銻在地殼中主要以單質、輝銻礦、方銻礦、銻華和銻赭石的形式存在。銻是電和熱的不良導體,在常溫下不易氧化,有抗腐蝕性能。銻金屬主要用于制造合金,常用于制造鉛酸蓄電池、化工管道、電纜包皮、軸承以及齒輪;高純度銻金屬用于生產半導體、電熱裝置、遠紅外裝置及軍工產品。此外,銻氧化物廣泛用于阻燃劑、陶瓷、橡膠、油漆、玻璃、紡織及化工產品。
目前關于中國未來銻資源需求預測的研究不多,近年來,僅李增達等對中國未來3年銻資源需求趨勢作了預測,少有關于中國未來銻資源需求的中長期預測。本文擬在前人研究的基礎上,對中國未來15年的銻資源年需求量進行預測。綜合考慮銻礦種實際情況及各類預測方法的適用條件,本文選擇部門分析法為主要的預測方法,并以類比法和趨勢外推法為輔助。本文將在總結中國銻資源消費歷史規(guī)律的基礎上,參考借鑒美國和日本銻資源消費歷史,分析中國銻資源各消費領域未來發(fā)展趨勢,對中國未來銻資源需求總量進行預測。
全球及中國銻資源消費歷史
全球主要銻消費國有中國、美國、日本。1980~2013年,全球銻消費量變化情況可大致分為兩個階段:1980~2002年為第一階段,1980~1997年呈現整體不斷上升趨勢,1997~2002年表現為不斷快速下降;2003~2013年為第二階段,2003~2008年呈現迅速增長趨勢,2009年由于金融危機影響,全球銻消費量迅速下降,2010年大幅反彈,2010年以后開始緩慢下降。
美國、日本銻消費量變化特點類似,1980~1997年整體是呈現波動式增長,1997年以后則是波動式下降。中國銻消費量整體則是呈現不斷增長趨勢,可大致劃分為兩個階段:1980~2004年的緩慢增長期,呈現出緩慢震蕩上升趨勢,總量維持在2萬t以下;2004~2013年的快速增長期,2004~2010年中國銻資源消費量年均增長速度約為23.5%,2006年中國銻消費量達到4萬t,比2004年翻了一倍,超過美國、日本等其他主要銻消費國家,成為全球第一銻消費國,2010年中國銻消費量達到歷史峰值7.1萬t,隨后開始不斷小幅下降,2013年中國銻消費量約為5.8萬t,同比下降3.3%(圖1)。
圖1 1980~2013全球主要國家銻消費量變化
(數據來源:USGS,JOGMEC,WBMS,中國有色金屬工業(yè)協(xié)會)
全球主要銻消費領域為阻燃劑,其次為鉛酸蓄電池。1980~2013年,阻燃劑領域銻消費量占總消費量比例長期保持在50%以上(圖2)。中國銻消費結構過去20多年里發(fā)生了很大變化,主要表現為阻燃劑領域的銻消費量占比不斷上升。
1996年阻燃劑銻消費占比僅為5%,2008年已增至50%,隨后這一占比基本維持不變。2013年中國銻消費結構如下:阻燃劑占比50%,鉛酸蓄電池占比17%,化學制品占比15%,玻璃陶瓷占比10%,其他8%(圖3)。鑒于中國依然處在工業(yè)化發(fā)展中期,參考全球及美國、日本銻資源消費結構現狀,預計未來15年,阻燃劑、鉛酸蓄電池依然將是中國最主要的銻資源消費領域。
圖2 1980~2013全球銻消費結構變化
(數據來源:WBMS)
圖3 中國銻消費結構變化
(數據來源:中國有色金屬工業(yè)協(xié)會)
中國銻資源未來需求預測
中國銻資源主要用于阻燃劑領域,其次為鉛酸蓄電池、化學制品及玻璃陶瓷等。本文通過分析這些銻消費領域自身特點及未來發(fā)展趨勢,參考美國和日本銻消費歷史及現狀,并結合中國自身的國情特點,預測2017~2030年中國銻資源需求變化形勢。
2013年中國阻燃劑產量30萬t,其中塑料占80%,橡膠占10%,紡織品占5%,其他占5%。據國家統(tǒng)計局,2005~2010年,中國塑料制品以年均增長速度15.7%高速增長,“十二五”期間,我國塑料制品產量仍不斷增長,年均增長率8.4%,略高于國家GDP年均增長速度(圖4)?!笆濉捌陂g,隨著中國社會經濟發(fā)展進入“新常態(tài)”,國家GDP增長速度進入中高速增長期(6%~7%),中國塑料制品產量年均增長速度相對于“十二五”勢必會有所下降。預計2016~2020年,隨著中國城鎮(zhèn)化建設進一步擴大,塑料加工業(yè)不斷走向中高端化,中國塑料制品產量年均增長速度將保持在7%左右,到2020年產量將有可能達到1億t。
圖4 2005~2015我國塑料制品產量
(數據來源:國家統(tǒng)計局)
伴隨著國內塑料制品的增長,中國阻燃劑產量將不斷增長。此外,由于我國關于阻燃劑立法仍處于初步階段,導致我國阻燃塑料占塑料制品的比例遠不及歐美等發(fā)達國家,未來隨著我國阻燃劑相關法律的不斷完善,我國阻燃塑料的普及使用范圍也就不斷擴大。預計“十三”期間,中國阻燃劑產量年均增長速度將略高于塑料制品的增長速度,為8%左右,2020年中國阻燃劑產量將超過50萬t。
銻系無機阻燃劑單獨使用阻燃效果太小,但與鹵系阻燃劑并用可大大提高阻燃效能。銻-鹵系阻主要優(yōu)點是阻燃效果好,成本低,添加量少,與材料兼容性好;主要缺點就是發(fā)煙量大,產生的鹵化氫及三氧化二銻粉塵對人體有害。
在日益嚴格的環(huán)保法規(guī)的壓力下,鹵系阻燃劑市場份額正不斷被無鹵阻燃劑擠占,2013年氫氧化鋁阻燃劑已經取代溴系阻燃劑,成為全球消費量最大的阻燃劑,占總量比例達到33.3%。當然,無鹵阻燃劑仍存在阻燃效率低、對材料的力學性能會產生負面影響等缺點,新型無害鹵系阻燃劑也正在不斷開發(fā),即使在歐美地區(qū),在部分對阻燃效率要求較高領域,鹵系阻燃劑仍無法替代,因而鹵系阻燃劑短期內仍難完全退出市場,未來也將朝著環(huán)保方向不斷改進。
中國當前正處在工業(yè)化發(fā)展中期,阻燃劑工藝技術水平仍處在發(fā)展階段,因此性價比極高的銻-鹵系阻燃劑仍是首選。當前國內銻-鹵系阻燃劑占阻燃劑總量的比例達到77%(其中溴系阻燃劑占37%,氯系阻燃劑占20%,三氧化二銻占20%),磷系阻燃劑占6%,氫氧化鋁阻燃劑占比5%,其他占比12%。受技術發(fā)展的限制及中國國情的影響,這種消費格局預計未來15年不會有太大變化,銻-鹵系阻燃劑仍將是國內主要使用的阻燃劑。
據中國產業(yè)調研網《2015年版中國銻市場調研與發(fā)展趨勢預測報告》,2014年中國銻下游消費量約5.8萬t,阻燃劑領域銻消費量仍占50%,為2.9萬t,與2013年持平,這意味著中國銻在阻燃劑領域消費量下降趨勢已然結束,而當前銻價正處于低位,隨著中國阻燃劑產量的增長,阻燃劑領域銻消費量未來將迎來新的增長時期。
預計“十三五”期間,中國銻-鹵系阻燃劑產量年均增長率將略低于阻燃劑總量年均增長率,將在6%左右,而在“十四五”期間,隨著國內GDP增長率進一步放緩,無鹵阻燃劑的發(fā)展,環(huán)保要求的提高,銻-鹵系阻燃劑產量年均增長率將進一步降低,將在5%左右??紤]到銻-鹵阻燃劑中的傳統(tǒng)三氧化二銻正面臨著被超細氧化銻、膠體五氧化二銻、硼酸鋅等替代的處境,即銻-鹵阻燃劑中,銻含量正不斷減少,因此,預計“十三五”期間,中國銻在阻燃劑領域消費量年均增長率在5%左右,而“十四五”期間,則在3%左右。預計2017年,中國銻在阻燃劑領域消費量約為3.35萬t,2020年約為3.89萬t,到2025年約為4.50萬t。
21世紀以來,中國鉛酸蓄電池產量飛速增長,2005~2010年,年均增長率約為16.8%,2010~2014年均增長率約為11.3%,皆高于國內GDP增長速度(圖5)。中國鉛酸蓄電池主要消費市場為起動電池市場(50%),其次為動力電池(40%)及工業(yè)電池市場(10%)。起動型鉛酸蓄電池主要用于汽車、摩托車;動力型電池主要用于電動自行車和低速電動汽車市場;工業(yè)電池則主要用于太陽能及風力發(fā)電市場。
圖5 2005年、2009~2014年中國鉛酸蓄電池產量
(數據來源:國家統(tǒng)計局,中國電池工業(yè)協(xié)會)
國家統(tǒng)計局數據顯示,2010~2014年,中國汽車產量年均增長率約為6.98%,2014年產量2389.5萬輛,同比增長8.01%。未來隨著人民收入的不斷提高,汽車的需求量也將進一步增長。據全球礦產資源戰(zhàn)略研究中心預測,中國汽車產量峰值將在2025年左右到來,因此預計未來10年中國汽車產量還有很大的增長空間,而這必將是中國鉛酸蓄電池產量強勢增長點。
電動自行車行業(yè),在經歷了四部委聯合整頓后,受鉛酸蓄電池行業(yè)環(huán)保整治的波及,已進入了增速放緩、發(fā)展穩(wěn)定的時期。根據國家能源局《新興能源產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,到2020年太陽能發(fā)電裝機達到2000萬kW,中國風電裝機容量達到1.5億kW,未來10年內年均風電新增裝機容量為1100萬kW,可見未來國內太陽能及風力發(fā)電產業(yè),將在政府的大力支持下,保持高速發(fā)展,該領域鉛酸蓄電池需求量也將高速增長。
預計“十三五”期間,中國鉛酸蓄電池產量年均增長率將在7%~8%,2020年以后,隨著2025年中國汽車產量峰值的到來,增速將逐步放緩。
銻主要以鉛銻合金的形式用于制造鉛酸蓄電池板柵材料。由于銻易造成“失水”,為減少維護,鉛銻合金中的銻含量被不斷降低,朝著低銻合金、超低銻合金方向發(fā)展。而為了實現免維護,人們開始使用鉛鈣合金。鉛鈣合金解決了水的流失,可以實現免維護,但循環(huán)壽命差,易發(fā)生早期容量損失,制造過程中需要加入一定量的錫和鋁。當前鉛酸蓄電池板柵材料使用的合金中,鉛銻系與鉛鈣系基本處于共存狀態(tài),鉛銻系合金主要仍用于傳統(tǒng)加水汽車、摩托車、燈具等少維護鉛酸蓄電池中,而鉛鈣系則主要用于免維護鉛酸蓄電池中。鉛鈣合金在美國等發(fā)達國家已普遍使用,主要是用于免維護的封閉式鉛酸蓄電池中,但鉛銻合金依然在使用。
中國鉛酸蓄電池主要還是使用鉛銻系合金,由于技術原因,國內鉛鈣合金市場份額遠不及鉛銻合金。1996~2002年中國鉛酸蓄電池領域銻消費量快速增長,年均增長率約為8.0%,增速接近于同一時期國內銻消費總量增速的2倍;但2002~2010年,在中國銻消費量高速增長時期(年均增長率約為21%),鉛酸蓄電池領域銻消費量年均增長率僅為3.9%,嚴重滯后國內鉛酸蓄電池產量的增長速度(圖6)。意味著鉛銻合金市場份額正逐步被鉛鈣合金擠占。
圖6 1996年、2002年、2008~2013年
中國鉛酸蓄電池領域銻消費量
(數據來源:據中國有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數據計算)
未來隨著國內鉛酸蓄電池產量的增長,該領域銻消費量也將隨之增長,只是增速將非常緩慢。預計“十三五”期間,國內鉛酸蓄電池領域銻需求量年均增長速度將在2%左右,到2020年,該領域銻需求量約為1.11萬t;2020年以后,隨著鉛酸蓄電池產量增速放緩,該領域銻需求量增長將進一步放緩,預計2025年達到1.17萬t,隨后緩慢下降,趨向穩(wěn)定。
2.3 化學制品、玻璃陶瓷及其他領域銻消費量發(fā)展趨勢
化學制品領域銻消費主要來自于銻系催化劑,銻系化學催化劑常用于聚酯縮聚反應。據亞洲金屬網2015年國際銻業(yè)論壇,隨著中國宏觀經濟發(fā)展減速,聚酯行業(yè)事實上從2010年開始,就處于產能過剩狀態(tài),已成為中國十大產能過剩行業(yè)之一。預計未來隨著聚酯行業(yè)的去產能化,國內聚酯催化劑需求量逐漸走向停滯期,這意味該領域銻消費量,未來難有增長空間。
在玻璃陶瓷領域,三氧化二銻主要用于制作顏料和玻璃脫色劑,該領域銻消費量近20年來,徘徊在中國銻消費總量的10%~15%之間。根據有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數據計算,2002~2014年,該領域銻消費量呈現先增后減的趨勢,2008~2013年,該領域年均下降速度約為8.2%。這意味著國內該領域銻消費量已然渡過需求頂點,目前正處于緩慢下降階段。2014年該領域銻消費量相對2013年基本沒變,預計未來國內玻璃陶瓷領域消費量將日趨穩(wěn)定,將徘徊在0.5萬~0.6萬t。
至于其他領域,如半導體、軍工產品、橡膠、火藥、醫(yī)藥等,由于各領域銻消費量太少,因此不再逐一討論,根據中國有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數據計算,2008~2013年其他領域年均銻消費量約為0.5萬t,預計未來隨著國內宏觀經濟增長速度放緩,其他領域銻年均需求量不會有太大的變化,將穩(wěn)定在0.5萬~0.6萬t之間。
綜合來看,未來阻燃劑領域銻消費量還有一定的增長空間,其他各領域消費量都面臨增長乏力的局面,因此未來國內銻消費結構中,阻燃劑領域銻消費量所占比例將進一步擴大。預計到2025年,國內阻燃劑領域銻消費量將達到頂點,鉛酸蓄電池領域銻消費量屆時也將開始逐漸趨向平穩(wěn),而其他領域消費量則基本變化不大。
預計國內銻消費總量將在2016年以后開始逐漸上升,到2025年達到頂點,然后開始緩慢下降。預計2017年,國內銻需求量約為6.35萬t,2020年約為7.00萬t,到2025年約為7.70萬t,2030年約為7.47萬t(圖7,表1)。
圖7 2017~2030年中國銻資源各消費領域年需求量變化趨勢
(數據來源:中國有色金屬工業(yè)協(xié)會)
表2 2017~2030主要年份中國銻資源需求預測結果
(單位:萬t)
以上的預測結果是在基于中國銻資源各消費領域未來發(fā)展形勢判斷的基礎上,參考借鑒美國、日本銻資源消費歷史,結合中國的基本國情得出的。由于阻燃劑領域銻消費量占總需求量的比例較大,因此銻需求總量的預測結果的可信度主要與阻燃劑領域銻需求量的預測結果相關。
本文阻燃劑領域的銻需求預測,基本上是基于以下幾個方面的假設:“十三五”期間中國GDP年均增長速度將維持在6%~7%,到“十四五”期間GDP年均增長速度則為5%左右;中國阻燃法律法規(guī)未來將進一步完善,貫徹執(zhí)行力度也將加大,阻燃材料的比例將不斷擴大;中國銻-鹵系阻燃劑的替代進程未來15年不會出現飛躍式發(fā)展,而是漸進式。綜合考慮中國當前基本國情,結合中國未來發(fā)展規(guī)劃,以上假設內容未來實現的可能性較大,因此,本文關于銻資源需求預測的結果具有一定的參考價值。
結 論
1)預計未來10年,中國阻燃劑領域的銻需求量整體呈上漲趨勢,2025年左右中國阻燃劑領域銻需求量將達到頂峰,峰值約為4.50萬t,隨后開始緩慢下降。
2)預計未來15年,鉛酸蓄電池、化學制品、玻璃陶瓷等其他領域,銻的年需求量不會有明顯的變化,鉛酸蓄電池領域銻需求量在1.0萬~1.2萬t之間;化學制品領域銻需求量在0.8萬~0.9萬t之間;玻璃陶瓷領域銻需求量在0.5萬~0.6萬t之間;其他領域銻需求量在0.4萬~0.6萬t之間。
3)預計2017~2025年,中國銻需求總量將不斷增長,到2025年達到頂峰,約為7.70萬t,隨后開始緩慢下降。
來源于: 《中國礦業(yè)》雜志