中国萤石矿开发利用与产业发展趋势分析

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  摘 要:概述了我国萤石矿资源状况以及我国萤石矿的开发利用现状,指出了萤石矿开发利用中所存在的问题以及面临的危机。分析了萤石产业发展的趋势以及新的发展方向。
  关键词:萤石矿;开发利用;现状;产业发展趋势
  0 引言
  为了更好地保护日渐稀缺的萤石资源,2010年,国家从矿山开采、生产计划管理、税收、环保、产业准入、出口管理等方面出台了一系列政策,这将对中国萤石开采及加工产生深远影响,萤石产业发展趋势将成为行业的研究热点。
  中国萤石矿行业技术发展趋势分析
  (1)萤石除钙选矿工艺
  萤石除钙选矿工艺,它是由一次粗选、多次精选作业组成,以油酸或其代用品作为捕收剂进行粗选,以硫酸与酸性水玻璃的混合物作为含钙矿物的抑制剂,硫酸与酸性水玻璃的比例为1∶0.5~1∶2,联合用量为0.5~1.5KG/T原矿。本发明提供的萤石除钙选矿工艺具有除钙效率高、工艺简单、成本低廉的优点,可从高钙型萤石矿中选出碳酸钙含量很低的特级萤石精矿。
  (2)天然萤石的荧光涂料
  一种天然 萤石 光涂料的加工工艺,其工艺是选矿-粉碎-配制-混合-烧结。本发明具有工艺简单、成本低可满足工艺美术用涂料和各种具有荧光效应要求物品的需要。
  (3)一种萤石浮选剂的制备方法
  此项发明公开了一种制备萤石浮选捕收剂的制备方法,以油酸生产的中间产品粗脂肪酸或混合脂肪酸为原料,向其加入重量为脂肪酸重量3%~15%的浓硫酸,使之发生硫酸化反应,再向反应生成物中加入重量为脂肪酸重量0.4%~3%的选矿起泡剂即成产品。本发明提供的方法生产成本低廉,所生产的萤石浮选用捕收剂捕收能力强,水溶性、分散性好,适于在常温及低温下浮选 萤石。
  (4)萤石浮选调整剂的组合物
  此项发明是一种浮选 萤石 矿的工艺方法,它是对87105202号获批专利的改进。现有技术中浮选 萤石矿采用酸加套加增效剂作调整剂。本发明则用水玻璃加酸及与该酸组成的一种或多种可溶性盐混合而成的组合物作调整剂,并形成组合物系列,即可用硫酸、盐酸、硝酸、草酸、醋酸中任何一种酸及相应的盐,组合比例范围为水玻璃:酸:盐=1~2∶1~5∶0.5~1。本发明适应性强,稳定性好,精矿优质,回收率高,成本低。
  (5)碳酸盐-萤石矿浮选分离方法
  此项发明提供了一种碳酸盐——萤石矿经济有效的浮选分离方法,特别适用于碳酸盐含量高的萤石矿的浮选分离。其关键在于选择有效的碳酸盐矿物的抑制剂——酸化水玻璃和加药措施,在常规工艺条件下,使碳酸盐与萤石 实现高纯分选。
  (6)浮选萤石的方法
  此项发明涉及用调整剂浮选萤石矿的方法。本发明采用由酸,碱和增效剂组成的混合剂作为调整剂,采用油酸或橡油酸钠作为捕收剂,工艺流程為复合回路,在近乎中性和常温条件下进行萤石矿的浮选,获得的萤石精矿回收率高,产品质量好,含杂低,药剂消耗少,成本低,适于各类萤石选矿厂应用。
  1 中国萤石矿资源状况
  根据美国地质局统计的数据,萤石资源在世界各大洲40多个国家均有分布。截至2009年,世界萤石基础储量4.7亿t,可开采储量2.3亿,其中南非、墨西哥、中国和蒙古萤石储量列世界前4位,这4个国家的萤石可开采量占到全球的45%左右,见表1。
  中国已探明萤石矿区有500多处,已勘查的271处分布在27个省(直辖市、自治区),基础储量高达11000万t,占全球基础储量的23.4%,居全球第一位;但可开采储量只有2100万t,占全球比例不到10%。从矿床规模看,以大中型为主,已勘查的萤石矿床中,大型矿床41处,中型89。从分布看,主要集中在4个矿产带,北部主要集中在内蒙古,中部主要在河南、湖北、湖南,东部集中在福建、浙江、江西和安徽,西南主要在云南、贵州及四川南部,其中湖南、内蒙古和浙江基础储量分别占国内总量的38.90%、16.70%和16.10%,其他省份只有27.80%。
  2 中国萤石矿开发利用现状
  2.1国外萤石矿资源开发利用情况
  目前,中国、墨西哥、蒙古、南非和俄罗斯是世界萤石生产大国。2008年,这5个国家共生产527万t萤石,占全球产量的87.30。其中,中国是世界萤石产量最大的国家,2008年产量占全球总产量的53.81%,见表2。主要萤石消费国美国、西欧和日本萤石资源枯竭,基本依赖进口,见表3。
  2.2 国内萤石矿资源开发利用现状
  2.2.1 生产能力与产量
  目前国内20多个省、自治区有600多个萤石矿90%以上是采矿能力在3万t/a以下的小矿,主要集中在浙江、江西、湖南等省。据统计,目前中国主要萤石企业产能共约340万t/a,加上其他小矿山企业,全国总产能估计超过400万t/a。2003年以来,中国开始严格控制萤石出口,产量小幅提高,内需消耗量逐年增加,直接出口量逐年减少,见图。
  2.2.2 开发利用水平
  矿山开采有露天和地下两种开采方式,以地下开采为主。开采方式一般采用平硐或平硐盲竖井开拓,露天开采一般采用人工爆破-机械装载-汽车运输方式。选矿方法主要是手选和浮选。绝大部分矿山规模小于3万t/a,开采技术和装备水平比较落后,除少数大中型矿山达到半机械化水平外,其他均以人工开采为主,而且乡镇矿山开采无设计、生产无计划,中低品位萤石矿弃之不采,采富弃贫现象严重,开采贫化率15%~20%,采矿回收率多数小于60%,浮选回收率一般80%左右,手选回收率50%左右,采选综合回收率一般35%左右。
  2.2.3 资源开发存在的主要问题
  a.过度开采严重。中国萤石基础储量仅为世界的1/4,探明可采储量仅为世界的l/10,而产量却高达世界的l/2,资源量和开采量不成比例。   b.萤石开采水平落后,资源浪费严重。许多小矿只有人工分选,没有浮选,开采过程中资源浪费较多。伴(共)生的萤石矿开发利用率很低。
  c.能耗偏高,环境污染较严重。
  3 中国萤石一氟化工产业链发展现状及存在的危机
  3.1 中国萤石消费结构现状
  根据用途要求,目前中国萤石矿产品主要有4大系列品种,即萤石块矿、萤石精矿、萤石粉矿和光学雕刻萤。主要消费结构大致为:钢铁工业13.3%、炼铝工业7.3%、化学工业29.4%、水泥和玻璃工业40.0%,其他10。
  3.2 中国萤石一氟化工产业发展现状
  中国初级、基础、通用氟化工产品扩张迅速,AHF、HCFC一22、含氟单体TFE和HFP、含氟聚合物PTFE和FKM的生产规模、发展速度均大于20%以上,呈现了强劲的增长态势。CFCS生产装置大部分被淘汰;HFCS完成了从小试、中试到产业化的过程,建成投产了HFC-134a、HFC_32、HFC一125、HFC一152a等工业化装置,并已开始替代HCFCS出口。不足之处在于一些氟化工精细化学品技术开发仍然未取得实质性突破,产能、产量基本上维持在中试水平;高附加值品种、高端领域的国内市场仍然被国外产品主导。
  3.3 中国萤石一氟化工产业链存在的危机
  近年来,国际经济形势不断变化,国内宏观政策频频调整,作为近年来化工领域发展迅猛的氟化工产业链颇受冲击,许多矛盾日益严重。
  3.3.1 氢氟酸产能一产量差逐步扩大
  国内氢氟酸生产技术在突破万吨技术后,随着有机氟技术进步和市场扩大呈现高速发展。2008年生产能力达到100万t,实际产量66.9万t。2005~2008年氟化氢生产能力年均增长19.6%,产量增长lO%,未来几年,随着各企业在建和扩建项目的完成,氢氟酸的产能将再释放25万t,产能一产量差将进一步扩大。
  3.3.2 产业链上下游产品发展不均衡
  目前国内萤石矿和氟化工项目得不到合理优化配置,萤石矿的供应紧张和下游氟化工的迅猛发展及项目的扩大都使得产业链越来越趋向于终端,然而中国的氟化工企业在精细化上尚欠火候,产业链前端企业集中,简单资源型企业过多,相对国际企业,中国的多数氟化工企业属于粗放型化工企业,竞争力较弱。
  3.3.3 国际公司竞争激烈利润率降低
  从上世纪90年代起,日本、欧美等国外公司就开始在中国建立氟化工项目,一是间接占有中国萤石资源,二是占领中国氟产品的高端市场,三是利用中国的廉价的生产资源。这也导致了氟化工行业内的重复建设和恶性竞争,从而直接导致了企业利润的下降。
  3.3.4 高品质氟产品技术匮乏
  中国在氟化工领域,除全氯氟代烷(CFC)、氯氟代烷(HCFC)和聚四氟乙烯(PTFE)的生產形成了规模外,其他氟聚合物的生产仍处于试验、试产阶段,能够产品化的品种有限,氟聚物(聚四氟乙烯除外)、氟精细化工产品需要进口。在整个行业链条中,国内企业在靠近原材料的低端产品方面具有一定的竞争力。而附加值高、加工深度以及技术要求高的产品领域基本由国外企业占据。
  4 中国萤石一氟化工产业发展趋势分析
  4.1 中国萤石矿资源开发政策
  2001年4月30日起,中国开始对萤石出口实行出口配额制度,2003年起不再发放新的萤石开采许可证。2004年萤石的出口退税率由17%调低至5%。2006年9月国家发布财税[2006]139号,取消氢氟酸产品出口退税。2007年6月19日财税[2007]90号对高污染、高能耗、资源型产品取消出口退税。2008年出口进一步严格,2008年1月氢氟酸产品出口关税提高到15%,同时,萤石开采明确列为禁止外商投资目录。2009年1月氢氟酸产品出口关税提高到25%,2009年7月1日,又将氢氟酸的出口关税降到15%。
  2010年1月2日,国务院办公厅下发了《关于采取综合措施对耐火粘土萤石的开采和生产进行控制的通知》(国办发[2010]1号),要求从矿山开采、生产计划管理、税收、环保、产业准人、出口管理等方面采取综合措施,控制耐火粘土、萤石的开采量。2010年3月18日,七部委联合下达《萤石行业准入标准》。2010年4月20日国土资源部下达2010年高铝粘土矿萤石矿开采的总量控制的通知以及相应各省的指标;2010年5月25日工信部下达2010年高铝粘土萤石生产总量控制指标和相应各省的指标。2010年5月,财政部、国家税务总局联合下发《关于调整耐火粘土和萤石资源税适用税额标准的通知》,自2010年6月1日起,萤石(也称氟石)的资源税适用税额标准由每吨3元调整为每吨20元。由上可见,近几年,尤其是2010年国家密集出台多项政策,都旨在保护萤石资源,控制初级产品产能扩张,扶持高端精细化工产品发展,引导萤石的市场流向。
  4.2 市场需求形势分析
  从消费趋势看,萤石在世界钢铁冶炼行业的消费量正日渐下降,而伴随着世界氟化工技术的不断进步,氟化学工业对氢氟酸的需求持续增加,对酸级萤石需求量增加,目前世界萤石产量的一半以上用于制取氢氟酸。在无机氟化学工业中,氢氟酸用于电解铝、航天航空工业、核能源工业、石油化工、半导体制造、金属加工、非金属提纯。在有机氟化学工业中,氢氟酸主要用于生产含氟烷烃(如HFC-134a)和含氟聚合。伴随中国经济的发展和国际氟化工业向中国的转移,中国氟化工行业发展迅速,年增长率超过15%,成为中国发展最快的行业之一。目前,在通用的、初级的氟化工产品方面,中国的生产可以满足国内需求;在高端的、高附加值的产品方面,中国的生产水平较低,还不能满足国内需求。未来需要通过进一步提高生产技术水平来满足实际消费需求。
  4.3 中国萤石一氟化工产业发展趋势   4.3.1 产业总体定位与发展途径
  中国氟化工产业在经历了资源大国、产业大国的发展阶段后,正在迈向产业强国。在此进程中,需要做好以下5方面的工:优化产品结构;促进产业并购整合;推动技术创新;加强环境保护和安全生产;严控萤石资源和初级产品出口。
  4.3.2 产品结构优化方案
  从中国萤石资源开发政策导向和未来市场发展形势看,未来一段时间,中国氟化工产品可持续发展的产品方向如图
  4.3.3 萤石一氟化工产业发展的新趋势
  国内氟化工基础原料目前的产量已经饱和,国内氟化工产品同种、同质,需在高端产品和环保产品方面下功夫;而国外氟化工企业经过整合已经形成自己的产品特色和产品链,国内企业可以借鉴;氟产品由做大做全向精细化、复合化、轻量化、环保节能循环经济发展;由氟产品的开发转向氟产品为高新技术服务的应用研究开。
  未来,中国国内氟化工生产企业需加大科研投入,增强自主创新能力,从品质上、纯度上、改性尤其是含氟精细化学品如含氟表面活性剂、含氟液晶、含氟医药等,加快含氟聚合物下游非常规制品的生产;要利用氟材料的优异特性开展广泛的应用研究,包括配方研究、加工设备和加工方法研究以及技术服务等。
  5 结语
  综上所述,国内氟化工产业未来2~3年将经历调整期,产业整合速度加快;环境保护、技术研发将成为氟化工长期发展的關键;氟硅酸综合利用也将引人关注。通过实施品牌和国际化战略,加强技术创新和适度资本扩张,大力培养专业人才,积极、广泛地开发高科技、高附加值的产品,向产业链的横向和纵深发展,以有限的资源,获得最大的经济社会利益,将是中国氟化工企业今后发展与努力的方向。
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