长期以来,西方国家一直在对铼资源的垄断,如同一把悬在中国航空工业咽喉上的利剑。然而,2017年,中国陕西和安徽都发现了大规模的铼矿藏。
可这一发现,让某些国家眼红了!
那么,对中国来说这意味着什么?铼又究竟有何神奇之处,能让各国如此重视?
在航空发动机的炽热核心,铼的存在使得发动机部件能够在极端温度下保持稳定。
没有铼,我们今天所熟知的高性能喷气发动机可能就无法存在。
而全球铼资源的分布格局,颇为有趣。
智利、美国、俄罗斯、中国和哈萨克斯坦,是主要的铼资源国。
长期以来,美国在全球铼市场上占据主导地位。
他们不仅拥有可观的储量,还通过各种策略控制着全球铼资源。
这种控制力甚至影响了铼的市场价格,导致了2005-2007年间铼的价格快速飙升。
铼价格暴涨背后的秘密
根据美国地质调查局2021年的数据,全球铼储量约为2650吨。
智利以占比52%位居首位,拥有约1300吨储量。
美国次之,储量约为450吨,占全球总量的17%。
俄罗斯、中国和哈萨克斯坦分别占据第三、四、五位。
美国虽然在储量上不及智利,但通过其先进的开采技术、成熟的回收体系以及与其他国家的战略合作,实际上控制了全球大部分铼资源。
美国不仅是主要的原生铼生产国,还是全球最大的再生铼生产国,每年回收量占全球总产量的80%以上。
美国的这种控制力直接影响了全球铼市场。
2005年至2007年间,由于航空航天产业需求激增,加上美国战略储备政策的调整。
全球铼价格从每公斤约1000美元飙升至近12000美元,涨幅超过10倍。
然而,这个局面正在发生变化,中国的铼产业领域悄然崛起。
中国铼产业的崛起
2021年,陕西省洛南县黄龙铺钼矿区传来重大喜讯:发现了储量高达176吨的铼矿藏,约占全球储量的7%。
这一发现,加上此前在安徽泾县和新疆的重要发现,使得中国的铼储量一跃成为全球第五。
陕西洛南县黄龙铺钼矿区,铼储量丰富,有利于大规模开采和生产。2021年,在新疆又发现了超大型辉钼矿床,不仅是世界级的钼矿藏,其中伴生的铼资源也十分可观。
根据最新数据,中国铼储量已超过200吨,约占全球总储量的8%。
尽管如此,中国的铼产量在全球占比仍然较小,产能不足以满足日益增长的需求。这既是挑战,也是机遇。
江西铜业集团作为中国最大的铜生产企业之一,正积极开发其铜矿中的伴生铼资源。
该集团已经建立了年产3吨的铼生产线,并计划在未来几年内将产能提升至5吨。
然而,尽管国内企业在铼产业上努力发展,中国的铼产量仍然相对较低。据估计,中国目前的铼年产量不足10吨,仅占全球总产量的约5%。
而铼的开采和生产,也并非易事。
由于其稀有性,铼通常作为铜矿开采的副产品被提取出来。
在铜矿石中,铼的含量通常只有百万分之几,需要复杂的冶金工艺才能提取。
除了原生铼的生产,再生铼也是一个重要来源。
德国和美国在铼回收技术上遥遥领先,每年为全球提供大量再生铼。
美国的铼回收率高达80%以上,主要来自废旧催化剂和航空发动机部件。
在航空发动机中,铼的作用堪称神奇。想象一下,在高达1600℃的极端环境中,这些叶片仍能保持稳定工作,这就是铼的功劳。
具体来说,铼在高温合金中的作用主要体现在两个方面。
它能显著提高合金的熔点,使发动机涡轮叶片能够在接近1600℃的高温环境中正常工作。
另外,铼还能增强合金的抗蠕变性能,确保涡轮叶片在长时间高温高压环境下保持形状稳定。
通常,航空发动机中使用的高温合金含铼量在3%到6%之间,这看似微小的比例却能带来巨大的性能提升。
更高的工作温度,意味着更完全的燃料燃烧和更高的能量转化效率。这不仅提高了民用航空的经济性,也大大增强了军用飞机的性能和作战能力。
经过多年努力,中国已经掌握了第三代单晶高温合金的制备技术。
成都航宇超合金技术有限公司,在铼基高温合金的研发和生产方面取得了重大突破。
该公司成功开发出含铼5%-6%的第三代单晶高温合金,其性能已接近国际先进水平。
西安航空动力研究所在铼的提取技术方面也有重要进展。
他们开发出了一种新型的离子交换树脂,能够高效地从含铼溶液中分离出铼,提取效率比传统方法提高了30%以上。
这一技术的应用大大降低了铼的提取成本,为扩大铼的生产规模奠定了基础。这些努力,让中国航空工业打破了国外的技术垄断。
其实,铼元素的应用远不止于此,它在电子工业、催化剂、医疗和化工等领域也大有可为。
在电子工业中,铼被用于制造高温热电偶和电子管灯丝,提高了电子元件的耐高温性能。
在石油化工行业,铼基催化剂在油品重整过程中发挥着重要作用,提高了汽油的辛烷值。
在医疗领域,铼-188同位素被用于癌症放射治疗,有良好的治疗效果。
结语
展望未来,中国铼资源开发前景光明。
随着应用技术的不断提升,我们有理由相信,中国在全球铼产业中的地位将越来越重要。
当然,我们也需要未雨绸缪,研究如何减少对铼的依赖,以应对全球铼需求可能出现的变化。
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参考资料
[1] 【新浪财经】——《铼价飙升背后的市场博弈》
[2] 【法治平安淅川】——《中国突破美国垄断的二十五个顶尖技术》
[3] 【全国党媒信息公共平台】——《全球铼价起伏的背后》