淺析國家儲備金屬鈮的必要性

樊錦超

中色（寧夏）東方集團有限公司

淺析國家儲備金屬鈮的必要性

樊錦超

中色（寧夏）東方集團有限公司

金屬鈮有著特殊的性能，鈮生產或衍生的一元及多元合金在國民經濟發展過程中有著至關重要的作用，被廣泛應用于冶金、航空航天、超導、原子能、電子光學等關鍵材料領域。無論在“十三五”規劃中的某些大型項目，還是中長期的“中國制造2025”、"兩個一百年"奮斗目標，都離不開三大產業之工業的現代化發展，故高端工業產品對鈮的依賴性將比過去任何一個時期都迫切。與此同時，我國的鈮資源主要依靠進口，所以同其他稀有金屬一樣，進行必要的、常態化的國家儲備也勢在必行。

鈮；國家儲備

一、世界鈮資源埋藏與我國需求概況

根據美國地質調查局2014年數據顯示，世界已探明鈮資源儲量約有1150萬噸，當然也有其他口徑的不同數據，但無論是埋藏量還是年產出量，巴西均占據世界份額90%以上，其他如澳洲、中非、加拿大美國、俄羅斯等雖然也有分布，但由于各種原因（如澳洲開采成本高、非洲沖突不斷、美國戰略保護、其他地區品味較低等），市場貢獻率未超過10%。我國鈮礦主要分布在江西、廣西及內蒙等地，多與鉭伴生，礦物嵌布粒度細，原產礦品位低，儲存狀態很差，能大規模露采的礦山較少，因此經濟資源不多。

世界鈮礦開采主要由巴西CBMM、美國Anglo、加拿大IAMGOLD三家公司壟斷。為了獲得穩定的資源供應與相關利益，日韓財團通過組團的方式對巴西、澳洲等地鈮礦進行入股。

各國經濟的發達程度與鈮的消耗稱正比狀態，20年前的1996年日美歐洲占了全世界鈮需求量的87.9%①。隨著我國經濟的不斷發展，鈮的需求也在增長，2010年需求占全球25%，近幾年呈逐漸上升趨勢。同時海關數據顯示，我國的鈮資源供給9成以上靠進口。

二、鈮在我國未來經濟發展中的應用

1、在鋼鐵及航空航天工業中的應用

總量約87%的鈮應用于鋼鐵工業，主要消費鈮鐵。現在國家針對鋼鐵的“去產能”戰略意圖十分明顯，即將鋼“大”國升級為鋼“強”國，控制粗鋼，發展高端合金鋼，以滿足高鐵、汽車、艦艇等高端需求，所以必須添加大量的鈮鐵提升鋼材的性能。2015年我國粗鋼產量8.04億噸，假如鈮鐵消耗達到發達國家平均70g/噸的水平（實際45g左右），那么鈮鐵潛在需求量為5.6萬噸。

航空航天工業用的超耐熱不銹鋼主要消費鈮合金和鈮金屬。航空發動機被公認為現代工業“皇冠上的明珠”，是衡量一個國家綜合科技水平和綜合國力的重要標志，世界上真正能生產航空發動機的只有美俄英法等幾個國家。未來20年我國航空發動機、燃氣輪機合計需求超過3萬億元。現在幾乎所有民航飛機的發動機都依賴進口，軍用發動機則主要是自主研制+引進俄羅斯或烏克蘭引擎。可以毫不夸張地說，航空發動機已經成為制約中國航空產業健康發展的“心”病。為了解決這個“心”病，“十三五”100個重大工程及項目中第一個就是“航空發動機及燃氣輪機”，今年8月中國航發集團應運而生，持續投資或將超過300億，旨在打破歐美發動機生產上的壟斷。美國對超耐熱不銹鋼的生產和消耗占控制地位，80%以上用于航天航空工業，其中鈮的添加一般為1-5%，僅此一項上用鈮超過其鈮需求總量的1/3。所以依靠大量進口鈮資源發展航空航天工業的中國，從國家層面出發做好長遠的鈮金屬儲備迫在眉睫。

2、在超導材料中的應用

鈮是最易應用的超導元素，把鈮冷卻到-263.9℃時，會變成幾乎沒有電阻的超導體。

在醫療領域鈮以Nb47Ti與Nb3Sn兩種低溫超導金屬絲應用于磁共振成像掃描裝備（MRI）。目前該市場被“GPS”（GE、PHILIPS、 SIEMENS）三家瓜分，我國只有一家上海聯影業，尚處于研發階段。MRI全球年需求量在3000臺左右，折算成Nb47Ti錠材需求約1500噸，被美國華昌壟斷。“十三五”100個重大工程及項目中，“研制核醫學影像設備、超導磁共振成像系統、無創呼吸機等高性能醫療器械”也赫然在列。在“中國制造2025”規劃中，高性能醫療器械被定為十大重點領域之一。該類產品對鈮錠的技術要求非常高，針對此領域高純鈮錠的儲備是非常必要的。

亞原子物理研究的高能粒子加速器是鈮基超導體的第二大應用市場。歷史上大量的超導鈮諧振腔或其他鈮基超導體被應用于諸多國際或國家大項目。在今年9月高能所長王貽芳等專業人士高調表態：中國建設大型對撞機正是時機。預計對RRR級高純鈮材及Nb-Sn超導線的需求將達到一個新的水平。

鈮超導未來潛在的需求是核聚變反應堆、高速磁懸浮列車、磁流體動力學等方面。“十三五”提出：核電運行裝機容量達到5800萬千瓦，在建達到3000萬千瓦以上。日本預計在2027年建成東京-名古屋磁懸浮列車，已走在世界先列。計劃大力發展高速鐵路的中國，勢必在領域進行戰略規劃與投入。

3、鈮在其他領域的應用

其他領域如鈮靶材、光學玻璃、超硬工具等方面也有較大規模的需求。鈮靶材用于半導體裝置和液晶顯示技術，是未來半透視玻璃、觸摸屏、液晶屏最佳的鍍膜材料之一。鈮酸鋰晶體作為上佳的聲表面波器件，在4G、5G高速通訊應用中舉足輕重。其他諸多領域的應用不在此贅述。總而言之，金屬鈮在未來我國國民經濟發展中的地位將越來重要并必不可少。

三、國家儲備鈮的探討

世界上其他國家儲備鈮或者限制鈮的出口有例可循。美國是鈮的主要需求者但其不開采本國鈮礦，美國國防后勤局在冷戰時期進口儲備了大量的鈮作為戰略物資。烏克蘭曾在1997年禁止鈮出口。日本早在1983年就出臺了稀有礦產戰略儲備制度。隨著我國經濟的發展與國力的增強，美日等國家一直在宣揚“中國威脅論”，鈮作為一種主要戰略性稀缺資源，巴西難免有一天受其影響而限制鈮出口至我國。

與其他稀有金屬一樣，鈮儲備的必要性與緊迫性不言而喻。截止目前，國家級儲備純金屬鈮不足百噸。中信金屬有限公司是巴西CBMM在中國的獨家分銷商，其能儲備的鈮也不超過國內總需求一年的量。由于資金占用較大，國內鈮生產企業在持續降低庫存，折算成純金屬鈮不超過1000噸。所以我國應該通過國家級與企業級兩個層面進行有計劃的儲存，以不易變質容易保存為基本原則，對高純金屬鈮錠、鈮鐵、鈮基合金等產品進行收儲。收儲不僅有利于應對我國未來經濟發展對鈮的大量需求，也能在經濟“新常態”下對國內鈮相關高新技術企業進行定向的資金扶持。

與此同時，應該完善相關的法律法規，對鈮產品的進出口進行引導規范，防止把冶煉污染留在國內的同時，要大力促進高端鈮產品如RRR超導鈮材的設備投入，培養一批高端技術人才，保證我國鈮冶金工業和技術應用水平走在世界的前列。

注釋：

① 據1997年日本寫給Roskill的信

［1］中國有色金屬工業協會.中國鈮業［M］.北京：冶金工業出版社，2015.6

［2］寧夏東方鉭業股份有限公司.鈮經濟［M］.寧夏：九零五出版社，2000.9

［3］劉貴材，婁燕雄.鉭鈮譯文集-國際鉭鈮研究的發展和趨勢［M］.長沙：中南大學出版社，2009.11