戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)是指對經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和國家安全至關(guān)重要的非金屬礦產(chǎn),尤其在節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)得到了廣泛應用,其戰(zhàn)略地位不斷提升。在現(xiàn)代社會,非金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用程度,更是一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的綜合體現(xiàn),可以預測人類將回歸大量使用非金屬礦產(chǎn)的“新石器時代”。
根據(jù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展必要性、存在供應風險的短缺性、國內(nèi)資源豐富并具有一定話語權(quán)的市場優(yōu)越性等因素,晶質(zhì)石墨、螢石、石英、葉蠟石、硼、重晶石、硅藻土、高嶺土、滑石、石榴子石等是相對具有戰(zhàn)略性意義的非金屬礦產(chǎn)。 1、晶質(zhì)石墨 石墨的傳統(tǒng)用途包括剎車襯里、潤滑劑、粉末金屬、耐火材料和煉鋼等。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)廣泛使用石墨:在信息技術(shù)領域,手機、平板電腦芯片散熱均要使用天然石墨散熱膜,石墨烯作為一種透明導電材料,可以替代傳統(tǒng)的氧化銦錫(ITO)薄膜用于觸摸屏,未來石墨烯可能用于制作高頻電子器件和光電器件;在新能源領域石墨用作核電閥門密封材料、鋰電池電極材料;石墨用作(氫)燃料電池雙極板可能成為未來最主要用途;在高端制造領域用作航空航天器密封材料、船舶防腐涂料,紅外屏蔽(隱身)材料、雷達遮蔽材料等,高導熱柔性石墨膜是航天器三線陣電荷耦合(CCD)立體相機成像質(zhì)量的重要保障條件?;谑P(guān)鍵用途,《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(2018)》將石墨及碳素制品納入新一代信息技術(shù)中的電子核心產(chǎn)業(yè)、前沿新材料、新能源產(chǎn)業(yè)、節(jié)能、密封、保溫材料、新能源材料制造等多個領域。 2、螢石 超過50%的螢石用于氟化工,約25%用于煉鋼助熔劑,約15%用于水泥、玻璃、陶瓷等工業(yè)。氟化工對螢石的利用首先是轉(zhuǎn)化為氫氟酸(HF),氫氟酸是煉鋁的關(guān)鍵原料,也是生產(chǎn)其他含氟化學品的主要原料。大約20%的醫(yī)藥產(chǎn)品、30%的農(nóng)用化合物含有氟。氫氟酸及其他含氟化學品廣泛應用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在信息技術(shù)領域用于生產(chǎn)集成電路、薄膜晶體管液晶顯示器、半導體、光纖激光器和光纖放大器等。在新能源領域用于鈾濃縮和提純加工(氫氟酸是不可替代原料),用作鋰電池電極、電解液和隔膜材料。在高端制造領域用于火箭燃料氧化劑、航空發(fā)動機和航天推進劑系統(tǒng)密封材料、飛機蒙皮涂料,用于導彈紅外跟蹤器窗口材料和宇宙飛船紫外光學儀器透鏡材料、原子激光器材料,用于雷達表面涂層、艦船防腐涂料等。第四代核反應堆釷基高溫堆使用液態(tài)氟熔鹽(FLiBe)作冷卻劑。新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中,含氟化合物因具有易溶于脂質(zhì)、安全、健康、副作用小等特性,在抗癌劑、麻醉劑、殺菌劑、動物用藥等新醫(yī)藥產(chǎn)品制備中被大量使用。 3、石英 石英傳統(tǒng)用途包括玻璃、陶瓷、鋼鐵、鋁合金和有機硅化工等。高純石英原料廣泛應用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),最重要的用途是在信息技術(shù)領域,用于制作集成電路(芯片),包括處理器、存儲器等;其次是制作石英光纖、液晶顯示器玻璃基板、晶圓生長容器石英坩堝、光掩?;?,石英晶體振蕩器,印刷電路板等。在新能源領域用于制作太陽能電池組件。在高端制造領域用于航天器光學系統(tǒng)、紅外跟蹤系統(tǒng)、分光器、準分子激光器、光電探測器等窗口材料,用于飛機、火箭、衛(wèi)星等防熱部件,用于導彈天線罩、軍事飛行器雷達罩。 4、葉蠟石 葉蠟石用于耐火材料、油漆和陶瓷領域。在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的應用主要作為組成成分生產(chǎn)玻璃纖維(生產(chǎn)1t玻纖,需要0.6t葉蠟石)。在信息技術(shù)領域,玻璃纖維用于制作光纖纖芯包層,印刷電路板玻纖電子布;在高端制造領域,玻璃纖維用于制作直升機漿葉、方向舵、雷達罩、各類儀表盤、飛機固體發(fā)動機殼體等,用于制作導彈外殼、防彈盔甲、宇航服反射絕緣層和外防火層;在新能源領域,玻璃纖維布用于風力渦輪機葉片,鋰電池隔板、隔膜。在健康環(huán)保領域,玻璃纖維過濾材料用于過濾各種煙氣粉塵,血液凈化,用于汽車尾氣處理。此外,葉蠟石作為主體材料,可用作金剛石、立方氮化硼等超硬材料生產(chǎn)中密封傳壓介質(zhì)材料年需求量約4萬t。而葉蠟石的脫水溫度為600~800℃,是一種較理想的燒蝕材料,已應用于航天領域。 5、硼 世界上超過四分之三的硼資源被用于陶瓷、洗滌劑、肥料和玻璃生產(chǎn)。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)也廣泛使用硼。在信息技術(shù)領域,硼是重要的半導體摻雜劑,用于制作p型半導體。在新能源領域,硼用作壓水堆中子吸收劑,碳化硼用作高溫氣冷堆、快中子增殖反應堆中子吸收體。在高端制造領域,高純度硼粉(99%)用于固體火箭含硼富燃料推進劑,硼化物用作空間核反應堆控制棒和飛行器鼻錐、機翼前緣、發(fā)動機渦輪風扇等超高溫部件材料。釹鐵硼(Nd2Fe14B)永磁材料廣泛用于各領域,如新能源汽車電動機、風力發(fā)電機、機器人伺服電機和步進電機、核磁共振成像儀等。含硼超導材料二硼化鎂是一種前沿新材料,在磁懸浮列車、核磁共振成像、高效電力傳輸?shù)确矫嬗袕V闊應用前景。在新材料領域,近年來硼元素將應用于新一代鋰硫電池、高效晶硅太陽能電中。 6、重晶石 重晶石用于鉆井泥漿行業(yè)占85%~90%,鋇化工行業(yè)5%~10%,其他用途低于5%。目前,全球只要涉及到油井生產(chǎn)或油氣混合井生產(chǎn)都應用重晶石,尚無其他性價比更優(yōu)的替代礦產(chǎn)。重晶石也是鋇化工及防核輻射等軍工原料的最優(yōu)選擇,并在世界范圍內(nèi)被廣泛應用。 7、硅藻土 硅藻土的最大用途在健康環(huán)保領域,包括純化酒類和清洗潤滑油脂,去除供水系統(tǒng)中的微生物污染物,吸附玻璃生產(chǎn)、電池生產(chǎn)廢水中的重金屬離子,處理造紙廢水、印染廢水、城鎮(zhèn)生活污水、含油廢水,用作無毒殺蟲劑,在生物材料領域硅藻土主要用作是生物催化技術(shù)重要的載體材料,用于人類血漿的過濾、藥物加工等。在高端制造領域用于飛行器防熱部件。在新能源領域,硅藻土被認為是制造多孔硅電池負極十分有前景的原材料,硅—氧化錳有望作為超級電容器電極材料,硅藻太陽能電池是硅太陽能電池的一個發(fā)展方向,硅藻土還是室溫儲氫的理想物理吸附材料,硅藻土復合材料可作為潛熱儲能技術(shù)相變材料。 8、高嶺土 高嶺土是先進陶瓷、功能填料、催化劑等材料,用途包括陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè)、涂料、耐火材料及水泥工業(yè)、石油化工和醫(yī)藥紡織等多個領域,在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)用于建筑相變儲熱材料、太陽能儲能材料、生物醫(yī)藥、吸附材料、分子篩原料。 9、滑石 滑石用作耐火材料、造紙、橡膠的填料、絕緣材料、潤滑劑、農(nóng)藥吸收劑、皮革涂料、化妝材料及雕刻用料等。在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應用前景廣闊,比如滑石降低陶瓷燒成溫度,節(jié)能效果顯著;滑石微孔陶瓷用于凈化汽車尾氣,減少環(huán)境污染;滑石制造高頻和超高頻絕緣電瓷,用于無線電、雷達、遙控等國防工程;在塑料中用作功能材料,明顯改善產(chǎn)品性能,降低成本,汽車工業(yè)向輕量化方向發(fā)展,未來滑石在汽車用塑料的需求量將會進一步加大。 10、石榴子石 石榴子石除了砂輪、砂紙等傳統(tǒng)用途外,也具有重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)用途,在信息技術(shù)領域,石榴子石用作砂磨介質(zhì)拋光和精磨半導體硅片,用于人工合成釔鋁榴石激光晶體,用于合成鎵釓榴石以制造計算機存儲元件。釔鐵石榴石是微波雷達控制高頻信號的組分。在高端制造領域,石榴子石用于航天器、飛機制造等切割和拋光作業(yè),用于艦船、油氣采掘設備管道等切割和噴砂除銹作業(yè)。純度高、質(zhì)量優(yōu)的石榴子石被用作制造精密儀器儀表的軸承。在健康環(huán)保領域,石榴子石用作水過濾器的底層介質(zhì)。