中國粉體網訊
什么是戰略性礦產?
據中國粉體網編輯從汪靈教授的研究中了解到,戰略性礦產是指對國家的經濟、國防和戰略性新興產業發展至關重要的礦產資源,或者并同時是我國有優勢可以調控國際市場的礦產資源(可卡別人脖子),或者并同時是我國短缺存在較大安全隱患的礦產資源(可被別人卡脖子)。
根據目前我國非金屬礦產資源在國家經濟安全、國防安全和戰略性新興產業(簡稱戰新產業)發展中的重要作用,結合礦產資源的保障能力與特色,并根據前人的研究結果,經汪靈教授與國內同行專家討論和交流,建議將磷礦、鉀鹽、螢石、石墨、石英等15種礦產列為我國在當前和今后一段時期內的戰略性非金屬礦產。
據汪教授介紹:國內,普通石英原料為優勢礦產,高純石英原料為短缺礦產;目前以高純石英優質原料加工的高純石英高端產品還需要進口,因此高純石英優質原料屬依賴進口礦產。所謂高純石英優質原料是指在一定的工藝條件下,能夠提純加工出SiO2純度大于99.998%(4N8)的高純石英高端產品的天然石英礦物原料。
普通石英是玻璃、陶瓷以及工業硅、石油壓裂支撐劑生產的主要原料,高純石英是信息技術(光通訊等)、光電源等產業用石英玻璃的原料,而高純石英高端產品則是芯片產業(半導體)、新能源(光伏等)和硅產業等功能材料和關鍵基礎材料生產的原料,在國家戰新產業、經濟安全和國防安全都具有重要作用。
什么是關鍵礦產?
據自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室王登紅研究員的介紹,關鍵礦產是人類社會發展到關鍵階段、在關鍵場合發揮關鍵性作用的礦產資源。如銅和錫開啟了青銅時代,鐵開啟了農耕文明時代,鍺和硅開啟了微電子時代和信息時代。中國目前需要新的關鍵礦產來支撐戰略性新興產業的發展。
關于關鍵礦產資源的的涵義,其要點包含:“可以在關鍵的時刻發揮關鍵的作用,在關鍵的時刻是買不來的,在關鍵的場合是無法替代的”。為了向大眾普及科學知識,王研究員認為,包括鋰、稀土、鎵、鉑族金屬、鉻、石墨、脈石英等等在內的41個礦種(組)可以列為我國在當前和今后一段時期內必須高度重視的關鍵礦產。
高純石英的戰略重要性
當前,以云計算、大數據、智能制造和5G為代表的新一代信息和通信科學技術(ICT)的發展,加快催生了新一輪科技革命和產業變革,發展戰略性新興產業是解決當今中國產業發展問題的關鍵。高純石英與戰略性新興產業中新一代信息技術、新材料產業等九大領域中的八大領域具有密切的關聯性,是戰略性新興產業中重要的支撐材料。
半導體、光通訊、光伏、光學、電光源等行業和領域是支撐戰略性新興產業發展的重要領域,是建設重大工程、改善民生、鞏固國防軍工的重要保障,在國民經濟建設中占有重要的地位,高純石英被廣泛應用在這些行業和領域中,是這些領域所需求的稀缺類共性高增值礦物資源。
高純石英制品主要應用領域
(來源:高純石英原料作為戰略性礦產的分析及建議,李光惠等)
光纖通訊
光纖是光傳輸工具,在光纖通信行業中廣泛使用,光纖通信抗干擾性高,速度快,傳輸容量大,已經成為重要的現代通訊支柱。塑料光纖和石英光纖是光纖的兩種主要類型。和塑料光纖相比,石英光纖發展早,技術成熟,其優良的性能特征被廣泛應用。
石英股份光纖級石英管
半導體行業
半導體行業被稱為國家工業的明珠,體現著一個國家的綜合實力。半導體元件被廣泛應用于通訊、3C、計算機等領域。超凈工作室晶片的加工、石英坩堝是高純石英制品在半導體產業的應用,半導體行業要求使用純度很高的石英砂。
石英股份半導體級石英砂
光伏產業
石英是光伏行業的關鍵原材料之一,主要應用形式有石英坩堝、石英管和各種石英器材。光伏行業的單晶硅和多晶硅都是高純物質,這就要求與其配套的石英材料必須是高純的。一般要求光伏用石英砂二氧化硅含量應大于或等于99.99%,雜質元素總含量應小于或等于25ug/g。
石英股份太陽能級石英管
光學工業
光學玻璃具有穩定的光學性質和高度光學均勻性,在光傳輸、光儲存和光電顯示領域應用廣泛,可用于制造顯微光學儀器或機械系統的透鏡、棱鏡、反射鏡、窗口等的玻璃材料。高純石英砂在玻璃配合料中作為主要原材料起著關鍵的作用,在玻璃配合料中占到60%-80%。玻璃配合料質量的好壞不僅關系到光學玻璃產品的質量,還影響著玻璃熔制爐的使用壽命,光學玻璃成品的使用環境對雜質含量、折射率、透光率、微觀缺陷等要求非常高,所有這些因素對主要原材料石英砂的質量要求非常嚴格。
石英股份紅外光學用石英材料
國家對高純石英的重視
目前,全球范圍內可以供應高純石英的主要有美國矽比科公司、挪威TQC公司、德國的ANZAPLAN公司、俄羅斯石英公司以及中國江蘇太平洋石英股份有限公司等為數不多的幾家公司。其中,美國為高純石英的主要生產國和出口國,世界上4N8及以上的高純石英產品幾乎被美國矽比科公司一家壟斷。由此來看,我國生產的高純石英及其原料所占比例極低,高純石英及其原料主要集中在美國、挪威、德國及俄羅斯聯邦等國家。
2011年,國務院辦公廳發布《找礦突破戰略行動綱要(2011~2020年)》,明確將高純石英等作為戰略性新興產業所需的礦產。
2012年有關部門發布的《新材料產業“十二五”發展規劃》中,涉及的礦種有高純石英、石英砂。
2017~2019年版《重點新材料首批次應用示范指導目錄》中,多次提到高純石英及其原料。
2020年底發布的《鼓勵外商投資產業目錄(2020年版)》中,超高純石英原料提純加工列入。
最近四部委聯合出臺的《關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》中,也明確要求聚焦重點產業領域,加快重點材料、關鍵芯片、高端元器件等核心技術的攻關。
高純石英及其原料與這些領域息息相關,目前與高純石英有關的部分核心技術尚未取得突破,有必要將高純石英相關的核心技術上升到國家戰略的角度進行攻關。
參考來源:
李光惠,等:高純石英原料作為戰略性礦產的分析及建議;中國非金屬礦工業導刊2020
石鈺,等:高純石英砂的制備及應用研究進展;中國建筑材料科學研究總院有限公司建材行業特種光電材料重點實驗室
汪靈:戰略性非金屬礦產的思考;礦產保護與利用2019
王登紅:關鍵礦產的研究意義、礦種厘定、資源屬性、找礦進展、存在問題及主攻方向;地質學報2019
杜軼倫,等:對戰略性新興產業所需礦產的界定及幾點思考;中國礦業2015
(中國粉體網編輯整理/平安)
注:圖片非商業用途,存在侵權告知刪除!