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“钨”以稀为贵:供给管制,需求扩张

2023-10-30 07:18
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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作者/星空下的夹心糖

编辑/菠菜的星空

排版/星空下的火锅

近三年来,受钨精矿供应紧张的影响,钨的价格一路水涨船高,相比2020年初,钨精矿的价格已经上涨了约50%。今天,我们也来聊聊钨。

中国白钨精矿价格走势

一、钨:战略性矿产

说起钨(W),我们一定不会陌生,生活中常见的白炽灯的灯丝就是钨丝。当然,钨的应用远不仅如此。

钨的性质独特,是金属里绝对的“硬骨头”,具有极高的熔点、密度和硬度。它的熔点是所有金属元素中最高的,密度与黄金接近,碳化钨的硬度则比肩金刚石。此外,钨还具有良好的导电性和导热性,以及较小的膨胀系数。

据估计,超过一半的钨被用于生产硬质合金零件,主要用于切削和耐磨场景。这些零件的下游应用领域包括建筑、金属加工、采矿以及石油和天然气钻探行业。此外,钨还被广泛应用于制造特种合金、特种钢材,以及用于特殊领域的电极、细丝、电线等。

钨还是关系国家国防安全和经济命脉的“战略性矿产”,被广泛用于军工、交通运输、采掘、工业制造等领域,是加工国之重器的关键工具,因此素有“工业牙齿”之称。例如,为了延长枪管的使用寿命,人们早在1822年就在枪支用钢中加入钨,含钨结构钢则专门被用来制造大口径厚管壁火炮身管。另外,从上世纪70年代以来,钨合金弹芯已广泛用于大口径脱壳穿甲弹,成为当代主战坦克的主要威胁之一。

钨芯穿甲弹

二、优势金属,但也不能掉以轻心

钨是一种稀有的金属,然而,它却是中国的优势资源物种。根据美国地质调查局(USGS)的统计,全球已探明的金属钨资源储量一共380万吨,其中180万吨分布在中国,约占全球总储量的一半。中国金属钨的出口占比则更大,2022年全球一共生产了约8.4万吨的钨,其中的7.1万吨由中国生产,约占85%。因此,可以说全球金属钨主要由中国主导。

2023年全球钨资源分布情况 资料来源:USGS

不过,即使我国是全球最大的钨资源国,我们也不能掉以轻心。首先,按照当前的开采和生产速度(7-8万吨/年),我国的钨资源可能在未来20多年内被耗尽。此外,随着钨资源不断被开采,我国的钨冶炼原料品质逐渐下降,优质钨矿资源消耗严重,品位越来越低。尽管近几十年来冶炼和提纯技术得到了快速发展,但钨精矿的选矿回收率反而不断下降,现在的选矿回收率只有八十年代的一半左右。如果这种情况持续下去,我国钨资源的数量和质量将不断下降,甚至可能丧失竞争力,使我国从资源富国变成穷国。实际上,这种情况不是没有先例。因此,我们必须高度重视钨资源的保护和合理利用,以保障我国的长远利益和国家安全。

1950~2017 年中国钨精矿品位与选矿回收率趋势图 资料来源:《我国钨资源、技术和产业发展现状与展望》

实现钨资源的可持续发展至关重要。自2002年起,我国国土资源部开始实行钨矿开采总量控制,控制指标的增长幅度极其有限;同时,我国对钨产品实行出口配额许可证制度,并禁止外国投资进行勘探和采矿。这些配额管制等措施对于严格保护和合理利用钨资源具有至关重要的作用。

废钨的回收同样至关重要。贫钨国家特别重视钨的回收,例如,日本于1775年就成立了专门的钨回收委员会。相比之下,由于我国钨资源丰富,反而对钨的回收不够重视。

我国的再生钨产业起步较晚,对废钨的回收利用较少。目前,废钨仅占钨供应量的10%,而国外先进国家废钨利用率一般都在30%以上。此外,我国钨资源回收范围相对较窄,主要集中在硬质合金和化工催化剂领域,再利用领域主要集中在合金和钨酸钠等领域。同时,有些回收方法会造成严重的二次环境污染。

古语有云:由俭入奢易,由奢入俭难。

当前,我们确实不缺乏钨资源,但仍需保持警惕,居安思危,兼顾开源和节流。如果我们不采取措施,可能会后悔莫及。

三、蓬勃的新兴产业

我国同时是全球最大的钨消费国,随着中国制造、产业链供应自主可控等相关政策推进,高端制造装备的升级将拉动高性能硬质合金和高端钨材需求的增长。此外,在光伏、锂电池和半导体领域,钨也有大展拳脚的机会。

随着硅片“大尺寸、薄片化”的发展,金刚线面临着进一步细线化的要求。高碳钢丝金刚线产业化极限目前预计为35μm,过细则容易断,且金刚石颗粒会导致切割时硅片表面的损伤。而光伏钨丝凭借其抗疲劳性好、高强度、耐腐蚀、断线率低等优势,拥有35μm以下持续细线化能力,作为光伏金刚线母线材料渗透率将会日益提高。

光伏钨丝产业链 资料来源:智研咨询

钨丝兼具更高的寿命和效率,有望在成本上形成显著优势,且由高碳钢丝转换钨丝对后续生产工艺没有太大影响。根据智研资讯的统计,预计2023年我国光伏钨丝需求将达5506万公里,市场规模将达到18.17亿元;到2025年,行业需求总量将达到33499万公里,市场规模可达85.61亿元,平均一年翻两倍。

另外,在锂电池当中钨也有有望发挥更大的作用。当前,钨主要被用于锂电池涂层,锂电池材料厂商会将碳化钨用于易磨损部位的涂层材料。除此以外,钨还有被直接用于电极的潜力。昆士兰大学的一项研究表明,掺杂钨元素可以改善锂电池正极材料的电化学性能,特别是循环稳定性,并减少副反应的发生。钨也有望用于负极材料,当前常见的石墨负极材料已逼近理论容量,寻找新的负极材料势在必行,含钨材料(如铌钨氧化物)一直是研究的热点。金属钨有望在锂电池上发挥更大作用。

在半导体领域,六氟化钨是全球市场规模第二大的电子特气品种,主要用于逻辑和存储芯片生产流程中的化学气相沉积工艺,其沉积形成的钨导体膜可用于通孔和接触孔的互连线,预计未来六氟化钨需求有望快速增长。

作为一种稀有金属和战略资源,钨的发展事关经济发展和国家安全。我们要用好钨,也要让子孙后代能用好钨。

注:本文不构成任何投资建议。股市有风险,入市需谨慎。没有买卖就没有伤害。

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