周雯
中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队,山东 济南 250100
一、矿种简介及应用领域
作为21世纪最具生态环保的不可再生新材料,硅藻土被誉为“孕育生命的海底草原”,它主要由古代硅藻的遗骸所组成。其化学成分以SiO2为主,通常占80%以上。颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等。该矿物呈现独特多级开孔结构,孔径以大孔为主,孔径分布范围较广,吸附性能强;另外,其成因矿物具有骨架结构稳定,熔点高,热稳定性较高,耐酸性强等优势,因而可作为助滤、吸附、保温隔热和催化载体等材料广泛应用于石油化工、环境、食品、建筑和等各个领域。我国2018年《战略性新兴产业分类》文件中,将硅藻土高性能助滤剂、硅藻土净化材料列为此新材料产业中的重点产品。近年来,随着国家加大建设硅藻土产业基地,积极研发硅藻土改性及深加工技术,我国硅藻土的应用领域已由保温材料为主转变为以助滤剂和建材产品等传统应用为主;污水处理剂、农用材料等新兴产品发展强势;高新技术产品积极研发的态势。
对于我国来说,制造助滤剂和建筑、建材产品是硅藻土最重要的两种用途,二者合计占据了市场三分之二[1]。我国硅藻土用于助滤剂占68%;用于吸附剂占14%;功能填料和添加剂等占12%;水泥生产占6%。除此之外,硅藻土还被应用于橡胶、沥青、塑料、化妆品、纸张等产品的生产中。
二、需求前景及重要性分析
1、我国硅藻土消费情况及需求趋势
我国是世界硅藻土生产大国和消费大国,2019年硅藻土表观消费量约为42.04万t[2],2010~2019年硅藻土累计消费量为410.59万t。自2010年以来,我国硅藻土消费总体呈增长态势。较2010年的38.69万t,2019年增长3.35万t。
中国硅藻土资源优势显著,随着全球性节能、环保要求的提高以及中国工业的发展、人民生活水平的提高和硅藻土产业自身的技术进步,其需求前景主要在以下五大方面:1)主流型产品,既保证过滤精度,又能提高滤速和降低生产成本的新型高质量硅藻土助滤剂;2)高效型产品,功能性填料;3)节能型产品,中高档保温隔热材料;4)环保型产品,水处理剂和吸附剂。预测传统领域仍然是硅藻土的主要消费领域,但所占比重将逐渐减低;高效、环保新材料领域硅藻土消费将快速增长。
2、我国硅藻土矿重要性分析
硅藻土基于其特殊的结构特性和成分特性,被广泛应用于石油、化工、建筑、食品、汽车制造和新能源等诸多领域,并逐渐发展成为新兴产业不可代的原材料。从目前我国的市场情况来看,硅藻土产品达到500余种,呈现出以助滤剂产品和
建筑/建材产品为主体,吸附剂、填料等新兴产品逐渐丰富,高新技术产品潜力巨大的格局。
根据国家统计局《战略性新兴产业分类2018》将“新一代信息技术产业、高端装备制造产业、新材料产业、生物产业、新能源汽车产业、新能源产业、节能环保产业、数字创意产业、相关服务业”等9大领域列为是国家战略性新兴产业。以硅藻土为原材料的高性能助滤剂、硅藻土净化材料等新兴产品因其发展前景广阔,列入新材料产业。硅藻土助滤剂是以优质硅藻土为基本原料加工制成的过滤材料,在食品和药品生产中具有很高的安全性,不仅能够大幅提高生产效率,还能改善产品质量。
三、供应分析
1、国内供应(资源和生产)脆弱性分析
尽管我国硅藻土储量丰富,但地域分布不均,各省资源储量分布不均,主要分布于东北、东部沿海以及四川、云南一带。2019年我国硅藻土查明资源储量吉林占比第一,浙江占比第二,合计占总储量的84.63%,其次是河北、广东、四川、内蒙古、云南等。从品质上看,优质土所占比例仍较低,以中低品位为主,优质资源仅占总储量20%,且95%以上位于长白山地区。
除了吉林长白和云南腾冲的部分地区储有一级硅藻土原土(SiO2含量在85%以上,可直接用作助滤剂和催化载体)外,我国大多数矿区的硅藻土都为二、三级土,这些低品位硅藻土富含粘土或有机质,需经进一步提纯或者深加工方可应用。中国硅藻土基本靠国内供应,但少量高端产品需要从美国、日本等国家进口。
我国产出的硅藻土主要用于国内消费,少量用于出口,另外我国每年也进口少量的高附加值的硅藻土。2019年我国硅藻土产量为42万t,占全球硅藻土产量的14.48%。产量略低于消费量,总体来说,我国硅藻土生产脆弱性低。
2、海外供应来源、供应集中度、供应通道、市场风险分析
2019年我国主要从美国进口硅藻土0.57万t[3],占比51%;德国进口0.18万t,占比16%;西班牙进口0.15万t,占比13%;墨西哥进口0.09万t,占比8%;日本进口0.09万t,占比8%;法国进口0.02万t,占比2%。供应集中度最高的是美国,进口主要产品为硅藻土高性能助滤剂,但由于近年来,中美贸易摩擦不断,从美国进口高性能硅藻土产品一直存在不稳定性,所以国际市场存在一定供应风险。
从市场风险看,2010~2011年我国硅藻土出口量大于进口量,保持贸易顺差态势,自2012年开始,由于我国对于硅藻土各类产品需求增加,我国硅藻土进口量大于出口量,处于贸易逆差,供应脆弱性凸显。自2018年,我国调整产业政策,大力发展包括硅藻土高性能助滤剂、硅藻土净化材料产品在内的新兴产业,直至2019年,随着我国硅藻土改性技术和深加工技术不断改进和突破,贸易逆差得到缓解。
2010年我国硅藻土进口价格为1305.01美元/t,是出口价格的4.5倍,达到近十年的高峰,从2011~2017年进口硅藻土产品价格呈下降趋势我国,因为我国生产助滤剂产品产量增加,使得国外产品的竞争力下降。2018~2019年,我国硅藻土产品进口价格有反弹趋势,因为高档助滤剂以及优质功能填料的生产原料还需从美国、德国等国家进口。
综上所述,从国内市场看,我国硅藻土资源丰富,是世界三大生产大国之一,但是表观消费量略大于产量,且进口量大于出口量,进口单价总体来说一直高于出口单价。进口产品主要为高质量硅藻土助滤剂和优质功能填料等高端产品,说明我国生产的硅藻土在产品种类及性能方面仍不能满足特定领域的市场需求,部分产品仍依赖进口,我国硅藻土国内市场存在一定的脆弱性;从海外供应来源等角度看,由于我国硅藻土主要进口国是美国、德国、西班牙,供应集中度高,且国际贸易摩擦不断,国外市场存在风险性。
四、结论
硅藻土是重要的非金属矿产,在我国分布范围广,占世界储量比重大,是我国的优势矿种,其无定型硅质组分含量高,天然多孔,具有较强的吸附能力,应用范围遍及社会生活的各个方面,对人们的生活水平和国家的工业发展起到了重要的保障作用,但值得注意的是我国在硅藻土改性剂深加工方面,与发达国家还存在一定的距离。高档助滤剂以及优质功能填料的生产原料基本上要从美国、德国等国以高价格进口;并且目前我国硅藻土生产企业众多,但以中小企业为主,行业集中度低,缺少有一定市场领导力的领先企业。另外,我国硅藻土新型功能材料起步较晚,各领域对硅藻土资源的利用价值并不完全清楚。随着有关技术人员借鉴国外的先进技术,对硅藻土以及改性的硅藻土的重新认识,凭借其优异的吸附有害物质性能,硅藻土在污水处理剂等新型节能环保材料,环保建筑、农业生产,填料,生物医药载体、超级电容器的活性材料等方面将有着广阔的发展前景。
参考文献
[1]姜杉钰.我国硅藻土资源勘查开发现状[J].中国非金属矿工业导刊,2020,(139):1-4.
[2]美国地质调查局 Mineral Commodity Summaries.
[3]中国海关信息网.
作者简介:周雯(1985-),女,汉族,山东济南人,工程师,本科,学士学位,研究方向:资源勘查工程。