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根据国家政策导向,预计未来较长时内国内萤石萤石(萤石的用途)矿年开采配额将保持在1000万吨左右,折合萤石精粉在400万吨左右。而2013年对萤石精粉的需求量将达到408万吨,萤石供给将逐步显现缺口。因此,长期看好萤石矿价格。
一、萤石矿:氟化工的起点
(一)萤石矿简介:氟化工的起源
近年来氟化工行业发展迅猛,可细分为有机氟、无机氟化工两大行业。其下游涉及到机械、电子、冶金、制药等传统行业,在核电、军工、航天等高端领域的应用也越来越广泛。发展氟化工,必不可少的元素之一是氟。氟元素的化合物有萤石(CaF2)、氟磷灰石(Ca5F(PO4)3)、冰晶石(Na3AlF6)、氟镁石(MgF2)、氟化钠(NaF)等近200种,其中萤石是氟化工最重要的原料来源。
萤石除了用于氟化工领域,还广泛应用于冶金、炼铝、玻璃、陶瓷、水泥、化学工业。随着科技和国民经济的不断发展,萤石已成为现代工业中重要的矿物原料,许多发达国家把它作为一种重要的战略物资进行储备。
氟化工以及其它下****业的发展需要大量萤石资源,近年来国内萤石需求量年均增幅大约12%左右。根据相关统计数据,2001国内萤石粉价格约320元/吨,而2011年价格最高时已经达到3000元/吨;2011年下半年萤石粉价格逐步回落;2012年下半年起,国内萤石粉价格触底反弹,目前已经由1450元上涨到1750元/吨。近年萤石价格的大幅波动,即与短期下游需求爆发、炒作等因素有关,又与大的政策环境、国家逐步收紧萤石矿的开发相关。总体上看,未来萤石资源的价格将处于长期上涨通道。
(二)氟化工产业:近年迅猛发展
萤石具有能降低难熔物质的熔点、促进炉渣流动、脱硫、脱磷、增强金属的可煅性和抗张强度等特点。因此,萤石最早是作为助熔剂被广泛应用于钢铁冶炼及铁合金生产、冶铁工艺和有色金属冶炼。
随着氟化学工业的兴起,萤石的下游应用领域开始从传统行业向建筑、电子、能源、环保、信息、生物医药等新领域渗透,氟树脂、氟橡胶、氟涂料、含氟精细化学品、无机氟化物等产品的需求增长迅速。
氟化学工业崛起于二十世纪30年代,其中氟化氢(氢氟酸)是生产各种有机和无机氟化物和氟元素的关键原料。氢氟酸主要通过酸级萤石(萤石精粉)同硫酸在加热炉或罐中反应而产生出来的,分无水氢氟酸和有水氢氟酸两种。
在有机氟化工生产中,氢氟酸通过与氯仿和四氯化碳相互作用,生产毒性小、化学稳定性高的氟化的含氯烃和碳氟化合物,用于生产致冷剂、空气溶胶促进剂、溶剂聚合物的中间体和碳氟化合物树脂和弹性体等。
含氟精细化学品主要包括含氟中间体、含氟医药、含氟农药、含氟表面活性剂及各种含氟处理剂等,其应用领域很广泛,产品产品附加值高,而且每种产品的单一产量比较小。
在无机氟化工业中,氟化合物可以生产杀虫剂、防腐剂、防护剂、添加剂、助熔剂和抗氧化剂等。
除了上述领域外,萤石也广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工业中。在玻璃工业中,萤石作为助熔剂、遮光剂加入,它能促进玻璃原料的熔化。在水泥生产中,萤石作为矿化剂加入,能降低炉料的烧结温度,减少燃料消耗,同时还能增强烧结时熟料液相粘度,促进硅酸三钙的形成。在陶瓷工业中,萤石主要用作瓷釉,它能在瓷釉生产过程中起到助色和助熔作用。
从氟化工产品的附加值情况考察,从最上游的萤石矿开始,随着产品加工深度的增加,氟化工产品的附加值快速增长。例如:萤石矿精粉(95%)的价格在1500元/吨,氢氟酸(55%)的价格在6000-7000元/吨,R22的价格在1万元左右,而PTFE的价格为12万元-18万元,含氟精细化工产品的价格可以达到百万元甚至更高。近年来,我国氟化工行业增长迅速,年均增长率超过15%。
二、氟化工行业迅速发展,萤石矿需求快速提升
(一)无机氟化工:整体处于初级阶段,仍有较大发展余地
氟化氢(氢氟酸)是所有氟化工的基础原料,我国氟化氢产业在近年得到了快速发展。2005年以来,全国各地纷纷上马氟化氢项目,目前国内现有氟化氢生产企业50多家,2011年总产能约145万吨/年,占世界总产能的54%。2011年我国氟化氢产量为100万吨左右,同比增长12%,平均开工率约67%。
应用到集成电路和超大规模集成电路制造的高纯氢氟酸近年来一直处于供不应求状态。相关数据显示,2005年我国电子工业消费高纯氢氟酸近3000吨,其中进口产品1550吨左右,进口量占比52%;2011年消费量超过5000吨,其中进口量2500吨,仍占50%。
为了抵制低端氟化氢产能过快增长,2011年2月工信部发布了《氟化氢行业准入条件》,重点提出新建生产企业的氟化氢总规模不得低于5万吨/年,新建氟化氢生产装置单套生产能力不得低于2万吨/年。同年4月发布的《氟化工产业调整指导目录(2011)》中要求,除电子级及湿法磷酸配套除外,新建氟化氢装置已被列入限制类项目,5000吨/年以下工艺技术落后和污染严重的氢氟酸装置被列为淘汰类。
氟化氢的消费增长主要来自有机氟产品生产,目前,我国氟化氢的第一大应用市场是氟烃工业,占氟化氢总消耗量近60%;其次是金属铝,占比不到30%;再次是无机氟化盐、金属酸洗、军工、民用特种产品生产。
无机氟化工的另一重要产品是氟化铝、人造冰晶石。氟化铝主要用于熔盐炼铝作电解质的调整剂,冰晶石主要用作熔盐炼铝的溶剂。由于这两类产品技术要求相对较低,近些年产能扩张较快,每年也有大量的产品出口。
其它无机氟化工产品包括特种含氟气体、氟硅酸盐、锂电相关产品等,但总体上我国无机氟化工还处于初级阶段,与发达国家相比差距很大。在无机氟化学品众多的产品中,作为氟化工基础原料的氟化氢和铝工业生产的原料氟化铝、冰晶石占绝大部分;氟硅酸盐、氟化氢铵、氟化钾占其次;三氟化氮、六氟化硫仅占极小;而高附加值的六氟磷酸锂、迁移金属氟化物、电子级和光学级无机氟化物、高功能氟化物玻璃、氟化石墨和氟代球碳等产品,多数还是空白。
随着技术的不断进步及下游需求的不断提高,未来我国无机氟化工行业仍有很大提升空间,整体上无机氟化工对萤石的需求量将保持稳中有升的趋势。
(二)致冷剂:ODS替代品仍将产品大量萤石需求
国内致冷剂产品主要以R22、R134a为主,随着蒙特利尔协议期限越来越近,国内R22作为致冷剂的产能不断缩减。
R22作为家用空调制冷剂具有臭氧层破坏效应,蒙特利尔议定书2007修改版加快了淘汰含氯氟烃HCFCs(R22等)的进程,发达国家最终将在2020年淘汰,发展中国家最终在2030年淘汰。2010年发达国家已经禁止在新生产空调上使用R22,国外的R22以及上游甲烷氯化物产能已开始陆续关停,国内开始限制R22扩产。目前替代R22的新型制冷剂为R410a(R125和R32按1:1比例混配而成)。
R410a具有稳定,无毒,性能优越等特点,同时由于不含氯元素,故不会与臭氧发生反应,不会破坏臭氧层。另外,采用R410a的空调在性能方面也会又一定的提高。R410A是目前为止国际公认的用来替代R22最合适的的冷媒,并在欧美、日本等国家得到普及。
国内R125主要通过R22生产(1吨R22产0.6吨R125)。因此,R410替代进程并未大幅影响R22的需求,相反国外产能R22淘汰过快,导致了全球明显的R22供需缺口,因此总体上致冷剂对萤石矿的需求量仍然会保持一定的增长速度。
R134a是目前广泛使用的汽车空调用制冷剂,还可用于生产发泡剂、气雾推进剂等产品。作为汽车用制冷剂,R134a不破坏臭氧层,但具有较高的温室效应。由于还没有优势替代品产生,R134a仍将占据汽车用制冷剂市场的主导地位。
从总体上看,虽然蒙特利尔协议要求淘汰传统制冷剂,但也给新型制冷剂带来了发展空间。因此对于萤石的需求量不可能减少,随着冰箱冰柜、空调、汽车的普及,其对萤石每年的需求量将有明显提升。
(三)含氟聚合物:高端产品较少,产能有提升空间
含氟聚合物具有很多其他聚合物无法比拟的优越性能,如耐候性、电绝缘性、耐摩擦性和耐化学品性能等。含氟聚合物在航空、汽车、石油和化工等领域得到了广泛的应用,聚四氟乙烯(PTFE)是含氟聚合物中最主要、应用最广的品种。其他常见的含氟聚合物还有:全氟烷氧基聚合物(PFA)、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(FEP)、四氟乙烯与乙烯的共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚三氟氯乙烯(PCTFE)等等。
目前,全球PTFE生产厂家约为20余家,遍布世界十几个国家和地区,生产与消费主要集中在中国及西方发达国家和地区,国际上著名的PTFE生产企业主要有:山东东岳、美国杜邦公司、日本大金公司、日本旭化成、三爱富、德国的Dyneon公司、英国ICI公司、俄罗斯的基洛夫化学联合企业、意大利的Ausimont公司、浙江巨圣等。2012年全球PTFE产能约18万吨/年,中国PTFE产能约7万吨。
目前我国主要生产通用型的聚四氟乙烯悬浮树脂,高性能含氟聚合物部分依靠进口。由于国内PTFE新产品和高档次的占比少,因此氟树脂的发展面临着控制总量、调整产品结构和提高档次问题。
PVDF是另一类广泛使用的含氟聚合物,已经广泛的用于化工、电子、医药、建筑、环保、电池、半导体、航空航天等产业。目前世界主要PVDF树脂生产商有ATOFINA、SOLVAY、3M、日本吴羽公司、三爱富等等。全球PVDF产能约5万吨,中国PVDF产能1万吨。
近年来我国汽车行业的快速发展也拉动了对氟橡胶的需求。氟橡胶具有优良的化学特性,主要用作各种要求的耐介质、耐高温材料,如密封件、胶管、胶布和油箱等,因其具有的不可替代性而广泛应用于汽车、石油、化工和机械等行业。其中,60%至70%的氟橡胶用于汽车工业。目前我国氟橡胶的产能约2万吨。
我国氟橡胶在产品品种和应用技术方面与国外相比还存在着较大的差距,国产氟橡胶主要用作各类密封杂件,而技术、质量、生产效率要求较高的曲轴油封、燃油管等产品的市场均被国外巨头所控制,加上汽车工业的召回制度所产生的巨大技术、成本风险,使原配件市场很少直接使用国产胶。其它含氟聚合物如熔融性氟树脂PFA等目前我国产量很小,处于开发阶段;ETFE、全氟离子膜我国几乎没有生产。这几种含氟高分子材料由于性能优异,用途广泛,在国外生产较多。
随着高端含氟聚合物的逐步开发,对于萤石资源的需求量将逐年提升。
(四)含氟精细化学品:附加值高,发展潜力大
含氟精细化学品包括含氟芳香族化合物、酯类化合物、氟醇类产品等。国内含氟精细化学品包括含氟中间体、氟农药、含氟医药、含氟染料、六氟磷酸锂等等。含氟医药包括喹诺酮类药和氟哌酸、环丙氟哌酸等,含氟农药包括乙氧氟草醚、四氟丙酸钠等,国内均已工业化生产,并大量出口。另外,氟碳表面活性剂国内也在迅速开发,其中最大的用途是作为纤维整理剂。
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