張振芳，陳秀法，高愛紅，張振國

(1.中國地質調查局發(fā)展研究中心，北京 100037； 2.內蒙古工業(yè)大學，內蒙古 呼和浩特 010051)

隨著戰(zhàn)略性新興產業(yè)的快速發(fā)展，鋯在航空航天、原子能工業(yè)、精密鑄造業(yè)等戰(zhàn)略性新興產業(yè)中扮演著越來越重要的角色，鋯資源的安全對我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本文從我國對外依存度極高的鋯資源的資源概況和勘查開發(fā)現(xiàn)狀等出發(fā)，對全球鋯資源的供需形勢、貿易流向、價格變化和我國的資源安全進行分析，嘗試性地探討了我國鋯資源的全球戰(zhàn)略部局，提出相關建議。

1 鋯資源概況

1.1 鋯礦床類型

地殼中大部分鋯呈分散狀態(tài)存在于許多礦物中，已知含鋯的獨立礦物有38種，鋯英石(ZrSiO4)和斜鋯石(ZrO2)是主要的具有工業(yè)價值的含鋯礦物。鋯英石主要賦存于海濱砂礦中，是世界冶煉金屬鋯的主要來源。斜鋯石主要產于堿性火成巖中，與霞石、霓石、磷灰石、螢石、鈣鈦礦、鋯石、燒綠石等共生。

鋯礦可分為內生火成巖礦床(硬巖礦)和次生砂礦床。由于鋯在火成巖中的豐度相對較低，而且地球上堿性巖占火成巖的體積比不到1%,因此，僅有極少的內生火成巖鋯礦達到經濟可采的礦床級別，如俄羅斯科拉半島西南部的科夫多爾(Kovdor)斜鋯石礦床。鋯主要作為副礦物被分化、剝蝕后從主巖中分離，經長距離搬運富集成礦，即所謂的次生鋯砂礦床[1]。此類礦床是世界鋯礦的主要來源，根據成因又可細分為濱海沉積型砂鋯礦、河流沖擊型砂鋯礦、殘坡積型砂鋯礦、分化殼型砂鋯礦等[2]。

1.2 全球鋯資源分布特點

鋯資源在世界各大洲均有發(fā)現(xiàn)，主要分布在大洋洲和非洲。澳大利亞的尤克拉盆地(Eucla basin)、杰拉爾頓(Narngulu)、墨累盆地(Murray basin)、珀斯盆地(Perth basin)和提維群島(Tiwi islands)是現(xiàn)今比較活躍的鋯礦區(qū)。南非的理查德灣盆地(Richards bay deposit)、美國佛羅里達州以及非洲的莫桑比克和亞洲的印度尼西亞、越南、印度等均生產一定量的鋯。

美國地質調查局數(shù)據顯示[3]，2017年全球鋯資源儲量約7 400萬t(以ZrO2計)，主要分布在澳大利亞和南非，分別占全球儲量的63%和19%，合計控制著全球超過80%的鋯資源。此外，印度、莫桑比克、中國和美國等國家也有部分儲量(圖1)。近十年來，全球鋯資源儲量增長迅速，累計增加約3 600萬t，增幅達95%，主要來自澳大利亞。

圖1 2017年全球鋯儲量分布圖Fig.1 The proportion of global zirconium reserves in 2017

1.3 中國鋯資源分布特點

中國鋯資源儲量50萬t，占全球儲量不足1%，均為鋯石礦床，可劃分為鋯石砂礦和鋯石硬巖礦兩大類，主要分布在內蒙古和海南，鋯硬巖礦儲量主要集中在內蒙古，占硬巖礦總儲量的99.3%，占全國鋯資源儲量的70%左右，在目前的選冶技術條件下尚不能開發(fā)利用。鋯石砂礦主要集中在以海南文昌為代表的東南沿海地區(qū)，其中海南的鋯石砂礦儲量占全國砂礦總儲量的67%，占全國鋯資源儲量的19%，是國內目前唯一能被開采利用的濱海砂礦[2]。

2 鋯資源的勘查開發(fā)

2.1 重要資源國的勘查開發(fā)現(xiàn)狀

2.1.1 澳大利亞

澳大利亞是世界最大的鋯石生產國和出口國，儲量居世界首位。鋯石均為濱海砂礦床，主要分布在東海岸和西海岸。東海岸南起新南威爾士州的布羅肯灣，北至昆士蘭州羅克漢普頓以北的克林頓角，延伸1 000余千米。東海岸的砂礦開采從20世紀30年代開始，雜質含量少，ZrO2含量約66%，是世界鋯石的主要產區(qū)。西海岸砂礦開發(fā)較晚，從20世紀70年代開始迅猛發(fā)展，一度趕超東海岸，但西海岸的砂礦鉀、鈉等雜質含量較高，質量相對較差，ZrO2含量約65%[2]。

2.1.2 南非

南非是世界第二大鋯石生產國和出口國，2017年儲量占世界總量的19%，僅次于澳大利亞位居世界第二位。南非自1970年開始向全球供應鋯英砂，逐漸成為全球第二大鋯英砂供應國，近年來的開發(fā)活動呈現(xiàn)減少的趨勢。南非的鋯英砂集中在西海岸(弗雷登達耳、那馬夸)和東海岸(東敦和莫桑比克交界處)。目前最大的鋯英砂礦床是納塔爾省的租盧蘭德海岸理查茲灣礦床，該礦于1977年開始生產，由力拓子公司南非理查茲灣礦物公司(RBM)掌管，是南非最大的鋯鈦砂礦生產商，擁有南非最大的選礦廠，年產25萬t鋯英砂，占世界鋯英砂產量的33%。理查茲灣礦床含鋯英石0.4%，鋯英石精礦年產11.5萬t。南非豐富的礦藏資源一般都為私有，大型礦藏基本被英美財團控制。

2.1.3 莫桑比克

莫桑比克的鋯資源潛力巨大，已證實長達2 700 km的海岸線鋯、鈦資源豐富。早期勘探始于20世紀80年代。西部礦業(yè)公司、必和必拓、南非簡科有限公司、英美資源集團、伊斯科南非鋼鐵公司、艾露卡資源和力拓等在此開展工作。最早的勘探集中在莫桑比克東北部的楠普拉省和西南部的加沙省。2014年莫桑比克政府、安徽外經建有限公司和云南新立有色金屬公司合資4.71億美元開發(fā)希布托鋯鈦砂礦，日生產能力10萬t，成為繼莫瑪、安戈謝和克利馬內之后第四個投產的鋯鈦砂礦項目。希布托項目位于加沙省，一期面積為10 000 hm2，二期將增至15 000 hm2，礦石量50億t，設計生產年限15年。莫瑪項目位于楠普拉省，有多個鋯鈦砂礦床，礦石量74億t，重礦物含量2.9%，鋯英石資源量999萬t(表1)[4]，由愛爾蘭的肯梅爾資源公司掌控。位于楠普拉省的安戈謝項目和位于贊比西亞省的克利馬內項目均由中國集團非洲長城礦業(yè)開發(fā)集團掌控，前者主要提取鋯石，后者于2013年開始投產。

表1 全球主要鋯礦公司儲量和產量情況表Table 1 The reserves and production of the main zirconium companies

資料來源：各公司年報及美國標普等

2.1.4 俄羅斯

俄羅斯擁有大量的鋯資源，大概在1 200萬t左右，世界排名第四位,幾乎全部由科夫多爾礦業(yè)以斜鋯石的形式生產。斜鋯石是目前世界上僅有的氧化鋯自然形態(tài)，僅存在于非常有限的地質環(huán)境中。南非和俄羅斯發(fā)現(xiàn)該產品后，開始了商業(yè)化生產。然而，隨著南非在2002年停止生產，俄羅斯成了唯一的供應地區(qū)。如今科夫多爾礦業(yè)是世界上唯一生產斜鋯石精礦的企業(yè)。2017年，斜鋯石精礦的可銷產量為7 200 t，這是科夫多爾礦業(yè)近些年的最低產量，預計可再生產20～30年。

俄羅斯是世界上第三大金屬鋯及鋯合金生產國，其產量占全球的17%。產品涉及金屬鋯、鋯合金、陶瓷、耐火材料等。俄羅斯對鋯原料需求較少，斜鋯石出口量占總產量的90%～95%。斜鋯石精礦主要出口到日本、中國、歐洲和北美地區(qū)；而由于俄羅斯國內市場仍在發(fā)展當中，只有少量斜鋯石售給國內電熔耐火材料生產商。但對于非二氧化鋯形式的鋯，俄羅斯只能靠進口，主要來源國是烏克蘭。

2.2 主要的勘查開發(fā)公司及項目

澳大利亞艾璐卡(Iluka)、美國特諾(Tronox)和英國力拓(RioTinto)是全球前三大鋯礦供應商，根據各公司年報，2017年艾璐卡擁有鋯英砂儲量496.4萬t，資源量1 983.8萬t；特諾擁有鋯英砂儲量約656萬t；力拓擁有鋯英砂儲量657.3萬t，資源量410.1萬t。2017年三家公司產量分別為31.23萬t、18.1萬t和16萬t，合計占全球產量的49.5%，基本掌控了鋯英砂的定價權。

2.3 中國的勘查開發(fā)現(xiàn)狀

中國鋯礦產量94%來自海南的海濱砂礦，海濱砂礦具有易開發(fā)、成本低的特點，產地主要分布在海南文昌、萬寧一帶，其次是廣東湛江。國內只有海南文昌生產鋯英砂精礦，萬寧和湛江主要生產普通鋯英砂。內蒙古自治區(qū)的巖礦因其選礦困難、開采成本高而尚未開采利用。由于資源稟賦差、儲量低，中國每年需要進口大量鋯礦及鋯英砂。

中國生產鋯英砂的多是一些小廠，主要分布在海南的萬寧、文昌和廣東湛江及廣西沿海一帶，如萬寧昌華礦業(yè)有限公司，年產鋯英砂1.2萬t；海南文昌三聯(lián)礦業(yè)有限公司，年產鋯精礦1萬～12萬t；廣西廣保礦業(yè)有限公司，年產鋯英砂1.5萬t等。

下游企業(yè)有東方鋯業(yè)、盛和資源、國核寶鈦鋯業(yè)等。東方鋯業(yè)主要從事鋯及鋯系列制品的研發(fā)、生產和經營，擁有全系列鋯產品，為國內的行業(yè)龍頭。近年來，東方鋯業(yè)除了積極拓展下游新型鋯制品領域外，還通過其海外控股的銘瑞鋯業(yè)開發(fā)澳大利亞北帕斯盆地布納倫(Boonanarring)砂礦，權益產能約1.2萬t/a。盛和資源集團下屬海南文盛新材料科技股份有限公司是中國最大的鋯英砂、鈦精礦、金紅石供應商之一。該公司主要產品有鋯英砂、鈦精礦、金紅石等，產品產能75萬t/a，其中鋯英砂產能15萬t/a。國核寶鈦鋯業(yè)是核級鋯材專業(yè)化公司，產業(yè)體系涵蓋核級海綿鋯生產、鋯合金熔煉等，生產線設計產能可以滿足100臺百萬級核電機組用鋯材的需要，鋯材產量占全國的80%以上。

2.4 中國企業(yè)參與全球鋯資源開發(fā)現(xiàn)狀

東方鋯業(yè)通過海外控股銘瑞鋯業(yè)，入股澳大利亞Image公司，擁有Mindarie、WIM50以及布納倫等礦山項目，合計掌控鋯英砂權益儲量近400萬t，產能約4萬t/a。2018年第四季度布納倫項目正式投產，2019年初第一批次1萬t濕重礦砂已發(fā)往中國港口。

2014年底，安徽外經建設(集團)有限公司子公司莫桑比克華安公司與莫桑比克政府簽署了該國希布托(Chibuto)鈦鋯礦項目開采合同及礦權轉讓手續(xù)。該礦是世界目前已知的最大單體鈦鋯礦，礦物總儲量約23.7億t，采礦期限25年。

由廣東廣新礦業(yè)資源集團有限公司和深圳市零七股份有限公司大股東組成的合資公司全資收購了馬達加斯加大陸礦業(yè)有限公司，獲得馬達加斯加Antanambao Bitavolo-Anjahambe海濱砂礦礦區(qū)的采礦權，該礦區(qū)333鋯石金屬量為15.39萬t，并已順利投產，產品優(yōu)先供國內使用。

由國內幾家企業(yè)合資組建的非洲長城礦業(yè)開發(fā)有限公司(Africa Great Wall Mining Development Co.,Ltd.)于2012年取得莫桑比克最大的金屬礦物采礦證——5004C鋯鈦采礦證。2013年8月首批30個集裝箱的鋯英砂中礦發(fā)運回國，二氧化鋯品位在25%～30%之間，產量從2016年的5萬t增加到2017年的7萬t。

濟南域瀟集團有限公司在莫桑比克的子公司海域(莫桑比克)礦業(yè)開發(fā)有限公司于2017年6月獲得莫桑比克礦產能源部簽發(fā)的7239C和7169C兩個鋯鈦礦采礦權。7239C礦區(qū)位于楠普拉省莫馬市，面積10 175.32 hm2；7169C礦區(qū)位于伊尼揚巴內省維蘭庫洛市，面積3 189.66 hm2。

3 全球鋯資源供需形勢分析

3.1 全球鋯資源供應

澳大利亞和南非是全球主要的鋯英砂生產國。根據美國地質調查局資料，2017年全球鋯英砂產量約160萬t，其中澳大利亞產量60萬t，占比37%；南非產量40萬t，占比25%；其他產地主要在中國、印度尼西亞、莫桑比克、印度等，前六大生產國合計占全球產量的86%。前三大鋯礦供應商艾璐卡(Iluka)、特諾(Tronox)和力拓(Rio Tinto)掌控了全球大部分的產量和儲量(表1)，導致全球鋯英砂供應集中度相比銅、鋁等其他金屬較高，易于形成堅固的價格同盟，控制鋯英砂的價格走勢。安信證券研究中心測算,2018～2020年全球鋯英砂供給分別為127.25萬t、125.49萬t、128.46萬t(表2)。

3.2 全球鋯資源需求

鋯的全球消費結構如圖2所示。鋯在陶瓷行業(yè)的消費約占51%，而我國是陶瓷生產大國。據統(tǒng)計我國陶瓷產量占全球產量的70%以上，因此，中國是全球主要的鋯消費國，每年需要鋯英砂70萬t，約占全球消費量的60%。據羅斯基爾公司預測，今后幾年全球鋯英砂消費量會繼續(xù)上升，到2019年達到130多萬t，其中增長最快的仍然是中國(圖3)[6]。此外，高端制造業(yè)對金屬鋯、復合鋯、核級海綿鋯等的需求正在逐步增長。鋯產品的應用領域也在不斷擴展，比如應用于液態(tài)金屬、智能終端、智能穿戴等新行業(yè)，未來市場潛力巨大。安信證券研究中心測算，2018～2020年全球鋯英砂需求量分別為125.94萬t、130.77萬t、135.99萬t(表3)。2018年供給同比降低1.38%，之后將處于小幅短缺狀態(tài)，這一測算結果與德國礦產資源局(DERA)[7]根據主要鋯資源國的產量和艾璐卡公司的全球鋯資源需求預測做出的判斷一致。

表2 全球鋯英砂供應及預測Table 2 The forecast and supply of global zirconium sand

資料來源：文獻[5]

圖2 全球鋯消費結構Fig.2 The structure of worldwide consumption of zircon

圖3 Roskill全球鋯英砂消費預測Fig.3 The prediction of worldwide consumption of zircon sand by Roskill(資料來源：文獻[6])

3.3 全球鋯資源貿易

據聯(lián)合國商品貿易數(shù)據庫數(shù)據，近5年來全球鋯產品出口總量變化不大(表4)，維持在130萬t左右，貿易流向主要是從澳洲和非洲流向亞洲和歐洲。出口國主要為澳大利亞和南非，且澳大利亞出口量呈遞減趨勢，降幅超過50%。南非、莫桑比克、塞內加爾、肯尼亞等非洲國家的出口量呈遞增趨勢。印度尼西亞和烏克蘭的出口量維持穩(wěn)定，分別占全球總出口量的2.5%和2%左右。近5年來全球鋯進口的主要國家為中國、西班牙、意大利、印度和德國(表5)，其中中國的進口量占全球總貿易量的一半以上。2017年，中國鋯產品進口貿易額達4億美元，其中南非占45.81%，其次是莫桑比克11.57%，澳大利亞8.82%，肯尼亞7.54%，美國7.18%，印度尼西亞5.03%。

表3 全球鋯需求及預測Table 3 Global zirconium demand and forecast

資料來源：文獻[5]

表4 近5年來全球鋯主要出口國家及占比Table 4 The main countries of exporting zirconium sand and it’s proportion in recent 5 years

表5 近5年全球鋯主要進口國家及占比Table 5 The main countries of importing zirconium sand and it’s proportion in recent 5 years

3.4 全球鋯英砂價格

2018年，鋯英砂供應出現(xiàn)短缺，鋯英砂價格受供需關系影響開始一路攀升。此輪價格上漲的主要原因是供應商的控量挺價，2016年4月艾璐卡(Iluka)宣布停止其全球最大的Jacinth-Ambrosia鋯礦山的采選活動，減少產量約25萬t，由此拉開了去產能進程。2016年,三大供應商合計減產約5.6萬t，同比減少6.7%。2017年,三大供應商進一步加大減產力度，合計減產約12.9萬t，同比下降16.5%。伴隨著產量減少和去庫存的是提價程序的啟動。2018年，全球最大的鋯英砂供應商艾璐卡(Iluka)宣布，從第二季度開始上調鋯英砂價格，上調后66%高級鋯英砂參考價格為1 410美元/t中國保稅倉交貨。緊隨其后，特諾(Tronox)宣布從第三季度開始將南非和澳大利亞鋯英砂價格上調175 美元/t，上調后南非66%高級鋯英砂中國到岸價1 590美元/t，澳大利亞66%高級鋯英砂中國到岸價1 625美元/t。其他供應商紛紛效仿，相繼提價。受鋯行業(yè)供需格局逆轉及庫存出清影響，以及國內環(huán)保趨嚴導致供應縮減和下游行業(yè)對鋯英砂品質要求提高等多重因素影響，澳大利亞鋯英砂的價格從2017年初至2018年4月漲幅超過60%。

4 中國鋯資源供應安全分析

4.1 中國鋯資源供應現(xiàn)狀

我國的鋯資源稟賦差，產地集中，生產規(guī)模小而分散。長期以來，中國鋯英砂資源找礦無較大突破，儲量保持在50萬t左右，占全球總量不足1%；另一方面，由于環(huán)保要求及協(xié)調發(fā)展的需要，我國最大的鋯英砂生產地海南從2017年起限制鋯英砂總量開采。2018年,中國各地的小廠陸續(xù)關閉，中國鋯英砂的產量銳減。2018年第十屆國際鋯業(yè)大會上，瑞道金屬網CEO虞平在報告中指出，2017年我國國產鋯英砂減少至1萬t，進口鋯英砂精礦52.1萬t，中尾礦折合成精礦19.6萬t，總供應量為72.7萬t。

4.2 中國鋯資源的需求現(xiàn)狀及趨勢

中國鋯英砂目前主要應用于硅酸鋯、鋯化學制品、電熔鋯、精密鑄造業(yè)、耐火材料等消費行業(yè)。國內鋯消費結構如圖4所示[8]，硅酸鋯的需求最大，其終端產品主要為衛(wèi)生潔具和建筑用陶瓷等，占比約40%。2017年中國鋯英砂的需求呈微弱上漲的態(tài)勢，總需求量為62.3萬t。

譚化川等[9]分析了我國鋯各消費行業(yè)對鋯英砂需求的影響因素及影響結果，認為中國鋯英砂的需求將在2025年快速增長至80萬t左右，同時消費結構也將發(fā)生較大變化。到2025年，鋯化學制品行業(yè)對鋯的需求占比將達到52%，成為最大的需求行業(yè)；精密鑄造業(yè)的需求占比25%，將是第二大消費行業(yè)；而陶瓷行業(yè)的需求則將減少至11%；核級海綿鋯占比將增至3%。

4.3 中國鋯資源的對外依存度

中國作為全球第一大鋯資源消費國，對鋯的需求占比高達52%。然而，中國鋯資源十分有限，資源稀缺及環(huán)保驅嚴限制了國產鋯英砂產量，加之國內鋯英砂生產規(guī)模小等多種因素，國產鋯英砂遠不能滿足國內需求，鋯英砂對外依存度長期維持在90%以上，我國近三年進口量均超過100萬t(圖5)。

圖4 中國鋯英砂消費結構圖Fig.4 China consumption of zircon sand

圖5 中國鋯英砂需求量、進口量及對外依存度Fig.5 The China’s demand and import quantity and external dependency of zircon sand

4.4 供應安全分析

全球鋯資源相對集中，主要分布在澳大利亞和南非。近十年來全球儲量增長95%，全部來自澳大利亞。未來，隨著核電重啟和5G時代的來臨，對鋯資源的需求將穩(wěn)步增長，而且中國仍將是增長最快的國家。中國鋯進口源集中，澳大利亞和南非進口占比長期維持在70%以上，資源供應存在風險。全球鋯礦產業(yè)趨于壟斷，前三大供應商控制了全球大部分的產量和儲量，深度掌控定價權。2017年啟動的減產保價進程中，隨著三大供應商庫存和產量的下降，中國進口鋯英砂的價格一路攀升，帶動下游產業(yè)的生產成本提高，國內鋯系產品價格上漲，受此輪供應商限量提價沖擊嚴重，影響了我國鋯資源供應安全。

5 鋯資源全球戰(zhàn)略布局建議

5.1 立足國內，加大鋯資源全產業(yè)鏈創(chuàng)新

加強科技攻關，研發(fā)新工藝，提高采選冶技術水平，全面提升資源綜合利用效率，為我國巖礦型鋯資源的開發(fā)利用提供技術準備，從根本上降低我國鋯資源的對外依存度。同時開展可替代資源研究，降低對鋯英砂的需求。

5.2 優(yōu)化產業(yè)結構，加大鋯資源的勘查力度

合并中小型企業(yè)，整合上游資源，建立大型采選企業(yè)，實現(xiàn)規(guī)模化采選，增強礦山的生產能力，促進鋯資源的合理開發(fā)和利用。加強對濫采亂挖的監(jiān)管和整治，保護鋯資源和生態(tài)環(huán)境，提高資源的回收利用率。加大對海南萬寧東部濱海鋯鈦砂礦的勘查力度，拓寬找礦思路，擴大勘查范圍，采用大比例尺綜合勘查方法，尋找鋯資源潛力區(qū)，提高我國鋯資源的保障程度[10]。

5.3 布局全球，進一步擴大走出去成果

澳大利亞及南非、莫桑比克、塞內加爾等非洲國家是國內企業(yè)走出去的重點國家。澳大利亞是全球鋯資源儲量最多的國家，艾爾克資源有限公司(Alkane Resources Limited)的杜比(Dubbo)項目正在積極尋求合作。由東方鋯業(yè)海外控股的銘瑞鋯業(yè)已經成功開發(fā)澳大利亞鋯資源，2019年第一批濕重礦砂啟運回國。非洲地區(qū)的莫桑比克、南非、塞內加爾等國資源潛力大、易選易采，且與我國合作關系良好。我國企業(yè)已經成功參與莫桑比克鋯資源開發(fā)，2017年，莫桑比克已經超越澳大利亞成為我國鋯精礦第二大進口國。

5.4 穩(wěn)定貿易渠道，建立戰(zhàn)略儲備基地

通過與國外企業(yè)確立長期的合作關系，簽訂中長期供應合同；國內企業(yè)聯(lián)合起來，形成共同談判的整體力量，爭取合理價格，形成一個穩(wěn)定、安全、多元、健康的資源供應體系。同時，為應對國際形勢巨變可能造成的供應風險，需建立我國鋯資源應急戰(zhàn)略儲備，在保證供應安全的同時，調節(jié)市場價格，減小價格過高或過低對整個產業(yè)帶來的不利影響。