李連成，應(yīng)自衛(wèi)，李星玥

（1.中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津300131；2.衢州南高峰化工股份有限公司；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)管理學(xué)院）

無(wú)機(jī)鹽工業(yè)是無(wú)機(jī)化工的一個(gè)分支，是中國(guó)特有的產(chǎn)業(yè)分類，其范圍涉及除三酸兩堿、化肥、原鹽及部分無(wú)機(jī)顏料之外的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品。無(wú)機(jī)鹽工業(yè)具有以礦物加工為主、化工合成為輔的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，其產(chǎn)品可分為礦物加工類產(chǎn)品和無(wú)機(jī)合成類產(chǎn)品。長(zhǎng)期以來(lái)，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)產(chǎn)品主要是利用自然界已有的物質(zhì)資源（礦物）進(jìn)行加工及深加工。因此，礦物資源的儲(chǔ)量、品質(zhì)及其品種成為發(fā)展無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的重要前提條件。同時(shí)，人們也逐漸認(rèn)識(shí)到，礦物加工既要考慮經(jīng)濟(jì)效益，也要兼顧礦物的綜合利用和環(huán)境保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。無(wú)機(jī)合成產(chǎn)品是利用當(dāng)代化學(xué)合成技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的、自然界沒(méi)有的、具有更好性能的物質(zhì)。隨著化學(xué)合成技術(shù)、裝備及分析手段、特別是應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)機(jī)合成化學(xué)品逐漸由基礎(chǔ)產(chǎn)品向預(yù)定性能化（即性能設(shè)計(jì)化）方向發(fā)展［1］，成為無(wú)機(jī)精細(xì)化學(xué)品及無(wú)機(jī)材料產(chǎn)品?；仡櫘a(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的發(fā)展、壯大是伴隨著化學(xué)工程的“三傳一反”理論、工藝及裝備的不斷進(jìn)步。可以說(shuō)，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展歷程也是無(wú)機(jī)鹽工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展歷程。

1 無(wú)機(jī)鹽工業(yè)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)

與化學(xué)工業(yè)中的其他分支相比，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)具有如下特點(diǎn)：

1）基礎(chǔ)性。首先，無(wú)機(jī)化工（無(wú)機(jī)鹽工業(yè)）是化學(xué)工業(yè)最基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)分支，在化學(xué)工業(yè)發(fā)展中歷程最久；其次，無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品是人類通過(guò)化學(xué)方法獲取并利用自然界各種（礦物、部分金屬）元素的第一步，90%以上的無(wú)機(jī)鹽工業(yè)產(chǎn)品來(lái)源于天然資源，包括固體、液體和氣體形態(tài)；再其次，部分無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品成為其他化學(xué)工業(yè)分支產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原料或輔料，例如，氟化氫是有機(jī)氟化工（氟烴及氟聚合物）及無(wú)機(jī)氟衍生產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料。

2）輔助性。無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品主要是為其他工業(yè)配套，也可以說(shuō)，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，在某種程度上間接地反映了其他行業(yè)的發(fā)展、變化。在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，造紙工業(yè)、洗滌劑工業(yè)、印染鞣革工業(yè)、膠片及電視機(jī)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)變革對(duì)相關(guān)的碳酸鈣、過(guò)氧化氫、鋁化學(xué)品、過(guò)硼酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、鉻鹽、碳酸鍶、碳酸鉀等無(wú)機(jī)鹽需求量產(chǎn)生重大影響；新興工業(yè)和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)了無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品在質(zhì)量和性能上的進(jìn)步。例如，航空航天、信息技術(shù)、汽車(chē)制造業(yè)、生物工程、新能源和環(huán)保領(lǐng)域的快速崛起，對(duì)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)、形貌以及光、電、磁、熱、力等性能提出了更高要求，應(yīng)運(yùn)而生出無(wú)機(jī)涂層及復(fù)合材料、耐火材料、電子化學(xué)品材料、人工晶體、特種玻璃、結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、生物醫(yī)用材料、能源及儲(chǔ)能材料等。

3）多樣性。因科技進(jìn)步和市場(chǎng)需要而不斷增加新的產(chǎn)品，應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品的性能要求已逐漸從通用性向功能化或性能化轉(zhuǎn)變。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，特定的應(yīng)用市場(chǎng)可能對(duì)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品的要求不僅限于一般的化學(xué)性能和純、凈度等技術(shù)指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品的物理構(gòu)造如，晶型結(jié)構(gòu)、粒徑、粒徑分布、粒子形狀、比表面積、色澤、色相、孔容、孔結(jié)構(gòu)、黏度、流變性能、觸變性能等指標(biāo)提出更高的要求。例如，目前碳酸鈣產(chǎn)品就已開(kāi)發(fā)出紡錘形、立方形、球形、鏈鎖形、鏈狀、纖維狀、花瓣?duì)畹染w結(jié)構(gòu)及其改性產(chǎn)品幾十種，應(yīng)用于造紙、塑料、涂料、醫(yī)藥、牙膏等通用及專用領(lǐng)域；電子級(jí)氫氟酸產(chǎn)品則關(guān)注產(chǎn)品的純度和凈度，純度從ppm級(jí)（10-6）升級(jí)到ppb級(jí)（10-9），甚至達(dá)到 ppt級(jí)（10-12）。 常見(jiàn)的無(wú)機(jī)鹽材料化學(xué)品包括納米材料、高純超凈化學(xué)品、光電材料、晶須材料、無(wú)機(jī)高分子材料等被廣泛使用。

4）大宗商品性?；A(chǔ)性無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品的產(chǎn)能、產(chǎn)量伴隨著需求的增長(zhǎng)而增加。到2014年，世界年產(chǎn)量超過(guò)百萬(wàn)噸以上的無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品，包括碳酸鈣、硅酸鈉、分子篩、白炭黑、氯化鉀、硫酸鉀、硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸鈉、硫化鈉、硼砂、硼酸、黃磷、磷酸、磷酸氫鈣、三聚磷酸鈉、過(guò)氧化氫、氯酸鈉、二氧化鈦、硫酸鎂、氫氧化鎂、氟化氫、氟化鋁、二硫化碳等。這些大宗產(chǎn)品是無(wú)機(jī)鹽工業(yè)最重要的產(chǎn)品，占無(wú)機(jī)鹽工業(yè)總體產(chǎn)能的絕大部分。同時(shí)，伴隨著大批量無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)，必然會(huì)消耗大量礦物資源和能源，同時(shí)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，成為污染環(huán)境的隱患。

2 國(guó)際無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展進(jìn)程

2.1 無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展初期

18世紀(jì)中前期，發(fā)源于歐洲的工業(yè)革命有力地促進(jìn)了化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展。由于采礦、冶金、制鹽等行業(yè)迅速興起，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷改進(jìn)，礦物加工技術(shù)從手工作業(yè)（作坊）向現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)（工廠）轉(zhuǎn)變。從19世紀(jì)開(kāi)始，以硫酸、純堿為代表的基礎(chǔ)化學(xué)產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，為無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展初期（即19世紀(jì)中期—20世紀(jì)40年代），無(wú)機(jī)鹽工業(yè)主要是為滿足其他工業(yè)的發(fā)展而實(shí)現(xiàn)更多產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)。例如，由于造紙工業(yè)的興起，1909年日本開(kāi)發(fā)出碳化法制備碳酸鈣方法，并于1914年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

隨著新興工業(yè)和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，對(duì)無(wú)機(jī)鹽的品種和數(shù)量提出了更高的要求。直至20世紀(jì)40年代初，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)已基本上形成一個(gè)體系，產(chǎn)品多達(dá)400種以上。

2.2 無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展繁盛時(shí)期

20世紀(jì)40年代末期到70年代是世界無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展的繁盛時(shí)期，突出體現(xiàn)在產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品品種和產(chǎn)量的增加以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化。

在此期間，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)在如下幾方面表現(xiàn)出顯著的變化：1）研究開(kāi)發(fā)方面，在提高傳統(tǒng)產(chǎn)品性能和優(yōu)化生產(chǎn)工藝的同時(shí)，不斷推出適用于新應(yīng)用領(lǐng)域的專用無(wú)機(jī)材料、無(wú)機(jī)精細(xì)產(chǎn)品及無(wú)機(jī)聚合物。2）技術(shù)手段方面，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如20世紀(jì)50年代的沸騰床技術(shù)、離子交換技術(shù)，20世紀(jì)60年代的溶劑萃取技術(shù)、等離子技術(shù)，20世紀(jì)70年代的電滲析技術(shù)、反滲透技術(shù)不斷應(yīng)用于無(wú)機(jī)鹽工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)。3）生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)和改進(jìn)方面，以提高收率、節(jié)能降耗、減少污染為目的的新工藝不斷涌現(xiàn)，大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了更新?lián)Q代。例如，1953年美國(guó)杜邦公司采用蒽醌法制備過(guò)氧化氫，并逐漸替代了傳統(tǒng)的電解法生產(chǎn)工藝；20世紀(jì)60年代，日本就已淘汰化學(xué)法制氯酸鈉和氨鈉法制氰化鈉，分別采用電解法、丙烯腈副產(chǎn)法技術(shù)等。4）生產(chǎn)規(guī)模方面，不斷強(qiáng)化生產(chǎn)、提高勞動(dòng)效率，生產(chǎn)裝置不斷向連續(xù)化、自動(dòng)化、大型化發(fā)展。特別是20世紀(jì)70年代開(kāi)始，電子計(jì)算機(jī)控制開(kāi)始在無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)過(guò)程中獲得了應(yīng)用。至20世紀(jì)70年代末，無(wú)機(jī)鹽基礎(chǔ)品種的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，部分基礎(chǔ)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品已完成了大型化、現(xiàn)代化的生產(chǎn)改造。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大變化，逐漸由無(wú)機(jī)基礎(chǔ)產(chǎn)品的數(shù)量型向無(wú)機(jī)材料的質(zhì)量型方向轉(zhuǎn)變。20世紀(jì)40年代新興的原子能工業(yè)、航天工業(yè)、有機(jī)高分子產(chǎn)業(yè)、軍事工業(yè)，以及五、六十年代的石油加工工業(yè)、電子工業(yè)、激光技術(shù)和新能源等方面的發(fā)展都對(duì)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品（及材料）性能提出了更高的要求。隨著無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)研究從宏觀性能向微觀結(jié)構(gòu)的逐步深入，越來(lái)越多的無(wú)機(jī)物質(zhì)被認(rèn)識(shí)到具有電、磁、聲、光、熱等特性。人們通過(guò)使用新技術(shù)、新工藝，通過(guò)多種途徑合成出新型無(wú)機(jī)鹽材料。激光晶體和光導(dǎo)材料、信息存儲(chǔ)材料、微波材料、鐵電陶瓷材料、導(dǎo)電陶瓷材料、光譜選擇性涂層材料、無(wú)機(jī)強(qiáng)化與復(fù)合材料等產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。至此，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)三大體系：民用、軍工、材料工業(yè)基本成形并不斷發(fā)展、壯大。20世紀(jì)70年代，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展更加側(cè)重于“三廢”治理、阻燃劑、復(fù)合材料3個(gè)領(lǐng)域［2］。在此期間，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)產(chǎn)品品種由1950年的約600種，增長(zhǎng)到20世紀(jì)70年代末期的900余種。

無(wú)機(jī)鹽工業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)迅速增長(zhǎng)。以過(guò)氧化氫產(chǎn)品為例，在1956—1977年期間，受到紡織、造紙、化工三大行業(yè)發(fā)展推動(dòng)，過(guò)氧化氫的產(chǎn)量增長(zhǎng)了約15倍；美國(guó)在1940—1979年期間無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)量增長(zhǎng)20.6倍。截止1979年，全世界無(wú)機(jī)鹽年產(chǎn)量超過(guò)4 000萬(wàn)t，其中美國(guó)的產(chǎn)量為1 740萬(wàn)t?？梢哉f(shuō)，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)始于歐洲，興于美國(guó)。

20世紀(jì)70年代爆發(fā)的兩次能源（石油）危機(jī)引發(fā)全球性經(jīng)濟(jì)衰退，使人們重新思考經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源、資源、環(huán)境之間的關(guān)系問(wèn)題。合理利用資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境成為發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的共識(shí)。

2.3 無(wú)機(jī)鹽工業(yè)精細(xì)化發(fā)展

自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，無(wú)機(jī)鹽基礎(chǔ)產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)趨于成熟并逐漸完成了大型化、現(xiàn)代化的改造。無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向以廉價(jià)原料路線取代傳統(tǒng)工藝，采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、綜合利用技術(shù)等改良方式進(jìn)行生產(chǎn)。發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸將無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)由大宗產(chǎn)品轉(zhuǎn)向高附加值的精細(xì)化、專用化的無(wú)害化產(chǎn)品，并且更加側(cè)重發(fā)展高性能的無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品。

20世紀(jì)80年代無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的精細(xì)化生產(chǎn)持續(xù)深化，并進(jìn)入粉體和復(fù)合材料時(shí)代，許多具有特異功能的材料應(yīng)運(yùn)而生，如納米材料等。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高，組合化學(xué)技術(shù)、膜分離技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、超細(xì)粉體技術(shù)、分子蒸餾技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中逐步應(yīng)用，促進(jìn)了無(wú)機(jī)鹽新品種、新用途不斷涌現(xiàn)。新能源、可再生能源工業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了無(wú)機(jī)鹽晶須、多晶硅、電池材料等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用；信息技術(shù)的快速進(jìn)步，促進(jìn)了無(wú)機(jī)電子化學(xué)品的迅速增加；航天航空工業(yè)發(fā)展帶動(dòng)了無(wú)機(jī)陶瓷材料、無(wú)機(jī)晶須材料的發(fā)展。到2010年，世界無(wú)機(jī)鹽品種已超過(guò)1450種。無(wú)機(jī)鹽工業(yè)進(jìn)一步向精細(xì)化、專用化和功能化方向發(fā)展。

在此期間，新興經(jīng)濟(jì)體（國(guó)家）逐漸成為基礎(chǔ)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國(guó)，特別是中國(guó)。自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展迅速，中國(guó)逐漸成為世界最大的無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)、出口和消費(fèi)大國(guó)。

3 中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展

中國(guó)礦物資源豐富，為無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的條件。圖1給出了2017年世界礦物開(kāi)采量占前20位的國(guó)家。據(jù)世界礦業(yè)大會(huì)國(guó)際委員會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年中國(guó)是31種礦物商品的最大生產(chǎn)國(guó)。31種礦物產(chǎn)品包括：鐵和鐵合金金屬礦4種，鉬、鈦、鎢、釩；有色金屬 14 種，鋁、銻、砷、鉍、鎘、鎵、鍺、銦、鉛、汞、稀土、硒、錫、鋅；貴金屬 1 種，金；工業(yè)礦產(chǎn)10種，重晶石、膨潤(rùn)土、螢石、石墨、石膏、高嶺土、菱鎂礦、磷酸鹽、原鹽、滑石；能源礦物2種，動(dòng)力煤和煉焦煤［3］。

圖1 2017年世界礦物開(kāi)采量占前20位的國(guó)家［3］

3.1 無(wú)機(jī)鹽工業(yè)成長(zhǎng)期

由于歷史原因，中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展較為遲緩。截至1949年，中國(guó)僅能生產(chǎn)30多種產(chǎn)品，產(chǎn)量只有幾萬(wàn)噸左右。新中國(guó)建立以后，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)得到大力發(fā)展，硫酸鋁、硼酸、高錳酸鉀、重鉻酸鈉、鈦白粉、氟化氫、氰化鈉等產(chǎn)品相繼開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)50年代無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品已經(jīng)增加到55種以上，產(chǎn)量接近 100 萬(wàn) t。

20世紀(jì)60—70年代是中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)在產(chǎn)品品種和規(guī)模方面增加的主要階段。產(chǎn)品品種從1964年的 170種增加到 1979年的 303種以上［4］；產(chǎn)品產(chǎn)量從1964年的100萬(wàn)t左右增加到1979年的400萬(wàn)t左右，中國(guó)成為世界主要無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)，產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第二位［5］。

在此期間，中國(guó)科技生產(chǎn)人員堅(jiān)持獨(dú)立自主、自力更生的精神，結(jié)合中國(guó)的資源和條件，加強(qiáng)資源的開(kāi)發(fā)、利用，改進(jìn)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)開(kāi)發(fā)新的無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝。如，在硼資源利用方面，1963年遼寧省化工研究院開(kāi)發(fā)出適用于東北硼鎂礦資源的碳?jí)A法工藝；在過(guò)氧化氫技術(shù)方面，1971年黎明化工研究院與北京市氧氣廠合作建成300 t/a鎳觸媒蒽醌法生產(chǎn)裝置；在鉀鹽方面，魯南化肥廠1975年開(kāi)發(fā)了離子交換法生產(chǎn)碳酸鉀新工藝等。在生產(chǎn)過(guò)程方面也有不少改進(jìn)提高，大部分操作初步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化［6］。

經(jīng)過(guò)30多年的努力，中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的發(fā)展，并具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)。中國(guó)的無(wú)機(jī)鹽工業(yè)不僅在數(shù)量和品種上基本滿足了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)的需要，并且從根本上扭轉(zhuǎn)了無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品依賴進(jìn)口的局面，并逐步增加出口產(chǎn)品品種和數(shù)量。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)在技術(shù)、裝備、產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)模、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及“三廢”治理等方面仍然存在很大的差距。

3.2 無(wú)機(jī)鹽工業(yè)快速發(fā)展過(guò)程

自1978年以來(lái)，改革開(kāi)放為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入了強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力，相關(guān)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展對(duì)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了拉動(dòng)效應(yīng)。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體制從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，為各產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入巨大活力。國(guó)家將科技發(fā)展作為實(shí)現(xiàn)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的保障。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)政府不斷加大科技投入。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，1991年到2006年期間，政府對(duì)科技研發(fā)的投資增長(zhǎng)了30倍。2000—2012年世界主要國(guó)家及經(jīng)濟(jì)體在科研投入方面的比較如圖2所示。在2009年，中國(guó)研發(fā)的支出就已經(jīng)超過(guò)日本。目前中國(guó)的科研隊(duì)伍規(guī)模和科研投入資金已經(jīng)大體與美國(guó)相當(dāng)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Cooperation and Development）預(yù)計(jì)，到2019年，中國(guó)的科研支出就將超越美國(guó)［7］。

圖2 2000—2012年世界主要國(guó)家及經(jīng)濟(jì)體在科研投入方面比較及至2024年的預(yù)測(cè)［7］

堅(jiān)持把科技創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，努力提高科技創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐和引領(lǐng)作用，著力突破一批工藝和大型成套裝備等核心關(guān)鍵共性技術(shù)，為無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。例如，黎明化工研究院開(kāi)發(fā)出過(guò)氧化氫成套合成技術(shù)；中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司開(kāi)發(fā)出無(wú)鈣焙燒法生產(chǎn)鉻鹽的清潔生產(chǎn)工藝；氯酸鹽電解裝置由內(nèi)循環(huán)式發(fā)展到外循環(huán)復(fù)極式電解槽；安氏法氫氰酸生產(chǎn)技術(shù)等。這些工藝的不斷改進(jìn)，反映了生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷發(fā)展、進(jìn)步。一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，提升了產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。如，在綜合利用方面，2008年磷肥副產(chǎn)氟硅酸制備氟化氫技術(shù)成功工業(yè)化；在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司成功開(kāi)發(fā)出鋰離子電池用六氟磷酸鋰材料；在規(guī)?；矫?，青海鹽湖集團(tuán)年產(chǎn)100萬(wàn)t鉀肥生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、國(guó)投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司的羅布泊鹽湖120萬(wàn)t/a硫酸鉀成套技術(shù)開(kāi)發(fā)等。

同時(shí)，技術(shù)引進(jìn)也加速了無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的裝備和技術(shù)進(jìn)步，形成了技術(shù)引進(jìn)—消化吸收—再創(chuàng)新的技術(shù)升級(jí)過(guò)程，帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。裝備不斷向大型、高效、密閉及連續(xù)化、自動(dòng)化、數(shù)控化方向發(fā)展。以鉻酸鈉、氟化氫、氟化鋁、氯酸鈉、過(guò)氧化氫、磷酸鹽、硅酸鹽等為代表的無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品單套生產(chǎn)裝置能力大幅提升，綜合技術(shù)水平、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)逐步向?qū)I(yè)化、精細(xì)化、功能化發(fā)展。為適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及新的應(yīng)用領(lǐng)域需要，中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向發(fā)展附加價(jià)值更高的精細(xì)化工產(chǎn)品和專用化學(xué)品，使無(wú)機(jī)鹽工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐步從原料加工工業(yè)向材料工業(yè)發(fā)展。如新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)催生的大容量鋰電池電極和電解質(zhì)材料；環(huán)境自清潔無(wú)機(jī)材料；功能陶瓷材料；環(huán)境友好型的洗滌、鈍化和阻燃材料等。隨著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)及新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)及壯大，需要無(wú)機(jī)鹽工業(yè)不斷與時(shí)俱進(jìn)，滿足日益變化的市場(chǎng)需求。與此同時(shí)，產(chǎn)品品種從1980年的約350種增加到1990年的560多種，到 2017 年約為 1 500 多種［8］。

在產(chǎn)品品種增加的同時(shí)，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模也不斷擴(kuò)張。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模的增長(zhǎng)率分析，20世紀(jì)80年代平均年增長(zhǎng)率約為6%；90年代平均年增長(zhǎng)率約為 9%～12%；21世紀(jì)前10 a平均年增長(zhǎng)率達(dá)到12.6%。2000年中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)總產(chǎn)量達(dá)到2 340萬(wàn) t；2010年超過(guò) 5 000萬(wàn) t；2014年之后基本保持在8 000萬(wàn)t/a左右。中國(guó)已經(jīng)發(fā)展為世界最大的無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品生產(chǎn)、出口和消費(fèi)國(guó)。幾十種基礎(chǔ)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力及市場(chǎng)占有率已悄然躍居世界首位。

此外，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)通過(guò)企業(yè)大型化、兼并重組，產(chǎn)業(yè)集中度得到提高。產(chǎn)業(yè)布局合理調(diào)整，并形成區(qū)域產(chǎn)業(yè)群。技術(shù)優(yōu)勢(shì)企業(yè)通過(guò)上下游協(xié)同，延伸了產(chǎn)業(yè)鏈，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。伴隨著清潔生產(chǎn)技術(shù)推廣、節(jié)能減排的不斷完善和深入，中國(guó)無(wú)機(jī)鹽行業(yè)整體實(shí)力邁上了一個(gè)新臺(tái)階。

4 中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展中的突出問(wèn)題

4.1 資源稀缺與消耗過(guò)快

在無(wú)機(jī)鹽工業(yè)擴(kuò)張的同時(shí)，伴隨著大量的礦物資源消耗。中國(guó)優(yōu)勢(shì)的無(wú)機(jī)鹽原料資源，如磷、氟、鋇、鍶、鎢、鉬、釩、稀土礦及芒硝等，成為發(fā)展無(wú)機(jī)鹽工業(yè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)［9］。到2012年，中國(guó)螢石、磷礦石、菱鎂礦、重晶石、銻礦、石墨礦等12種礦物開(kāi)采量位居世界第一，且多數(shù)礦產(chǎn)品的開(kāi)采量占世界開(kāi)采總量的50%以上［10-11］。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期、過(guò)度性開(kāi)采，造成中國(guó)部分優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源保障程度持續(xù)下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年中國(guó)螢石、重晶石、磷礦石基礎(chǔ)儲(chǔ)量分別為 4 081 萬(wàn) t、3 703 萬(wàn) t和 33.1 億 t［11-12］，參照當(dāng)年實(shí)際開(kāi)采水平，理論資源保障年限僅為9、12、33 a。盡管隨著近年來(lái)地質(zhì)勘探程度不斷提高，新增資源儲(chǔ)量持續(xù)增加，但資源快速消耗的總體趨勢(shì)是無(wú)法避免的，資源保障任務(wù)刻不容緩。

資源安全已經(jīng)成為每個(gè)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的核心問(wèn)題。2008年開(kāi)始，歐盟提出“關(guān)鍵原材料”概念，將具有經(jīng)濟(jì)重要性且有高度供應(yīng)中斷風(fēng)險(xiǎn)的原材料視為關(guān)鍵原材料。2017年，歐盟再次更新并遴選出27種關(guān)鍵原材料，包括螢石、重晶石、磷礦石等［13］。

2016年11月中國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布《全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016—2020年）》，明確將磷、鉀、晶質(zhì)石墨、螢石及鋰礦等礦種確定為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄，確保中國(guó)新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。因此，今后國(guó)家將強(qiáng)化相關(guān)資源保護(hù)力度，強(qiáng)化資源高端應(yīng)用［14］。

4.2 綠色發(fā)展與污染治理

無(wú)機(jī)鹽工業(yè)大部分產(chǎn)品來(lái)自礦物加工，生產(chǎn)過(guò)程中極易產(chǎn)生固體廢物、廢水、廢氣等污染源，對(duì)環(huán)境安全造成很大隱患?！笆濉逼陂g，中國(guó)將經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式從原先的單純追求發(fā)展速度逐漸轉(zhuǎn)入追求發(fā)展質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)走生態(tài)文明的發(fā)展道路?！吨袊?guó)制造2025》、《工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃（2016—2020 年）》等國(guó)家戰(zhàn)略明確提出綠色制造工程和綠色發(fā)展的理念。因此，綠色發(fā)展將成為無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

長(zhǎng)期以來(lái)，無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)業(yè)更多地單純追求產(chǎn)出量及產(chǎn)出率，污染控制更多地關(guān)注于末端治理。近年來(lái)隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格和相關(guān)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品能耗、清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、污染物排放強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，黃磷、鉻鹽、二硫化碳、保險(xiǎn)粉、鎂鹽等傳統(tǒng)無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品生產(chǎn)中的污染物排放已經(jīng)得到有效遏制，但生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物及工業(yè)廢棄物的資源化利用同樣不容忽視。例如，2017年，磷化工行業(yè)副產(chǎn)磷石膏量為7 500萬(wàn)t，當(dāng)年綜合利用率僅為38.67%，由于資源化利用技術(shù)的瓶頸，中國(guó)磷石膏累計(jì)堆存量已經(jīng)超過(guò)3億t。資源的浪費(fèi)和污染治理成為制約磷化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵［15］。

污染物控制經(jīng)歷了從早期“先污染后治理”模式到“產(chǎn)生前端控制（即源頭的減量化）、全過(guò)程管理”模式的轉(zhuǎn)變。因此，今后無(wú)機(jī)鹽工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)該通過(guò)工藝改進(jìn)、原材料替代和設(shè)備更新等手段，兼顧生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)可行性和環(huán)境影響等因素，確定優(yōu)先選擇減量化以及采取何種方式進(jìn)行減量化，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境負(fù)荷的降低［16］。

4.3 商業(yè)模式與盈利能力

中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)經(jīng)過(guò)80多年的發(fā)展，總體而言已經(jīng)成為成熟的產(chǎn)業(yè)，但盈利能力不佳。就大宗無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品而言，過(guò)去在不斷追求產(chǎn)出最大化和成本最低化的進(jìn)程中，往往重視投資而忽視了產(chǎn)出效率，進(jìn)而造成諸多產(chǎn)品（如黃磷、芒硝、硫化鈉、氰化鈉、白炭黑、碳酸鈣、氟化鋁等）的產(chǎn)能過(guò)剩［17］。 同時(shí)，低成本競(jìng)爭(zhēng)和同質(zhì)商品化的長(zhǎng)期存在，侵蝕著產(chǎn)品的定價(jià)權(quán)。因此，無(wú)機(jī)鹽行業(yè)今后一段時(shí)期應(yīng)淘汰非綠色、無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)能，投資更加自律，不僅讓生產(chǎn)裝置得到高效運(yùn)行，也要讓產(chǎn)業(yè)投入資金得到高效配置，進(jìn)而加速無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)［18］。對(duì)于精細(xì)化的無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品而言，提高產(chǎn)品的差異化、滿足客戶的定制化需求（如電子工業(yè)要求的高純、超凈電子化學(xué)品），能夠提升生產(chǎn)企業(yè)的議價(jià)能力，進(jìn)而提高盈利能力。因此，提高精細(xì)化率以及擴(kuò)大差異化、性能化無(wú)機(jī)鹽的占比是無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)業(yè)今后發(fā)展的重要方向之一。

4.4 挖掘新興趨勢(shì)，開(kāi)拓新領(lǐng)域

終端市場(chǎng)的變化關(guān)系到無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。社會(huì)趨勢(shì)的變化不斷提出新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，帶動(dòng)終端市場(chǎng)發(fā)生不斷變化。資源稀缺、綠色/可持續(xù)性、新消費(fèi)模式、人口變化、技術(shù)融合與新技術(shù)、城市化、全球化已經(jīng)成為全球化工最為相關(guān)的大趨勢(shì)［19］。綠色能源的發(fā)展，推動(dòng)了儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)而催生了鋰電池產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)了鈷鹽、鋰鹽系列材料的發(fā)展、壯大；汽車(chē)、建筑材料、能源材料的綠色化也將帶動(dòng)相關(guān)無(wú)機(jī)材料的不斷發(fā)展。如圖3所示，自21世紀(jì)開(kāi)始，隨著鋰電池生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步及產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用，帶動(dòng)了關(guān)鍵的鈷、鋰電池材料的需求迅猛增長(zhǎng)。

圖3 近20 a全球鈷、鋰材料生產(chǎn)情況［3］

5 中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)在技術(shù)上的差距

5.1 通用工程技術(shù)（單元操作）

通用工程技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平的主要差距：?jiǎn)螜C(jī)規(guī)模小，精度差，耗能高，自動(dòng)化、專業(yè)化和功能化程度低。應(yīng)用的通用技術(shù)處于低水平的重復(fù)階段，許多高新技術(shù)的應(yīng)用差距更大，如超高溫、超高壓、超真空、超臨界、超微量、失重技術(shù)等。

5.2 裝備和控制系統(tǒng)

國(guó)外大企業(yè)均采用大型或超大型裝置，借助監(jiān)測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行過(guò)程動(dòng)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)優(yōu)化，控制生產(chǎn)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)，實(shí)施全過(guò)程自動(dòng)化。由于過(guò)程控制的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，使得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)環(huán)境良好。

5.3 成套技術(shù)

國(guó)外先進(jìn)技術(shù)除大型化外，最大的優(yōu)勢(shì)是技術(shù)的集成化，從工藝路線研究—設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)—過(guò)程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集—系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)成套。裝置中各環(huán)節(jié)連貫、設(shè)備配置系統(tǒng)、控制節(jié)點(diǎn)具體、工藝參數(shù)可控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與工藝結(jié)合、硬件和軟件配套，工藝路線的實(shí)現(xiàn)依據(jù)工程學(xué)模型的支持，最終達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的可控性［20］。

5.4 基礎(chǔ)研究

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)無(wú)機(jī)材料發(fā)展起步較晚，原始創(chuàng)新偏低，基礎(chǔ)研究對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用不足，尤其是基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、現(xiàn)代物理化學(xué)與材料學(xué)的結(jié)合、滲透不夠。

6 中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展方向

審視中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的發(fā)展歷程，既有取得產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的欣喜，也有對(duì)未來(lái)發(fā)展的深思。無(wú)機(jī)鹽工業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)品的發(fā)展依賴于礦產(chǎn)資源，隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，資源的快速消耗和環(huán)境的壓力給產(chǎn)業(yè)發(fā)展敲響了警鐘。因此，行業(yè)將進(jìn)一步加大投入，走循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路，努力實(shí)現(xiàn)“低投入、高產(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)、可持續(xù)的發(fā)展模式”。同時(shí)，通過(guò)提高化學(xué)合成技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，不斷提高無(wú)機(jī)鹽合成產(chǎn)品的性能和功能，提升產(chǎn)品價(jià)值。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議：1）珍惜礦產(chǎn)、適度開(kāi)采、科學(xué)加工、綠色生產(chǎn)、高效利用。①礦產(chǎn)資源是有限且不可再生的，因此礦物加工工藝必須兼顧礦物全部元素的利用和加工過(guò)程效率和效益的最大化；②提高無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)業(yè)的精細(xì)化、功能化率，提高產(chǎn)品附加值；③推行清潔工藝，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，降低能耗，將環(huán)境污染限制在最低程度；④提高無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品性能及應(yīng)用技術(shù)水平，提高無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品的利用效率，進(jìn)而減少消耗總量。2）協(xié)同創(chuàng)新、產(chǎn)用結(jié)合、要素聯(lián)動(dòng)、先導(dǎo)技術(shù)支撐。①產(chǎn)學(xué)研之間、上下游之間構(gòu)造良好的技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)科技成果與市場(chǎng)需求相結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新價(jià)值、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，推動(dòng)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步；②開(kāi)發(fā)無(wú)機(jī)鹽新產(chǎn)品、拓展傳統(tǒng)產(chǎn)品功能及應(yīng)用，配套、促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求；③發(fā)展高端、中端、基礎(chǔ)產(chǎn)品，發(fā)揮不同類型的企業(yè)的特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)，充分利用科技、金融、產(chǎn)業(yè)鏈資源；④加速微反應(yīng)技術(shù)、超分子技術(shù)、超臨界技術(shù)、超高壓技術(shù)、超高溫技術(shù)、膜技術(shù)、微波技術(shù)、超聲技術(shù)、電磁技術(shù)、信息化應(yīng)用技術(shù)研究，結(jié)合無(wú)機(jī)鹽工業(yè)中的合成、分離、凈化、濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥等過(guò)程，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)、成套技術(shù)和裝備突破，全面提高行業(yè)技術(shù)水平。