銦生產(chǎn)國(guó)。國(guó)內(nèi)的銦礦資源集中在云南、廣西、內(nèi)蒙古、青海等省(區(qū))。我國(guó)銦后端應(yīng)用產(chǎn)業(yè)起步較晚,當(dāng)前正處于快速發(fā)展階段,銦消費(fèi)量較小。
(4)銦的應(yīng)用領(lǐng)域是ITO靶材、半導(dǎo)體、焊料和合金及銅銦錫鎵薄膜(CIGS)等。其中ITO靶材領(lǐng)域占據(jù)近八成的消費(fèi)量,并且隨著我國(guó)ITO靶材制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和顯示面板行業(yè)的增長(zhǎng),ITO靶材領(lǐng)域?qū)︺煹男枨笠矊⒈3指咚僭鲩L(zhǎng)。銅銦錫鎵薄膜(CIGS)當(dāng)前對(duì)銦的消費(fèi)基數(shù)較小,但受政策導(dǎo)向、技術(shù)突破等因素的影響,未來或?qū)⒊蔀殂熥钪匾南M(fèi)領(lǐng)域之一。
(5)建議科學(xué)規(guī)劃,合理利用國(guó)內(nèi)銦資源,加強(qiáng)國(guó)內(nèi)資源勘查和回收力度,建立健全銦資源儲(chǔ)備機(jī)制,大力發(fā)展銦應(yīng)用端產(chǎn)業(yè),加強(qiáng)境外銦開發(fā)利用產(chǎn)能合作,保障未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展原料的可持續(xù)供應(yīng)。
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銦是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的原料,美國(guó)、歐盟、澳大利亞等西方國(guó)家紛紛把銦列入關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄,針對(duì)銦礦資源開展全球戰(zhàn)略布局。
銦無獨(dú)立的礦床,多伴生在鋅等有色金屬硫化礦物中,世界上原生銦90%的產(chǎn)量來自鉛鋅冶煉廠的副產(chǎn)物。我國(guó)是世界上最大的銦礦資源國(guó)和原生銦生產(chǎn)國(guó),也是重要的消費(fèi)國(guó)之一,隨著世界主要國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起,尤其是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,銦資源將會(huì)成為各國(guó)激烈爭(zhēng)奪的對(duì)象。因此,開展全球范圍內(nèi)的銦礦資源研究對(duì)保障我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1、全球資源分布特征
銦礦資源在全球范圍內(nèi)極為稀少且分布不均,作為鋅、錫等礦產(chǎn)資源的伴生礦產(chǎn),銦礦資源的分布與全球鋅、錫資源分布大致相同,已探明的銦資源主要分布于大陸邊緣錫礦帶,如中歐、澳大利亞南部、南美、東亞、美國(guó)西部以及加拿大東部等地區(qū)。世界上產(chǎn)出大型富銦礦床的重要成礦帶包括西太平洋板塊邊界、玻利維亞和納斯卡-南美板塊邊界、秘魯?shù)谋泵牢靼鍓K邊緣以及中歐的海西和阿爾卑斯造山帶等。位于太平洋板塊西緣的俯沖帶邊緣的銦成礦帶上分布有日本的足尾(Ashio)、生野(Ikuno)和明延(Akenobe)等淺成低溫?zé)嵋盒偷V床以及韓國(guó)的蔚山(Ulsan)矽卡巖型礦床等;位于南美洲板塊東部邊緣的伴生銦成礦帶分布在的玻利維亞、秘魯,向北延伸進(jìn)入北美洲板塊的西部邊緣,分布有瓦利瓦利、波托西、玻利維亞、馬庫(kù)霍塔等淺成低溫?zé)嵋盒偷V床;歐洲中部銦成礦帶由阿爾卑斯造山帶延伸至俄羅斯西部地區(qū),帶內(nèi)產(chǎn)出有內(nèi)維斯科爾沃、蓋斯卡耶以及斯白斯卡耶等礦床,礦床類型主要為塊狀硫化物型。除此之外,全球其他地區(qū)重要的富銦礦集區(qū)還有加拿大芒特普萊森特斑巖型礦床、基德克里克塊狀硫化物型礦床、澳大利亞布羅肯希爾噴流沉積型礦床、西歐及北歐地區(qū)的貝爾斯津等花崗巖賦礦型礦床以及中國(guó)的大廠、都龍和個(gè)舊等矽卡巖型礦床(圖1)。
表1 全球主要銦礦資源國(guó)家
銦作為伴生礦產(chǎn)回收,品位極低,統(tǒng)計(jì)全球銦礦儲(chǔ)量存在一定的困難,目前尚未有確切的銦礦儲(chǔ)量數(shù)據(jù),美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(2008)曾估計(jì)全球銦儲(chǔ)量約為11000t,儲(chǔ)量基礎(chǔ)約16000t,但此后年份的報(bào)告中不再公布銦儲(chǔ)量數(shù)據(jù)。Werner等(2017)根據(jù)全球已知的1512處含銦礦床估計(jì),全球銦資源量至少356000t,其中已經(jīng)公布資源量數(shù)據(jù)的101處礦床銦金屬資源量合計(jì)約76000t。
中國(guó)、玻利維亞和俄羅斯是全球銦礦資源最為豐富的國(guó)家,3國(guó)銦礦資源量合計(jì)約占全球總量的60%,其他重要的資源國(guó)還包括加拿大、日本、德國(guó)、葡萄牙、澳大利亞、美國(guó)和阿塞拜疆等國(guó),資源量排名前十的國(guó)家合計(jì)約占全球總量的96%(表1)。
表2 2008-2017年日本國(guó)內(nèi)銦供給與需求
2.1 主要生產(chǎn)國(guó)
銦的生產(chǎn)分為原生銦(直接來自原生礦等一次物料的精銦)和再生銦(主要指回收靶材廢碎料而加工的精銦)。當(dāng)前全球銦產(chǎn)量中再生銦產(chǎn)量超過50%,是市場(chǎng)上主要的銦原材料來源 (圖2)。據(jù)統(tǒng)計(jì),近10年全球原生銦年均產(chǎn)量約715t,重要的生產(chǎn)國(guó)包括中國(guó)、韓國(guó)、日本、加拿大、比利時(shí)、法國(guó)、秘魯和俄羅斯等國(guó),其中全球近90%的產(chǎn)量來自中國(guó)、韓國(guó)、日本和加拿大4個(gè)國(guó)家。2014年之前,全球原生銦產(chǎn)量持續(xù)上升,2014年達(dá)近10年來的最高值的844t,主要增量來自于中國(guó)和韓國(guó)。泛亞有色金屬交易所曾大量高價(jià)收儲(chǔ)銦等稀散金屬,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)新增產(chǎn)能暴增,至泛亞“崩盤”,其銦庫(kù)存達(dá)3600t,“泛亞事件”爆發(fā)后的一段時(shí)期內(nèi),銦價(jià)暴跌,國(guó)內(nèi)大量產(chǎn)銦企業(yè)接近全線停產(chǎn),全球銦產(chǎn)量開始急速下降。近3年來,由于ITO靶材等產(chǎn)業(yè)需求強(qiáng)勁,原生銦產(chǎn)量有所回升(圖3)。
表3 2011-2017年我國(guó)精銦產(chǎn)量、消費(fèi)量及貿(mào)易量
我國(guó)近十年來持續(xù)保持全球最大的原生銦生產(chǎn)國(guó)地位,年均產(chǎn)量約360t,其中2014年的峰值產(chǎn)量達(dá)460t,2009年至今累計(jì)產(chǎn)量占全球總量的43%。韓國(guó)是全球第二大原生銦生產(chǎn)國(guó),根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),該國(guó)2006年開始出現(xiàn)原生銦的生產(chǎn),且年度產(chǎn)量和全球占比持續(xù)攀升,2016年首次突破200t,2018年達(dá)230t,韓國(guó)國(guó)內(nèi)銦礦山產(chǎn)量不大,原生銦原料主要為進(jìn)口自玻利維亞的精鋅礦。日本和加拿大也是全球原生銦生產(chǎn)大國(guó),兩國(guó)年產(chǎn)量均穩(wěn)定在70t水平;比利時(shí)和法國(guó)近年來產(chǎn)量保持在20~50t之間;俄羅斯和秘魯近年來產(chǎn)量逐漸減少,已降至10t以內(nèi)。
2.2 主要生產(chǎn)企業(yè)
據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年全球有30多家原生銦生產(chǎn)企業(yè),合計(jì)年產(chǎn)能達(dá)1400t。中國(guó)是原生銦生產(chǎn)企業(yè)最多的國(guó)家,有云南華聯(lián)鋅銦有限公司、蒙自礦冶有限公司、株冶集團(tuán)、廣西華錫集團(tuán)、廣西德邦科技有限公司等20家企業(yè),合計(jì)產(chǎn)能約890t。全球范圍內(nèi)其他重要的原生銦生產(chǎn)企業(yè)還包括韓國(guó)鋅公司、永豐公司,日本同和(Dowa)金屬與采礦公司、三井采礦冶煉公司、住友商事金屬采礦公司,比利時(shí)優(yōu)美科公司,加拿大的泰克資源公司,法國(guó)的新鋅星公司,秘魯?shù)亩鄠惞?、沃特蘭亭公司,俄羅斯車?yán)镅刨e斯克鋅礦公司和烏拉爾采礦與金屬公司。
2.3 主要消費(fèi)與進(jìn)口國(guó)
全球銦消費(fèi)近年來總體呈上漲趨勢(shì),2018年全球銦消費(fèi)量約1704t,相比于2007年的1060t,增長(zhǎng)了近61%。其中,平板顯示領(lǐng)域的消費(fèi)量占比約80%,其次是半導(dǎo)體化合物領(lǐng)域,消費(fèi)量約占10%,焊料及合金領(lǐng)域和光伏薄膜領(lǐng)域消費(fèi)量占比約7%和2%。日本、韓國(guó)、美國(guó)和中國(guó)是全球主要的銦消費(fèi)國(guó)。
圖1 全球主要含銦礦床分布圖
圖2 2008-2017年全球銦產(chǎn)量
圖3 2009-2018年全球主要原生銦生產(chǎn)國(guó)及產(chǎn)量
圖4 日本銦進(jìn)口主要來源國(guó)家( 地區(qū))
3、我國(guó)資源現(xiàn)狀與開發(fā)建議
3.1 資源特征
我國(guó)是世界上銦資源最為豐富的國(guó)家,鉛鋅錫伴生的銦資源量約21600t(中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告2018)。我國(guó)銦資源主要伴生于鉛鋅礦床和錫多金屬礦床中,且分布極不均勻。古陸邊緣是富銦礦床產(chǎn)出的有利構(gòu)造位置,我國(guó)最大富銦礦田———大廠錫多金屬礦田產(chǎn)出在揚(yáng)子板塊南-西南緣,海西-印支期被動(dòng)陸緣裂谷盆地北部的斷裂凹陷盆地中,都龍錫多金屬礦床產(chǎn)出于華南褶皺系西端與揚(yáng)子地塊、哀牢山褶皺系等三大構(gòu)造單元交接部位。此外,我國(guó)華北板塊北緣也分布有部分重要的富銦錫多金屬礦床,如內(nèi)蒙古孟恩陶勒蓋、大井等礦床。
此外四川岔河錫礦床,西藏班公湖-怒江成礦帶中的拉屋矽卡巖銅鋅礦床,海賽什塘-日龍溝礦田銅錫銦礦床,青海錫鐵山火山巖中的鉛鋅礦床,江蘇棲霞山、云南金頂、廣東凡口等沉積型鉛鋅礦床,湖南七寶山、山東香夼、甘肅花牛山等與巖漿作用有關(guān)的鉛鋅礦床等礦床中相繼發(fā)現(xiàn)了含銦礦物或銦的礦化。
圖5 韓國(guó)銦進(jìn)口主要來源國(guó)家( 地區(qū))
我國(guó)銦礦資源儲(chǔ)量全球第一,但由于大規(guī)模的開發(fā),靜態(tài)儲(chǔ)采比近年來總體呈逐年下降態(tài)勢(shì)。此外我國(guó)2017年精銦產(chǎn)量中再生銦占比僅15%,同期日本再生銦產(chǎn)量占比達(dá)89%,國(guó)內(nèi)再生銦產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢也是資源快速消耗的原因之一。我國(guó)銦礦資源在全球的優(yōu)勢(shì)地位正不斷弱化。加之當(dāng)前國(guó)內(nèi)銦資源大量出口,且缺乏完備的資源儲(chǔ)備機(jī)制,國(guó)內(nèi)銦行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展存在一定的隱患。
3.2 消費(fèi)現(xiàn)狀
我國(guó)銦資源豐富,但國(guó)內(nèi)需求不足,長(zhǎng)期處于供過于求狀態(tài),是全球最重要的銦出口國(guó)之一,2009—2017年,我國(guó)累計(jì)出口精銦約706t。
我國(guó)的銦消費(fèi)主要用于平板顯示、合金和半導(dǎo)體、光伏和防腐等領(lǐng)域。近年來,國(guó)內(nèi)銦消費(fèi)量呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),由2011年的65t增長(zhǎng)至2017年的149t,年均增速保持在15%左右,已經(jīng)成為全球銦主要消費(fèi)國(guó)之一,但依然與我國(guó)全球原生銦第一生產(chǎn)大國(guó)的地位不相匹配,年消費(fèi)量?jī)H占產(chǎn)量的約44%(表3)。
圖6 美國(guó)銦進(jìn)口主要來源國(guó)家
3.3 消費(fèi)趨勢(shì)
(1)平板顯示領(lǐng)域
ITO靶材是氧化銦和氧化錫粉混合后燒結(jié)黑灰色陶瓷半導(dǎo)體,用于制作ITO薄膜,進(jìn)而成為生產(chǎn)平面液晶顯示設(shè)備的重要材料。近年來,我國(guó)平板顯示產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,對(duì)ITO靶材的需求也呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的狀態(tài)。國(guó)內(nèi)多條生產(chǎn)線相繼投產(chǎn),中低端市場(chǎng)的全球占比不斷提升。當(dāng)前我國(guó)已成為全球擁有液晶面板生產(chǎn)線最多,ITO靶材消費(fèi)市場(chǎng)增長(zhǎng)最快,觸摸屏產(chǎn)量最大的國(guó)家。隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)大尺寸ITO靶材技術(shù)上的持續(xù)突破,與日韓先進(jìn)制造水平差距的逐步縮小,并獲得下游面板廠試用認(rèn)證,預(yù)計(jì)未來5年,國(guó)內(nèi)ITO靶材對(duì)銦的消費(fèi)將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。
圖7 2017年我國(guó)精銦消費(fèi)結(jié)構(gòu)
(2)光伏領(lǐng)域
當(dāng)前銦在光伏領(lǐng)域的消費(fèi)并不突出,但隨著光伏技術(shù)的不斷發(fā)展以及環(huán)境對(duì)清潔能源的必然要求,未來光伏很可能成為發(fā)展最迅速的銦消費(fèi)領(lǐng)域。
根據(jù)《中國(guó)可再生能源展望2018》數(shù)據(jù),2017年國(guó)內(nèi)太陽能總裝機(jī)發(fā)電容量為130GW,預(yù)計(jì)2020年、2035年和2050年將分別增加到224GW、1962GW和2803GW。銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽能電池是由Cu、In、Ga、Se四種元素按一定比例制作成的結(jié)晶薄膜太陽能電池,是組成電池板的關(guān)鍵部分,相比于其他類型的薄膜太陽能電池,銅銦鎵硒薄膜(CIGS)太陽能電池具備近似最佳的光學(xué)能隙、吸收率高、抗輻射能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),被國(guó)際上稱為最有希望獲得大規(guī)模應(yīng)用的太陽能電池之一,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。因此,可以預(yù)計(jì)未來光伏領(lǐng)域?qū)?huì)成為國(guó)內(nèi)銦消費(fèi)的重要增長(zhǎng)點(diǎn),甚至有望趕超ITO靶材行業(yè)成為銦的最主要消費(fèi)領(lǐng)域。
3.4 相關(guān)建議
(1)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)資源勘查和回收利用,提升資源安全保障程度
我國(guó)銦礦資源成礦條件優(yōu)越,應(yīng)加大國(guó)內(nèi)的銦礦產(chǎn)地的勘查力度,從共伴生礦產(chǎn)綜合利用角度開展礦產(chǎn)資源潛力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性評(píng)價(jià),增加國(guó)內(nèi)銦礦資源儲(chǔ)量規(guī)模;國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研院所加強(qiáng)合作,加大科技創(chuàng)新力度,攻關(guān)伴生銦和再生銦的高效回收工藝,保障我國(guó)銦資源的優(yōu)勢(shì)地位。
(2)完善銦資源儲(chǔ)備機(jī)制,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)供應(yīng)
我國(guó)是銦資源的生產(chǎn)大國(guó),但由于國(guó)內(nèi)需求有限,大量銦資源用于出口。建議國(guó)家相關(guān)部門和企業(yè)重新認(rèn)識(shí)銦的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和戰(zhàn)略價(jià)值,積極完善銦資源儲(chǔ)備機(jī)制,建立政府與民間互補(bǔ)的儲(chǔ)備體系,保障我國(guó)銦資源安全,同時(shí)實(shí)現(xiàn)未來戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(3)鼓勵(lì)銦應(yīng)用端產(chǎn)業(yè)發(fā)展,轉(zhuǎn)化資源優(yōu)勢(shì)為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)
我國(guó)是銦資源大國(guó),但長(zhǎng)期以來,我國(guó)的銦消費(fèi)主要用于制造初級(jí)產(chǎn)品,這些產(chǎn)品大量出口,成為日本、韓國(guó)等電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ),反過來壓制了我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間。建議我國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)開展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)研究,將ITO靶材、CIGS等應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)列為戰(zhàn)略性環(huán)節(jié),抓住市場(chǎng)需求猛增的大好時(shí)機(jī),加速研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,打破發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)壁壘,促進(jìn)高端ITO靶材國(guó)產(chǎn)化,使我國(guó)的銦資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。
(4)加強(qiáng)全球銦資源勘查和開發(fā)利用產(chǎn)能合作
銦資源在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中具有極佳的應(yīng)用前景,在對(duì)銦需求快速增長(zhǎng)的背景下,我國(guó)在未來將會(huì)由出口國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)口國(guó)。因此,在鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)銦礦回收利用的同時(shí),應(yīng)關(guān)注去全球銦礦資源的找礦勘查進(jìn)展。把握“一帶一路”建設(shè)的發(fā)展機(jī)遇,利用國(guó)內(nèi)銦礦回收冶煉的產(chǎn)能優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)與南美洲等地區(qū)的銦資源國(guó)的產(chǎn)能合作,就地建立健全銦開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)合作共贏。
4、結(jié)論與思考
(1)全球銦資源分布比較集中,超過九成的銦資源分布在中國(guó)、玻利維亞、俄羅斯、加拿大、日本、德國(guó)、葡萄牙、澳大利亞、美國(guó)和阿塞拜疆等10個(gè)國(guó)家。
(2)日本、韓國(guó)、美國(guó)和中國(guó)是全球最主要的銦消費(fèi)國(guó),其中日本、韓國(guó)占據(jù)全球約80%的消費(fèi)量。除依賴從中國(guó)進(jìn)口原生銦外,日韓銦二次回收產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),大部分需求可依靠再生銦解決。
(3)我國(guó)銦礦資源量和近10年來原生銦產(chǎn)量分別占全球份額的24%和43%,是最大的銦礦資源國(guó)和原生銦生產(chǎn)國(guó)。國(guó)內(nèi)的銦礦資源集中在云南、廣西、內(nèi)蒙古、青海等省(區(qū))。我國(guó)銦后端應(yīng)用產(chǎn)業(yè)起步較晚,當(dāng)前正處于快速發(fā)展階段,銦消費(fèi)量較小。
(4)銦的應(yīng)用領(lǐng)域是ITO靶材、半導(dǎo)體、焊料和合金及銅銦錫鎵薄膜(CIGS)等。其中ITO靶材領(lǐng)域占據(jù)近八成的消費(fèi)量,并且隨著我國(guó)ITO靶材制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和顯示面板行業(yè)的增長(zhǎng),ITO靶材領(lǐng)域?qū)︺煹男枨笠矊⒈3指咚僭鲩L(zhǎng)。銅銦錫鎵薄膜(CIGS)當(dāng)前對(duì)銦的消費(fèi)基數(shù)較小,但受政策導(dǎo)向、技術(shù)突破等因素的影響,未來或?qū)⒊蔀殂熥钪匾南M(fèi)領(lǐng)域之一。
(5)建議科學(xué)規(guī)劃,合理利用國(guó)內(nèi)銦資源,加強(qiáng)國(guó)內(nèi)資源勘查和回收力度,建立健全銦資源儲(chǔ)備機(jī)制,大力發(fā)展銦應(yīng)用端產(chǎn)業(yè),加強(qiáng)境外銦開發(fā)利用產(chǎn)能合作,保障未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展原料的可持續(xù)供應(yīng)。
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