我國鈮礦資源供需形勢分析

何海洋，何 敏，李建武

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2.武警黃金第五支隊，陜西 西安 710100；3.外交學(xué)院國際經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京 100037)

鈮是一種銀灰色、質(zhì)地較軟、具有延展性的稀有金屬，鈮化合物主要有金屬間化合物、氧化物、鈮酸鹽、鹵化物、碳化物、氮化物、硒化物和絡(luò)合物等。目前已發(fā)現(xiàn)的鈮鉭礦物和含鈮鉭礦物有130多種，其中較常見的有30多種，具有工業(yè)意義的鈮礦物有鈮鐵礦、燒綠石、細(xì)晶石、鈮鐵金紅石、易解石和褐釔鈮礦等[1](表1)。鈮具有良好的超導(dǎo)性、熔點高、耐腐蝕、耐磨等特點，被廣泛應(yīng)用到鋼鐵、超導(dǎo)材料、航空航天、原子能等領(lǐng)域，是信息技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)、生物技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵材料之一。鈮的主要用途是作為鋼的添加劑，提高鋼的強度和韌性。鈮鋼主要用于制造輸油輸氣管道、汽車構(gòu)件、壓力容器、船舶、重型鋼軌、大型水電站所用的高強度鋼筋等。

《新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》明確指出，要大力發(fā)展高品質(zhì)特殊鋼，提高鈮鈦合金和鈮錫合金等低溫超導(dǎo)材料工程化制備技術(shù)水平。國家、企業(yè)對此必定增加相應(yīng)投入，并將推動鉭鈮新材料的研發(fā)及應(yīng)用。在此大背景下，本文主要對我國鈮資源的分布、生產(chǎn)、消費和貿(mào)易情況展開研究，在此基礎(chǔ)上，對我國鈮資源的供需情況進(jìn)行預(yù)測分析，為我國鈮產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供對策建議[2-5]。

表1 鈮礦主要礦物組合

資料來源：英國地質(zhì)調(diào)查局(BGS)，2011。

1 鈮資源概況

1.1 全球鈮礦儲量及分布

根據(jù)USGS數(shù)據(jù)[6]，全球鈮儲量豐富，已探明的總儲量超過430萬t，主要分布在巴西、加拿大、剛果(金)和中國(表2)。世界第一大鈮礦山是巴西的阿拉克薩礦(Araxá)，礦石中鈮品位高(2.5%～3.5% Nb2O5)，儲量大，露天開采，所生產(chǎn)的燒綠石精礦及其冶金產(chǎn)品在世界市場上占有重要地位。加拿大魁北克省的圣霍諾雷礦(St．Honore)是世界第二大鈮礦山，礦物的鈮品位較低，含Nb2O50.5%～0.7%。巴西的卡達(dá)勞礦(Catalo)為世界第三大鈮礦，含Nb2O51.5%。此外，巴西的桑加夫里克(SanGabriac)礦(含Nb2O52.8%)、剛果(金)的盧埃沙(Luesha)礦(含Nb2O52.9%)都是儲量豐富的大型鈮礦。中國內(nèi)蒙古白云鄂博鐵礦、稀土礦、鈮礦中鈮礦物種類多，資源量達(dá)660萬t，但礦物晶粒細(xì)、品位低(含Nb2O50.1%～0.15%)，多包裹在鐵礦石及脈石中，幾乎無經(jīng)濟(jì)開采價值。

1.2 中國鈮礦儲量及分布

根據(jù)全國礦產(chǎn)資源儲量數(shù)據(jù)庫，截至2014年底，我國保有鈮資源儲量為536萬t，其中基礎(chǔ)儲量為82萬t，分布于15個省、自治區(qū)(表3)。其中，鈮氧化物型鈮礦(Nb2O5)在內(nèi)蒙古查明資源儲量382萬t，主要集中在白云鄂博大型鐵、稀土、鈮綜合多金屬共生礦床中，占全國同類型礦總資源儲量的71.27%；湖北資源儲量93.17萬t，占全國的17.36%。鈮鉭礦(Nb+Ta)2O5主要分布于江蘇，查明資源儲量3.84萬t，占全國同類型礦總資源儲量的81.52%。鈮鐵礦礦物主要分布于廣東，查明資源儲量1.15萬t，占全國同類型礦總量的99.5%。褐釔鈮礦查明資源儲量不足l萬t，主要分布于湖南(占65.54%)、廣東(占25.86%)。顯然，內(nèi)蒙古和兩廣(廣東、廣西)、兩湖(湖南、湖北)是我國鈮礦產(chǎn)的最主要分布區(qū)域，特別是內(nèi)蒙古白云鄂博鐵鈮稀土礦床和湖北竹山廟埡鈮稀土礦床，鈮儲量達(dá)到超大型規(guī)模，分別為多期高溫?zé)嵋航淮V床和堿性巖-碳酸鹽型鈮礦床(多認(rèn)為是由超基性-堿性巖漿分異的碳酸鹽熔漿結(jié)晶形成的)[7-12]。

表2 2014年世界鈮礦儲量

資料來源：美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)，2015。

表3 2014年中國鈮礦查明資源儲量

資料來源：國土資源部儲量數(shù)據(jù)庫，2015。

我國鈮礦開發(fā)利用程度低。截至2013年底，鈮礦查明資源儲量達(dá)到普查程度和詳查程度的分別為114.77萬t和384.54萬t，分別占查明資源儲量的21.4%和71.7%；勘探程度的查明資源儲量為37.01萬t，僅占總查明資源儲量的6.9%(表4)。這表明我國鈮礦勘查程度很低，如要充分利用我國鈮礦資源，尚需做大量工作[13-15]。

2 鈮礦生產(chǎn)情況

由于礦石品位極低，我國幾乎沒有可供經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用的鈮礦資源，國內(nèi)鈮精礦產(chǎn)量非常小。2004～2010年間處于緩慢上升趨勢，2010年達(dá)到55 t的最高水平，但基本穩(wěn)定在50 t左右[16](表5)。

中國目前可經(jīng)濟(jì)利用的鉭鈮資源主要在江西宜春鉭鈮礦、福建南平鉭鈮礦，也是目前我國僅有的鉭鈮礦生產(chǎn)企業(yè)，但福建南平鉭鈮礦因受現(xiàn)有資源即將枯竭、后續(xù)勘探跟進(jìn)速度緩慢等因素影響，已于2014年下半年正式停產(chǎn)。值得一提的是，隨著技術(shù)水平不斷提高，國內(nèi)鉭鈮生產(chǎn)成本呈逐步遞減趨勢(表6)。

表4 我國鈮礦查明資源儲量勘查程度

資料來源：全國礦產(chǎn)儲量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，2014。

表5 2004～2013年中國鈮產(chǎn)量

數(shù)據(jù)來源：北京安泰科信息股份有限公司咨詢研究部，2014。

表6 宜春鈮鉭礦山企業(yè)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

資料來源：中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鉭鈮分會，北京安泰科信息股份有限公司咨詢研究部，2014。

3 鈮礦消費趨勢

根據(jù)下游產(chǎn)品的種類劃分，中國的鈮消費主要分為鈮鐵、鈮化合物、鈮金屬及合金，需求遠(yuǎn)大于國內(nèi)的生產(chǎn)供應(yīng)。2004～2013年我國鈮消費快速增長，從3 500 t增長到超過2萬t[16]。由圖1可知，2008～2009年經(jīng)歷金融危機，鈮消費量大幅下降，2009年之后隨著世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，用于鋼鐵行業(yè)的鈮鐵消費占比92%，鈮金屬及合金占1.8%。2011～2013年，全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的不確定性使我國經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了增長放緩跡象，這也對國內(nèi)鈮消費產(chǎn)生了較大影響，2011～2012年國內(nèi)鈮鐵的消費占比穩(wěn)定在91.4%，鈮化合物占比6.7%，隨著近3年國內(nèi)航空航天及軍工領(lǐng)域用鈮需求的增加，鈮金屬及合金占比從2011年的1.8%上升到2.1%。2013年鈮鐵的進(jìn)口量的增加直接拉高了我國的鈮消費量，占世界總消費量的26.3%，其中，鈮鐵的占比增加到91.8%，鈮化合物占比6.4%，鈮金屬及合金比依靠高端領(lǐng)域需求占比繼續(xù)上升至2.3%。

圖1 2008～2013年中國鈮消費量和結(jié)構(gòu)變化(資料來源：國土資源部信息中心，2014)

4 鈮礦貿(mào)易情況

由于需求遠(yuǎn)大于國內(nèi)的生產(chǎn)供應(yīng)，我國鈮進(jìn)口對外依存度超過95%，鈮精礦、鈮鐵大量依賴進(jìn)口。中國鈮精礦產(chǎn)量很小，幾乎全部自身消化。國內(nèi)鈮精礦主要從巴西、尼日利亞等國家進(jìn)口，大部分來自于巴西。2005年我國鈮精礦進(jìn)口量為819 t。隨著國內(nèi)鉭鈮產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，鈮精礦進(jìn)口量在2005～2009年一直處于不斷增長態(tài)勢，2010年接近1 600 t。2011年出現(xiàn)下滑，2012年有所回升，2013年進(jìn)口量918 t(表7)。

中國也是鈮鐵凈進(jìn)口國，每年進(jìn)口數(shù)量很大。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國鈮鐵進(jìn)口量突飛猛進(jìn)。2000年，進(jìn)口量僅為2 414 t，2008年達(dá)到1.58萬t，增長6倍以上；2009～2012年基本穩(wěn)定在1.2萬t左右，2013年明顯下降。2000～2002年，我國鈮鐵進(jìn)口來源幾乎全部來自于巴西。此后，隨著加拿大鈮鐵產(chǎn)量增加，從巴西進(jìn)口比重有所下降，但仍保持在90%～95%之間。加拿大是我國第二大鈮鐵進(jìn)口來源國，占比5%～6%。除2003～2005年外，從巴西、加拿大進(jìn)口鈮鐵合計占比均超過98%。其他鈮鐵進(jìn)口來源國還有奧地利、德國、荷蘭、美國、日本以及我國臺灣省等，但數(shù)量十分有限(表8)。

表7 2005～2013年中國鈮精礦進(jìn)口量

資料來源：中國海關(guān)，2014。

表8 2000～2013年中國鈮鐵進(jìn)口量

資料來源：中國海關(guān)，2014。

我國鈮鐵出口極少(圖2)。2007年前鈮鐵出口幾乎可以忽略不計。2007年鈮鐵出口突增至112 t，主要出口國有：土耳其(40 t)、印度尼西亞(20 t)、馬來西亞(20 t)、日本(15 t)，荷蘭(13 t)。2008～2009年鈮鐵出口銳減，2010年恢復(fù)至92 t，之后逐年上升，2013年達(dá)到243 t，主要出口國有韓國(54 t)、日本(21 t)和伊朗(13 t)。

5 鈮資源需求預(yù)測

目前，鈮的主要用途是作為鋼的添加劑，其消費量與鋼消費量密切關(guān)系。近些年隨著中國基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，鈮在高強度鋼中的應(yīng)用不斷增加，鈮的消費量也逐年攀升。近十年的中國噸鋼鈮消費量主要經(jīng)歷了一個上升和一個下降的過程(圖3)，2004年平均噸鋼耗鈮12.14 g/t，2008年達(dá)到歷史最高的31.8 g/t，2014年這一數(shù)值降到19.23 g/t。

圖2 2000～2013年中國鈮鐵出口量(資料來源：中國海關(guān)，2014)

圖3 2004～2014年中國每噸鋼鈮消費量變化趨勢(資料來源：北京安泰科信息股份有限公司，國家統(tǒng)計局，2014)

綜合考慮我國鈮消費量歷史、噸鋼鈮耗量變化趨勢以及未來我國鋼鐵需求總量，中國地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心按高增長、參考和低增長三種情景對我國未來粗鋼需求進(jìn)行了預(yù)測，據(jù)此，本文使用二階向量自回歸(VAR(2))模型進(jìn)而對我國未來鈮需求量進(jìn)行了預(yù)測(表9和圖4)。預(yù)計2030年以前，我國鈮消費量將持續(xù)增長；到2020年，我國鈮需求量將達(dá)到1.13萬～1.70萬t；到2025年，將達(dá)到1.83萬～2.58萬t；到2030年，預(yù)計將達(dá)到2.35萬～3.36萬t。

表9 我國鈮需求預(yù)測結(jié)果

圖4 中國未來鈮需求量預(yù)測結(jié)果

6 對策建議

1) 加大對鈮礦資源的地質(zhì)勘查投入，提高開采效率。我國鈮資源極其匱乏，加之產(chǎn)業(yè)微小，政府的重視程度不夠，使得我國在鈮鉭資源勘探方面非常薄弱。因此，下一步應(yīng)加強對鈮礦資源的重視和投入，加大地質(zhì)找礦力度；同時，加強企業(yè)與科研院校、地區(qū)之間的合作，也可以依托中國-拉丁美洲大洋洲地學(xué)合作研究中心等國際合作平臺，引進(jìn)吸收并提高低品位鈮礦的采選技術(shù)和工藝，提高我國鈮礦的開采和應(yīng)用效率，降低生產(chǎn)成本[16]。

2) 積極開展全方位國際合作，保證鈮資源供應(yīng)安全。目前我國鈮產(chǎn)量根本不能滿足需求，幾乎全部依賴進(jìn)口，對外依存度高達(dá)95%。因此，下一步應(yīng)借助“一帶一路”“金磚國家領(lǐng)導(dǎo)人峰會”等多雙邊國際合作平臺，推進(jìn)在鈮礦勘探采選、冶煉加工以及海外投資等方面的合作。在與巴西、加拿大等國外礦床資源開發(fā)企業(yè)合作的同時，積極開拓其他市場。政府應(yīng)鼓勵有能力的企業(yè)大膽 “走出去”，通過競標(biāo)、參股或并購等方式開展國際合作，借鑒日韓兩國與巴西能源合作的經(jīng)驗，需要加強技術(shù)開發(fā)、運營管理等多產(chǎn)業(yè)鏈的全方位合作，而不僅僅局限于鈮礦貿(mào)易。在開拓其他鈮資源供應(yīng)路徑基礎(chǔ)上，同時考慮建立國家鈮礦產(chǎn)品戰(zhàn)略儲備。