陳正國，顏玲亞，高樹學(xué)

(1.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心，北京 100035；2.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊(duì)，山東 濟(jì)南 250100)

非金屬礦是三大礦產(chǎn)之一，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中具有重要作用。隨著科技進(jìn)步，不斷有新的礦種(亞種)出現(xiàn)，不斷有新的用途被開發(fā)出來[1]。由于應(yīng)用領(lǐng)域的開拓，而身價倍增，發(fā)展迅速，尤其在節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)得到廣泛應(yīng)用，其戰(zhàn)略地位不斷提升。在現(xiàn)代社會，非金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用程度，更是一個國家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的綜合體現(xiàn)，可以預(yù)測人類將回歸大量使用非金屬礦產(chǎn)的“新石器時代”[2]?！笆奈濉逼陂g，在“在碳達(dá)峰、碳中和”的規(guī)劃目標(biāo)下，將大力發(fā)展風(fēng)能、光伏發(fā)電及新能源汽車，以減少碳排放量，晶質(zhì)石墨、葉蠟石、石英等非金屬礦產(chǎn)將發(fā)揮更重要關(guān)鍵作用。本文根據(jù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展必要性、存在供應(yīng)風(fēng)險的短缺性、國內(nèi)資源豐富并具有一定話語權(quán)的市場優(yōu)越性等因素，厘定出晶質(zhì)石墨、螢石、石英、葉蠟石、硼、重晶石、硅藻土、高嶺土、滑石、石榴子石為戰(zhàn)略性非金屬礦礦產(chǎn)，并分析其供需形勢，提出開發(fā)利用建議。

1 有關(guān)戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的概念

礦產(chǎn)資源由于資源稟賦特征，在全球分布不均，致使各國很難完全自給自足，制約和影響相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為加強(qiáng)礦產(chǎn)資源保障和儲備，不同國家和國際組織從資源安全、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等角度出發(fā)，分別提出了“關(guān)鍵礦產(chǎn)”、“戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)”和“戰(zhàn)略性礦產(chǎn)”等概念，這些概念既相互關(guān)聯(lián)又各有側(cè)重，無嚴(yán)格統(tǒng)一界定，且在不同時期甚至有所交叉，充分體現(xiàn)了各地對礦產(chǎn)資源認(rèn)知和管理理念的差異[3]。

1.1 關(guān)鍵礦產(chǎn)

所謂關(guān)鍵礦產(chǎn)是指對國家經(jīng)濟(jì)和安全至關(guān)重要的礦產(chǎn)，主要是美國和歐盟等西方發(fā)達(dá)國家提出的概念。國際上，關(guān)鍵礦產(chǎn)并無統(tǒng)一、嚴(yán)格的定義，各國各機(jī)構(gòu)一般根據(jù)各自的經(jīng)濟(jì)重要性和供應(yīng)風(fēng)險等因素確定。西方發(fā)達(dá)國家從20 世紀(jì)70 年代開始從事與軍工有關(guān)的關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)的研究，這一時期的關(guān)鍵礦產(chǎn)也稱為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)[3]。21 世紀(jì)以來，又瞄準(zhǔn)發(fā)展迅猛的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。目前，美國和歐盟等西方發(fā)達(dá)國家對關(guān)鍵礦產(chǎn)的定義相對統(tǒng)一，指既具有重要經(jīng)濟(jì)性，又存在較高的供應(yīng)風(fēng)險的一類礦產(chǎn)，同時還增加了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的內(nèi)容。

我國有學(xué)者認(rèn)為，關(guān)鍵礦產(chǎn)是人類社會發(fā)展到關(guān)鍵階段，在關(guān)鍵場合發(fā)揮關(guān)鍵性作用的礦產(chǎn)資源。并根據(jù)我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要和國內(nèi)外發(fā)展趨勢，將年需求量不超過20 萬t 且應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛的稀有金屬、稀土金屬、稀散金屬、稀貴金屬、關(guān)鍵性的黑色和有色金屬以及稀有氣體、鈾、部分非金屬礦產(chǎn)資源歸屬于關(guān)鍵礦產(chǎn)[4]。

不同國家由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展階段不同，采取的國家發(fā)展戰(zhàn)略不同，所需要的關(guān)鍵礦產(chǎn)自然不同，所以，關(guān)鍵礦產(chǎn)是一個動態(tài)概念，一般來說，影響或制約一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的緊缺礦種或者優(yōu)勢礦種，會被認(rèn)定為關(guān)鍵礦產(chǎn)。通常也被形象地描述成在國際上“被別人卡脖子”或“卡別人脖子”兩種狀況(具有“殺手锏”效應(yīng))，在我國則是維系國民經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)行的關(guān)鍵性礦種、支撐高新技術(shù)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的小礦種(發(fā)揮“四兩拔千斤”的作用)[5]。

1.2 戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)

戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是對經(jīng)濟(jì)社會全局和長遠(yuǎn)發(fā)展具有重大引領(lǐng)作用的產(chǎn)業(yè)。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)包含三方面的內(nèi)涵： 一是長期性和重要性，主要體現(xiàn)重大技術(shù)突破和重大發(fā)展需求為基礎(chǔ)，對經(jīng)濟(jì)社會全局和長遠(yuǎn)發(fā)展具有重大引領(lǐng)作用； 二是區(qū)別于傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，主要體現(xiàn)在知識技術(shù)密集、物質(zhì)資源消耗少、成長潛力大、綜合效益好；三是需要政府扶持和引導(dǎo)，主要體現(xiàn)政府對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的界定、扶持政策等。

戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)是在以往戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的基礎(chǔ)上附加了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所需礦產(chǎn)的定義。2011 年，我國發(fā)布的《找礦突破戰(zhàn)略行動綱要(2011～2020年)》，明確提出加大“三稀”礦產(chǎn)以及高純石英、晶質(zhì)石墨、金剛石等勘查投入，盡快實(shí)現(xiàn)找礦重大突破；2016 年我國印發(fā)了《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)包括新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、新材料、生物產(chǎn)業(yè)、新能源汽車、新能源、節(jié)能環(huán)保、數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、相關(guān)服務(wù)業(yè)等9 個方面。礦產(chǎn)資源是其發(fā)展的重要基礎(chǔ)。簡單地說，戰(zhàn)略性新興礦產(chǎn)就是在9 大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用的礦產(chǎn)資源。

1.3 戰(zhàn)略性礦產(chǎn)

礦產(chǎn)資源安全始終是國家可持續(xù)發(fā)展的核心問題。早在2002 年，陳毓川[6]院士將戰(zhàn)略性礦產(chǎn)界定為對國家經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展、國防安全必不可少、而國內(nèi)不能保證的礦產(chǎn)資源及可影響國際市場的礦產(chǎn)資源。2016 年，我國發(fā)布的《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016～2020 年)》，將石油、天然氣以及晶質(zhì)石墨和螢石等24 個礦種(組)列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，這是我國首次提出戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄，體現(xiàn)了國家對戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的高度重視。陳其慎[7]提出在我國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)往往是指具有國家戰(zhàn)略意義、需要從國家層面高度重視的礦產(chǎn)資源。王登紅[5]提出“戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)”是在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中必需的或者能夠發(fā)揮關(guān)鍵性作用的礦產(chǎn)。汪靈[8]提出對“戰(zhàn)略性”和“關(guān)鍵性”礦產(chǎn)資源種類的劃定必然是動態(tài)、發(fā)展的。

綜上所述，戰(zhàn)略性礦產(chǎn)是具有中國特色的新概念，它是同時包括國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展等三大要素，并同時包括戰(zhàn)略性能源礦產(chǎn)、戰(zhàn)略性金屬礦產(chǎn)和戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)等三大類礦產(chǎn)資源。我國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)概念的提出，有助于進(jìn)一步重視戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的保護(hù)與開發(fā)利用，通過加強(qiáng)戰(zhàn)略規(guī)劃、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄、形勢分析與預(yù)警、經(jīng)濟(jì)技術(shù)與生態(tài)評價、科學(xué)技術(shù)研究與創(chuàng)新、信息開發(fā)利用等方面的制度建設(shè)，確保戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的安全穩(wěn)定供應(yīng)，保障國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

2 戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)

2.1 戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)定義

國外非常重視戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源保障，2009 年日本列入的31 種優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)中包括硼[3]，2012年日本30 種關(guān)鍵礦產(chǎn)包括石墨、硅、螢石等3 種非金屬礦；2017 年歐盟公布的27 種關(guān)鍵原材料包括重晶石、天然石墨、硼(酸鹽)、螢石、磷、硅、石棉等7 種非金屬礦產(chǎn)；2018 年美國內(nèi)政部公布的35 種關(guān)鍵礦產(chǎn)清單包括螢石、天然石墨和重晶石等3 種非金屬礦產(chǎn)；2019 年澳大利亞發(fā)布的《關(guān)鍵礦產(chǎn)戰(zhàn)略2019》24 種關(guān)鍵礦產(chǎn)中包括石墨[9]。2016 年我國將晶質(zhì)石墨和螢石等非金屬礦產(chǎn)也列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)。

戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)是指對經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和國家安全至關(guān)重要的非金屬礦產(chǎn)。具體包括三個方面含義：①戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必需；②國內(nèi)短缺、供應(yīng)存在風(fēng)險；③國內(nèi)資源豐富、能夠提升國際話語權(quán)和控制力。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)代表新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的方向，是培育發(fā)展新動能、獲取未來競爭力的關(guān)鍵領(lǐng)域。加快戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實(shí)施“中國制造2025”，已成為我國的國家戰(zhàn)略。戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)對支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、支撐制造強(qiáng)國的實(shí)現(xiàn)具有重要的作用。

2.2 戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)的界定原則

根據(jù)戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)的定義，重點(diǎn)關(guān)注以下5個原則：①戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)某個領(lǐng)域重要產(chǎn)品生產(chǎn)制造的關(guān)鍵原材料，這些礦產(chǎn)或者作為組分材料進(jìn)入產(chǎn)品之中，或者作為輔助材料消耗于產(chǎn)品生產(chǎn)過程，均是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必需，并且難以替代，即便在工藝上能夠?qū)崿F(xiàn)替代，也可能對產(chǎn)品的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)成本造成影響；②重點(diǎn)關(guān)注與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的非金屬礦產(chǎn)，排除相關(guān)性不強(qiáng)的基礎(chǔ)性非金屬礦產(chǎn)，以便聚焦重點(diǎn)礦種；③用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)量占總消費(fèi)量一定比例，或戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)使用其中一部分特定資源；④優(yōu)勢礦產(chǎn)(資源優(yōu)勢、市場優(yōu)勢)：出口占比較高，或別國列入的關(guān)鍵礦產(chǎn)，同時我國是其主要進(jìn)口來源國(對別國造成一定供應(yīng)風(fēng)險)；⑤緊缺礦產(chǎn)：存在貿(mào)易安全的非金屬礦產(chǎn)，對我國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)造成一定供應(yīng)風(fēng)險的礦產(chǎn)。

2.3 戰(zhàn)略性非金屬礦種確定

根據(jù)戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)的定義及界定原則，綜合考慮我國非金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀、應(yīng)用領(lǐng)域、未來需求等，暫定晶質(zhì)石墨、螢石、石英、葉蠟石、硼、重晶石、硅藻土、高嶺土、滑石、石榴子石這10 個礦種為戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)。其中：晶質(zhì)石墨、硅藻土、高嶺土、滑石為優(yōu)勢礦產(chǎn)，重晶石、葉蠟石和螢石由優(yōu)勢礦產(chǎn)逐步變?yōu)榫o缺礦產(chǎn)，緊缺礦產(chǎn)為石英(高純)、硼、石榴子石(表1)。

表1 10 種戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)的重要性和2019 年資源及貿(mào)易情況 (單位：萬t)

3 主要戰(zhàn)略性非金屬礦供需形勢

3.1 晶質(zhì)石墨

石墨的傳統(tǒng)用途包括剎車襯里、潤滑劑、粉末金屬、耐火材料和煉鋼等。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)廣泛使用石墨：在信息技術(shù)領(lǐng)域，手機(jī)、平板電腦芯片散熱均要使用天然石墨散熱膜，石墨烯作為一種透明導(dǎo)電材料，可以替代傳統(tǒng)的氧化銦錫(ITO)薄膜用于觸摸屏，未來石墨烯可能用于制作高頻電子器件和光電器件；在新能源領(lǐng)域石墨用作核電閥門密封材料、鋰電池電極材料；石墨用作(氫)燃料電池雙極板可能成為未來最主要用途；在高端制造領(lǐng)域用作航空航天器密封材料、船舶防腐涂料，紅外屏蔽(隱身)材料、雷達(dá)遮蔽材料等，高導(dǎo)熱柔性石墨膜是航天器三線陣電荷耦合(CCD)立體相機(jī)成像質(zhì)量的重要保障條件?；谑P(guān)鍵用途，《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(2018)》將石墨及碳素制品納入新一代信息技術(shù)中的電子核心產(chǎn)業(yè)、前沿新材料、新能源產(chǎn)業(yè)、節(jié)能、密封、保溫材料、新能源材料制造等多個領(lǐng)域[12]。

我國是石墨資源大國、生產(chǎn)大國、消費(fèi)大國及貿(mào)易大國。2019 年石墨(晶質(zhì))基礎(chǔ)儲量9 895.20 萬t(其中儲量978.61 萬t)，2019 年產(chǎn)量、消費(fèi)量、出口量分別為：125 萬t(占世界73.5%)、115.81 萬t(占世界59.9%)、28.89 萬t(占世界73.5%)。由于石墨深加工技術(shù)落后，在大量出口鱗片石墨的同時，大量進(jìn)口石墨深加工產(chǎn)品。2019 年，我國進(jìn)口石墨19.7萬t，其中電池負(fù)極材料用球化石墨進(jìn)口700t(60%以上從日本進(jìn)口)，平均進(jìn)口單價約6 783.14 美元/t(從美國進(jìn)口的球化石墨約5 萬美元/t)，球化石墨進(jìn)口價格是鱗片石墨出口價格的11 倍以上。球化石墨等深加工產(chǎn)品進(jìn)口數(shù)量逐年上升，我國石墨資源利用效率亟待進(jìn)一步提升。相比美國等發(fā)達(dá)國家，我國還沒有對石墨資源進(jìn)行儲備及保護(hù)性開采。自2011年以來石墨產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)口量、均呈增長趨勢(圖1、圖2)。預(yù)測未來新能源汽車的發(fā)展將徹底改變石墨的需求趨勢，使石墨消費(fèi)重心從傳統(tǒng)耐火材料等產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向戰(zhàn)略新興領(lǐng)域。

圖1 2011～2019 年我國石墨產(chǎn)量、消費(fèi)量及自給率

圖2 2011～2019 年我國石墨進(jìn)、出口量

3.2 螢石

超過50%的螢石用于氟化工，約25%用于煉鋼助熔劑，約15%用于水泥、玻璃、陶瓷等工業(yè)。氟化工對螢石的利用首先是轉(zhuǎn)化為氫氟酸(HF)，氫氟酸是煉鋁的關(guān)鍵原料，也是生產(chǎn)其他含氟化學(xué)品的主要原料。大約20%的醫(yī)藥產(chǎn)品、30%的農(nóng)用化合物含有氟。氫氟酸及其他含氟化學(xué)品廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。在信息技術(shù)領(lǐng)域用于生產(chǎn)集成電路、薄膜晶體管液晶顯示器、半導(dǎo)體、光纖激光器和光纖放大器等。在新能源領(lǐng)域用于鈾濃縮和提純加工(氫氟酸是不可替代原料)，用作鋰電池電極、電解液和隔膜材料。在高端制造領(lǐng)域用于火箭燃料氧化劑、航空發(fā)動機(jī)和航天推進(jìn)劑系統(tǒng)密封材料、飛機(jī)蒙皮涂料，用于導(dǎo)彈紅外跟蹤器窗口材料和宇宙飛船紫外光學(xué)儀器透鏡材料、原子激光器材料，用于雷達(dá)表面涂層、艦船防腐涂料等。第四代核反應(yīng)堆釷基高溫堆使用液態(tài)氟熔鹽(FLiBe)作冷卻劑。新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中，含氟化合物因具有易溶于脂質(zhì)、安全、健康、副作用小等特性，在抗癌劑、麻醉劑、殺菌劑、動物用藥等新醫(yī)藥產(chǎn)品制備中被大量使用[13]。

我國螢石儲量居世界第二，產(chǎn)量、消費(fèi)量居世界第一，2019 年世界螢石儲量3.1 億t、產(chǎn)量580 萬t。我國螢石基礎(chǔ)儲量5 198.16 萬t(其中儲量1 689.36萬t)、約占世界16%，產(chǎn)量400 萬t、約占世界57.1%。2019 年我國螢石消費(fèi)量、出口量、進(jìn)口量分 別 為369 萬t、68.77 萬t、37.41 萬t。自2011年以來，螢石消費(fèi)量保持穩(wěn)定(圖3)，未來與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的氟化工業(yè)對螢石的需求會持續(xù)增長。近年來我國螢石進(jìn)口數(shù)量總體呈上升趨勢(圖4)。2019 年靜態(tài)保障年限僅為11 年，且隨著多年的開采，高品位、易開采的螢石資源減少過快，螢石逐漸由優(yōu)勢礦產(chǎn)變?yōu)榫o缺礦產(chǎn)。

圖3 2011～2019 年我國螢石產(chǎn)量、消費(fèi)量及自給率

圖4 2011～2019 年我國螢石進(jìn)、出口量

國外螢石資源較豐富的國家有墨西哥、南非和蒙古，儲量分別為6 800 萬t、4 100 萬t、2 200 萬t，產(chǎn)量分別為110 萬t、26 萬t、22 萬t。

3.3 石英

石英傳統(tǒng)用途包括玻璃、陶瓷、鋼鐵、鋁合金和有機(jī)硅化工等。高純石英原料廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，最重要的用途是在信息技術(shù)領(lǐng)域，用于制作集成電路(芯片)，包括處理器、存儲器等；其次是制作石英光纖、液晶顯示器玻璃基板、晶圓生長容器石英坩堝、光掩?；?，石英晶體振蕩器，印刷電路板等。在新能源領(lǐng)域用于制作太陽能電池組件。在高端制造領(lǐng)域用于航天器光學(xué)系統(tǒng)、紅外跟蹤系統(tǒng)、分光器、準(zhǔn)分子激光器、光電探測器等窗口材料，用于飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星等防熱部件，用于導(dǎo)彈天線罩、軍事飛行器雷達(dá)罩。

book=5,ebook=11

我國石英資源細(xì)分為冶金用、玻璃用、水泥配料用等種類。普通用途的石英砂、石英巖、脈石英等資源目前可保障。國內(nèi)尚未查明具有一定規(guī)模的高純石英優(yōu)質(zhì)原料。所謂高純石英優(yōu)質(zhì)原料是指在一定的工藝條件下，能夠提純加工出SiO2純度大于99.99%(4N)的高純石英高端產(chǎn)品的天然石英礦物原料[8]。受資源限制，2019 年我國石英類產(chǎn)品進(jìn)口量277.01 萬t；其中SiO2純度99.99%的超高純石英進(jìn)口量14.54 萬t，進(jìn)口價格高達(dá)9 044.54 美元/t。自2011 年以來，石英類產(chǎn)品進(jìn)口量呈快速增長趨勢(圖5)。我國可用于提純高純石英的原料規(guī)模小，資源稟賦較差、供需形勢嚴(yán)峻。

圖5 2011～2019 年我國石英產(chǎn)品進(jìn)口趨勢

當(dāng)前全球半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)值占GDP 的比例約0.5%，硅半導(dǎo)體占半導(dǎo)體的比例超過90%。高純石英原料的尋找既具有保障新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略意義，也具有很現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義。

3.4 葉蠟石

葉蠟石用于耐火材料、油漆和陶瓷領(lǐng)域。在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用主要作為組成成分生產(chǎn)玻璃纖維(生產(chǎn)1t 玻纖，需要0.6t 葉蠟石)。在信息技術(shù)領(lǐng)域，玻璃纖維用于制作光纖纖芯包層，印刷電路板玻纖電子布；在高端制造領(lǐng)域，玻璃纖維用于制作直升機(jī)漿葉、方向舵、雷達(dá)罩、各類儀表盤、飛機(jī)固體發(fā)動機(jī)殼體等，用于制作導(dǎo)彈外殼、防彈盔甲、宇航服反射絕緣層和外防火層；在新能源領(lǐng)域，玻璃纖維布用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，鋰電池隔板、隔膜。在健康環(huán)保領(lǐng)域，玻璃纖維過濾材料用于過濾各種煙氣粉塵，血液凈化，用于汽車尾氣處理。此外，葉蠟石作為主體材料，可用作金剛石、立方氮化硼等超硬材料生產(chǎn)中密封傳壓介質(zhì)材料[14]，年需求量約4 萬t。而葉蠟石的脫水溫度為600～800℃，是一種較理想的燒蝕材料，已應(yīng)用于航天領(lǐng)域[15]。

我國玻纖生產(chǎn)原料有葉蠟石和高嶺土，葉蠟石為原料的生產(chǎn)廠家數(shù)量占81%以上，玻纖產(chǎn)量占70%[16]，2016～2019 年，葉蠟石用于玻璃纖維領(lǐng)域的消費(fèi)量約151.2～229 萬t，需求量逐年提升。

2019 年我國葉蠟石基礎(chǔ)儲量2 952.17 萬t(儲量332.75 萬t)，玻璃纖維用葉蠟石約占資源儲量的25%(765.42 萬t)，葉蠟石需求量約310 萬t(其中玻璃纖維需求量約229 萬t)，靜態(tài)儲采比僅10 年,并呈逐年降低的水平(圖6)。其中用于玻璃纖維、超硬材料合成領(lǐng)域用葉蠟石資源緊缺，對我國新材料產(chǎn)業(yè)造成一定的供應(yīng)風(fēng)險。

圖6 2011～2019 年我國葉蠟石儲采比趨勢

3.5 硼

世界上超過四分之三的硼資源被用于陶瓷、洗滌劑、肥料和玻璃生產(chǎn)。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)也廣泛使用硼。在信息技術(shù)領(lǐng)域，硼是重要的半導(dǎo)體摻雜劑，用于制作p 型半導(dǎo)體。在新能源領(lǐng)域，硼用作壓水堆中子吸收劑，碳化硼用作高溫氣冷堆、快中子增殖反應(yīng)堆中子吸收體。在高端制造領(lǐng)域，高純度硼粉(99%)用于固體火箭含硼富燃料推進(jìn)劑，硼化物用作空間核反應(yīng)堆控制棒和飛行器鼻錐、機(jī)翼前緣、發(fā)動機(jī)渦輪風(fēng)扇等超高溫部件材料。釹鐵硼(Nd2Fe14B)永磁材料廣泛用于各領(lǐng)域，如新能源汽車電動機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)器人伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)、核磁共振成像儀等。含硼超導(dǎo)材料二硼化鎂是一種前沿新材料，在磁懸浮列車、核磁共振成像、高效電力傳輸?shù)确矫嬗袕V闊應(yīng)用前景。在新材料領(lǐng)域，近年來硼元素將應(yīng)用于新一代鋰硫電池、高效晶硅太陽能電中[17-18]。

2019 年我國硼礦基礎(chǔ)儲量(B2O3含量)3 873.87萬t(其中儲量1 388.32 萬t)，主要分布在遼寧(沉積變質(zhì)型)和青海(鹽湖型)。當(dāng)前開采加工利用的主要是遼寧硼鎂石礦石，這部分礦石基礎(chǔ)儲量僅有163 萬t，大量硼鎂鐵礦、鹽湖型硼礦暫不能規(guī)?；I(yè)利用?；鹕匠练e型硼礦可以利用但規(guī)模小。2019 年我國硼產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)口量分別為25 萬t、49.79 萬t、25.12 萬t，出口量僅為0.34 萬t。國內(nèi)硼砂及精礦、硼的氧化物及硼酸較難滿足國內(nèi)市場的需求，一直大量進(jìn)口，2017 年我國硼砂進(jìn)口對外依存度達(dá)到82%[19]，主要從美國進(jìn)口；硼酸則主要從美國、俄羅斯、智利和玻利維亞進(jìn)口；天然硼酸鹽主要從玻利維亞進(jìn)口。硼進(jìn)口份額占比及進(jìn)口國家集中度風(fēng)險較高。由于近年來，美國“單邊主義”等貿(mào)易保護(hù)主義措施，為我國未來進(jìn)口硼增加了不確定性。

3.6 重晶石

重晶石用于鉆井泥漿行業(yè)占85%～90%，鋇化工行業(yè)5%～10%，其他用途低于5%。目前， 全球只要涉及到油井生產(chǎn)或油氣混合井生產(chǎn)都應(yīng)用重晶石，尚無其他性價比更優(yōu)的替代礦產(chǎn)。重晶石也是鋇化工及防核輻射等軍工原料的最優(yōu)選擇，并在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用[20]。

重晶石是我國優(yōu)勢礦產(chǎn)，儲量居世界第三，約占世界的12%。位居第一的為哈薩克斯坦，儲量8 500 萬t，占比28.43%，印度儲量5 100 萬t，占比17.06%。2019 年我國重晶石基礎(chǔ)儲量3 469.12萬t(儲量1 270.89 萬t)。2019 年我國重晶石產(chǎn)量、消費(fèi)量、出口量分別為290 萬t(約占世界3%)、189.21 萬t(約占世界18%)、112.61 萬t(約占世界26%)。我國是全球第一大重晶石出口國，主要出口到美國、墨西哥、荷蘭、沙特、馬來西亞等油氣生產(chǎn)國。美國重晶石高度依賴進(jìn)口，2014～2018 年美國重晶石平均對外依存度高達(dá)82%，其中有68%來源于中國[20]。自2015 年以來，我國重晶石出口量逐年降低，進(jìn)口量呈波動增長趨勢(圖7)。

圖7 2015～2019 我國重晶石(硫酸鋇)進(jìn)、出口量

我國重晶石經(jīng)過20 多年的過度開采，儲采比由2001 年的29.04 快速下降到2019 年11.96，資源安全風(fēng)險不斷升高。重晶石被歐美列為關(guān)鍵礦產(chǎn)，根據(jù)遏制力原則，我國作為供應(yīng)鏈另一端的生產(chǎn)大國，重要貿(mào)易對象國重視的關(guān)鍵原材料，我國也應(yīng)列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)加以重視。

3.7 硅藻土

硅藻土的最大用途在健康環(huán)保領(lǐng)域，包括純化酒類和清洗潤滑油脂，去除供水系統(tǒng)中的微生物污染物，吸附玻璃生產(chǎn)、電池生產(chǎn)廢水中的重金屬離子，處理造紙廢水、印染廢水、城鎮(zhèn)生活污水、含油廢水，用作無毒殺蟲劑，在生物材料領(lǐng)域硅藻土主要用作是生物催化技術(shù)重要的載體材料，用于人類血漿的過濾、藥物加工等。硅藻土還可制作石英球形微粉，在信息技術(shù)領(lǐng)域用于電子封裝。在高端制造領(lǐng)域用于飛行器防熱部件。在新能源領(lǐng)域，硅藻土被認(rèn)為是制造多孔硅電池負(fù)極十分有前景的原材料[21]，硅—氧化錳有望作為超級電容器電極材料，硅藻太陽能電池是硅太陽能電池的一個發(fā)展方向，硅藻土還是室溫儲氫的理想物理吸附材料，硅藻土復(fù)合材料可作為潛熱儲能技術(shù)相變材料。

2019 年我國硅藻土基礎(chǔ)儲量2.03 億t(儲量1.49億t)，其中吉林省基礎(chǔ)儲量1.60 億t(儲量1.19 億t)，占全國79.2%。2019 年我國硅藻土產(chǎn)量、消費(fèi)量、出口量、進(jìn)口量分別為42萬t、42.02萬t、1.08萬t、1.12萬t，供需基本平衡。優(yōu)質(zhì)硅藻土僅集中于吉林省長白山地區(qū)，其他礦床大多含較多雜質(zhì)，不能直接深加工利用。從全球看，美國是最大資源國、生產(chǎn)國和消費(fèi)國，我國硅藻土資源開發(fā)利用具有較大發(fā)展空間，進(jìn)、出口量在1 萬t 左右(圖8)，總體供應(yīng)風(fēng)險不大。

3.8 高嶺土

高嶺土是先進(jìn)陶瓷、功能填料、催化劑等材料，用途包括陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè)、涂料、耐火材料及水泥工業(yè)、石油化工和醫(yī)藥紡織等多個領(lǐng)域[22]，在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)用于建筑相變儲熱材料、太陽能儲能材料、生物醫(yī)藥、吸附材料、分子篩原料[23]。

我國是高領(lǐng)土資源大國，2019 年高嶺土基礎(chǔ)儲量73 398.74 萬t，我國高嶺土產(chǎn)量世界排名第五位，2019 年產(chǎn)量、表觀消費(fèi)量、出口量、進(jìn)口量分別為320 萬t(占世界8%)、290.04 萬t(約占世界7%)、92.03 萬t(約占世界9%)、62.07 萬t(約占世界6%)。2012～2019 年我國高嶺土產(chǎn)量、消費(fèi)量保持穩(wěn)定，進(jìn)口量呈增長趨勢，出口量呈下降趨勢(圖9)。我國高嶺土產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在著優(yōu)質(zhì)高嶺土資源日趨緊張，優(yōu)質(zhì)高嶺土依賴進(jìn)口。

3.9 滑石

滑石用作耐火材料、造紙、橡膠的填料、絕緣材料、潤滑劑、農(nóng)藥吸收劑、皮革涂料、化妝材料及雕刻用料等。在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊，比如滑石降低陶瓷燒成溫度，節(jié)能效果顯著；滑石微孔陶瓷用于凈化汽車尾氣，減少環(huán)境污染；滑石制造高頻和超高頻絕緣電瓷，用于無線電、雷達(dá)、遙控等國防工程；在塑料中用作功能材料，明顯改善產(chǎn)品性能，降低成本，汽車工業(yè)向輕量化方向發(fā)展，未來滑石在汽車用塑料的需求量將會進(jìn)一步加大。

我國滑石資源豐富，分布廣且相對集中。2019 年我國滑石基礎(chǔ)儲量8 891.69 萬t(其中儲量2 672.63 萬t)，主要集中在江西、遼寧、青海、山東、廣西五省，占全國滑石儲量的92%。我國是世界上最大的滑石生產(chǎn)國、消費(fèi)國和出口國，2019 年滑石產(chǎn)量、消費(fèi)量、出口量分別為180 萬t(占世界27.27%)、120.68 萬t(占 世界18.28%)、68.96 萬t(占世界25.54%)。2019 年我國進(jìn)口滑石9.64 萬t，主要為專門用途的滑石粉體。我國中低檔滑石供大于求、高檔滑石供不應(yīng)求。2011 年以來，產(chǎn)量和消費(fèi)量保持穩(wěn)定，進(jìn)口量呈上升趨勢(圖10)。

圖10 2011～2019年我國滑石生產(chǎn)、消費(fèi)、貿(mào)易情況

3.10 石榴子石

石榴子石除了砂輪、砂紙等傳統(tǒng)用途外，也具有重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)用途，在信息技術(shù)領(lǐng)域，石榴子石用作砂磨介質(zhì)拋光和精磨半導(dǎo)體硅片，用于人工合成釔鋁榴石激光晶體，用于合成鎵釓榴石以制造計(jì)算機(jī)存儲元件。釔鐵石榴石是微波雷達(dá)控制高頻信號的組分。在高端制造領(lǐng)域，石榴子石用于航天器、飛機(jī)制造等切割和拋光作業(yè)，用于艦船、油氣采掘設(shè)備管道等切割和噴砂除銹作業(yè)。純度高、質(zhì)量優(yōu)的石榴子石被用作制造精密儀器儀表的軸承。在健康環(huán)保領(lǐng)域，石榴子石用作水過濾器的底層介質(zhì)。

美國石榴子石的主要用途是噴砂(去銹)、水射流切割、水過濾介質(zhì)，消費(fèi)石榴子石的行業(yè)包括飛機(jī)和汽車制造商、電子元件制造商、過濾工廠等。水力射流切割產(chǎn)生塵埃少、切割速度高，且無火災(zāi)危險，是一種新型、環(huán)保、安全的切割方式，在我國高端制造領(lǐng)域具有很大應(yīng)用前景。2019 年我國石榴子石基礎(chǔ)儲量2 372.96 萬t(儲量697.7 萬t)，2019 年，世界石榴子石產(chǎn)量120 萬t，中國產(chǎn)量31萬t，占比25.83%，進(jìn)口石榴子石(含剛玉巖、剛玉砂及其他天然磨料)5.62 萬t，出口27.15 萬t。未來石榴子石作為研磨和切割材料，在運(yùn)輸機(jī)械、軍工部門和尖端工業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)市場前景看好。目前，我國具有高端工業(yè)利用價值的鐵鋁榴石資源家底不清，亟需開展石榴子石的分類評價。

4 結(jié)論和建議

4.1 主要結(jié)論

(1)根據(jù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必需、國內(nèi)短缺的并存在供應(yīng)風(fēng)險性及國內(nèi)資源豐富、能夠提升國際話語權(quán)和控制力等原則，初步厘定晶質(zhì)石墨、螢石、石英、葉蠟石、硼、重晶石、硅藻土、高嶺土、滑石、石榴子石等10 種礦產(chǎn)為戰(zhàn)略性非金屬礦礦產(chǎn)。根據(jù)資源形勢、需求變化、技術(shù)進(jìn)步等影響因素需動態(tài)調(diào)整。

(2)晶質(zhì)石墨在戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中，戰(zhàn)略地位居首位。石墨被美國、歐盟、澳大利亞列為關(guān)鍵礦產(chǎn)。近幾年我國加大了勘查投入，新發(fā)現(xiàn)了一批超大型晶質(zhì)石墨礦床，資源優(yōu)勢地位逐年增加。同時螢石、重晶石也是美國、歐盟的關(guān)鍵礦產(chǎn)，近年來，我國由于過度開發(fā)，螢石、重晶石逐漸由優(yōu)勢礦產(chǎn)變?yōu)榫o缺礦產(chǎn)。

(3)硅是新一代信息技術(shù)、新能源的基礎(chǔ)性關(guān)鍵材料，日本、歐盟將其列為關(guān)鍵礦產(chǎn)。我國與硅有關(guān)的可以加工高端高純石英的原料緊缺并依賴進(jìn)口，我國應(yīng)高度重視其資源的開發(fā)利用。

(4)葉蠟石的戰(zhàn)略地位逐年提升，用于新功能材料(玻璃纖維、超硬材料)中的葉蠟石供應(yīng)風(fēng)險較大，逐漸由優(yōu)勢礦產(chǎn)變?yōu)榫o缺礦產(chǎn)。

(5)硼被歐盟和日本列為關(guān)鍵礦產(chǎn)。未來，硼在新一代電子產(chǎn)品、清潔能源、新材料、新能源汽車產(chǎn)業(yè)等方面得到更為廣泛的應(yīng)用，我國硼對外依存度高達(dá)80%，供應(yīng)風(fēng)險較大。應(yīng)充分利用國外優(yōu)質(zhì)硼資源，建立多元化硼資源供給體系。

(6)硅藻土供需基本平衡，供應(yīng)風(fēng)險不大。但優(yōu)質(zhì)硅藻土在全球?qū)儆诰o缺資源。

(7)高嶺土在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)具有重要作用，煅燒高嶺土用煤系及硬質(zhì)高嶺土為優(yōu)勢礦產(chǎn)，其他普通砂性高嶺土為一般礦產(chǎn)，銅板紙用片狀高嶺土為短缺礦產(chǎn)。

(8)滑石在我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊，我國是世界上滑石生產(chǎn)大國及消費(fèi)大國，總體能滿足需求，高純白滑石不能滿足需求。

(9)目前，我國具有高端工業(yè)利用價值的石榴子石資源家底不清，亟需開展石榴子石的分類評價及完善高端利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等工作。

4.2 建議

“十四五”規(guī)劃明確提出“堅(jiān)持總體國家安全觀，實(shí)施國家安全戰(zhàn)略，保障能源和戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源安全，發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。加快壯大新一代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車、綠色環(huán)保以及航空航天、海洋裝備等產(chǎn)業(yè)”。戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的安全保障問題被提到國家安全的新的重要高度。這也意味著“十四五”期間，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將會快速發(fā)展，也必然對戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源形成巨大需求。從全球范圍看，各國對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度空前加大，在戰(zhàn)略性資源控制和儲備方面的重視程度和相關(guān)行動也空前一致。針對國內(nèi)戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)安全保障，提出如下建議。

(1)必須高度重視增強(qiáng)自主可控能力，從頂層設(shè)計(jì)發(fā)力，全力保障資源供應(yīng)和全產(chǎn)業(yè)鏈安全。將戰(zhàn)略性非金屬礦納入中央及地方財政公益性、基礎(chǔ)性調(diào)查規(guī)劃中，改變以往在區(qū)調(diào)、礦調(diào)等基礎(chǔ)性工作中極少涉及非金屬礦產(chǎn)的狀況，有針對性地加大晶質(zhì)石墨，葉蠟石、螢石、高純石英原料、硼礦、重晶石、石榴子石等礦種的勘查投入，提高資源保障，支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

(2)深入分析戰(zhàn)略性非金屬主要應(yīng)用終端、產(chǎn)品用途不可替代性、高端領(lǐng)域需求量以及前瞻應(yīng)用領(lǐng)域，加大戰(zhàn)略性非金屬產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，打造集礦業(yè)開發(fā)—選礦提純—新材料加工—高端元器件制造—戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用為一體的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，提高資源利用效率。

(3)要以“一帶一路”建設(shè)為契機(jī)，深化礦業(yè)國際合作，充分利用中國部分戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的采冶技術(shù)優(yōu)勢，深度參與戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)的合作開發(fā)利用。同時適度開放國內(nèi)市場，建立戰(zhàn)略性礦產(chǎn)合作組織，設(shè)立技術(shù)合作、市場開放、供給優(yōu)先、金融支持等機(jī)制，構(gòu)建從供應(yīng)國到消費(fèi)國的供應(yīng)鏈保障體系，全面融入國際戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)新格局。