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我国702、705等常用锆合金材料的发展现状及特点

发布时间: 2022-03-29 14:02:34    浏览次数:

1、锆产业重要的地位

我国的锆产业由金属锆及化学锆两部分组成,在国民经济中具有极其重要的地位。核级金属因其优良核性能,是核动力反应堆不可或缺重要材料。可用做为核燃料的包壳管以及控制棒导向管、定位隔架、端塞等。工业级金属锆合金因其良好的加工性能以及耐多种酸和碱的腐蚀,而成为化学工业设备的重要材料,可用做乙烯生产反应器、焦炉回收硫反应罐、酸再生塔、染料中间产品反器等。化学锆主要有硅酸锆、锆英粉、氯氧化锆、氧化锆、碳酸锆、硫酸锆、碳化锆、硼化锆等,是重要的基础化工原料及化工产品。其应用涉及我国许多重要领域,是可作为核级金属锆和工业金属锆的原料 ;还可用做高温耐火材料、陶瓷颜料、陶瓷材料、压电材料、人造宝石、瓷釉遮光剂、耐碱玻璃添加剂等。

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2、我国锆产业的发展概况

我国的金属锆产业起步于二十世纪五十年代,最早是北京有色金属研究总院研究了萃取法、离子交换法和重结晶法分离锆、铪的技术,于一九五八年成功制取了金属锆和铪,并研制出了核反应堆用Zr-2合金管的冶炼、加工、检测整套技术。在该技术基础上建设了上海红色冶炼厂、遵义九零六厂、锦州铁合金厂、北京冶炼厂的锆铪生产线,产能在400t。到二十世七十年代初,就已基本形成完整的锆工业体系,能够批量生产出核级海绵锆、铪,自主研制的锆材也在我国秦山核电站得到了应用。七十年代末,因无需求,核级锆、铪生产线关闭,仅剩锦州铁合金一家工厂生产火器级锆。之后,随着我国改革开放步伐加大,经济实力不断增强,工业级锆材在化学工业领域应用呈增长态势,促使工业级海绵锆生产企业到2008年增加到了四家,产能达到1100t。从事加工材生产的企业则更多一些,许多民营企业都能够生产工业级锆材及锆化工设备。在核电工业发展的推动下,国核宝钛锆业股份有限公司新建了一条产能为2000t的核级海绵锆生产线。纵观金属锆产业的发展,由于生产线建设投资大、准入门槛高,产能扩张比较平稳,量价平衡。

我国的化学锆产业从二十世纪六十年代起到目前,可以说是经历起步阶段、快速增长阶段、爆发式增长阶段和低谷期。上世纪六十年代到七十年代末为化学锆产业起步阶段,我国氯氧化锆生产企业只有上海五一化工厂、上海皮革鞣剂化工厂、淄博化工总厂等三四家企业,生产的氯氧化锆主要用于制备核级海绵锆、海绵铪以及转化制备硫酸锆用做鞣剂。七十年代中期,受欧美发达国家在卫生陶瓷领域用氧化锆的影响,一九七八年出现了我国第一家通过NaOH烧结工艺生产氧化锆的企业——宜兴化工厂。八十年代为锆产业快速增长阶段,此阶段欧美国等发达国家为了保护本国的利益,停止了化学锆初级产品的生产,仅保留化学锆深加工产品。此时正值我国改革改放初期,北京有色金属研究总院及上海大学对氯氧化锆制备工艺进行了改进,多家化工企业扩产规模化,产能达到了10万t。九十年代至二十一世的2012年进入爆发式增长阶段,随着澳大利亚、南非锆英砂进入我国及国外对我国化学锆产品需求越来越大,新增了许多化学锆生产企业,仅氯氧化锆企业就有35家之多,产能达到35万t ,生产技术和产品质量均有明显提升。2012年至今为微利或亏损的低谷期。由于锆产业结构不合理、国家房地产调控政策愈加严格,再加上环保投入的不断增加,我国化学锆产业进入了微利或亏损的低谷期。

3、我国锆产业的特点及发展对策

3.1  我国锆业的特点

我国锆产业从上世纪五十年代开始起步至今已经有六十多年历史,从目前来看具如下特点 :

(1)国内锆矿储量小,对进口原料依赖度高

中国已近探明的锆矿储量约907kt,占全世界总储量不到2%,居世界第9位。这其中还有相当一部分是岩矿,经过前些年的开采,砂矿存量有多少并不明确。尽管我国锆矿储量不大,但随着锆产业的不断扩大,锆英砂的消耗量却越来越大,居全世界第一。到2018年,从国外进口锆英砂量已经占消耗总量的99%,到2020年这一比例还会提升。

(2)锆英砂采购量大,无定价话语权

我国锆英砂采购量居全世界第一,由二十一世纪初2000年至2003年,锆英砂的价格在人民币3500元/t左右,到了2018年已经飚升至12000元/t左右,我们却束手无策,导至下游生产利润越来越薄。

(3)产业结构不合理,初中级产品产能过剩

锆产业结构不合理初、中级产品产能过大,开工率严重不足,形成了不良竞争,企业微利运行。

(4)中间产品出口量过大,高端终极产品还需进口

以2018年为例,我国生产的氯氧化锆和电熔锆出口到日本、美国、法国和德国的量均占到生产总产量的27%,出口价格并未因锆英砂进口价格的持续飚高而保持在合理的利润空间。而高附加值的核级锆材、高纯氧化锆、高纯碳酸锆、超细氧化锆功能陶瓷粉体等还需进口。

(5)锆英砂的供应发生变化,锆产业将出新的竞争者

锆英砂原料的主要来源依然是澳大利来和南非,但之前位居第四位和第五、六位的印度和越南已经悄然退出,很有可会成为我国化学锆产业新的竞争对手,而且越南和印度自产矿,劳动力价格又比我国低得多,将会是我国初、中级产品生产企业强有力的竞争对手,所带来冲击不容小视。

3.2   未来发展的对策

党的十八大提出了“美丽中国,绿色发展”新理念。因此,对环保要求只会越来越严格 ;坚持房子是用来住的,对房地产调控绝不松懈 ;核电作为清洁能源,会得到大力发展。鉴于国际和国内当前的政治形势和经济运行环境以及锆产业的特点,对我国锆产业发展提出以下几点的建议。

(1)开辟多元化供应,守住采购价格上线

为了保证我国国防和核电用锆以及民生用锆原料供应,须努力开辟更多锆英砂供应渠道,并且借助钛锆铪分会的核心作用,全行业共同守住锆英砂的采购价格上线,争取锆英砂采购价格更多话语权。

(2)与原料供应商合作, 提升初中级产品竞争力

鼓励锆企业积极走出去,充分利用国家“一带一路”的政策,借助资本运作,在欠发达国家建设采矿厂及初、中级产品加工厂,提升我国初、中级锆产品的竞争力。

(3)加大科研投入,开发氯氧化锆制备新工工艺

氯氧化锆作为化学锆产品的基础原料,其生产一直沿用美国和日本三四十年代开发的传统工艺,呼吁国家和企业共同投入资金,联合高校和研究单位开展锆英砂分解的基础性研究工作,探索成本更低、更环保的分解新方法。

(4)调整产业结构,延伸产业链

坚决淘汰老旧设备,降低初、中级产品的产能。加大科技创新投入,开发下游及终极产品,延伸产业链,逐渐减少向日本、美国、法国和德国出口氯氧化锆和电熔锆的量。

4、结语

高质量绿色发展是我国发展的新常态,也是企业发展的核心。放缓产能扩张,优化生产工艺,降低生产成本,将传统产品做好做精 ;持续进行新产品开发,实现差异化发展,将企业做专做强,必将会为企业带新的生机。在我国高质量绿色发展的新常态下,随着核电工程的大力推进,氯氧化锆和氧化锆新市场也正在孕育,我国锆产业一定会实现新一轮跨越式发展。

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