我国非金属矿业的科技保障工作亟待加强


来源:中国建材网

标签 非金属矿
非金属矿业是朝阳产业非金属矿业是以非金属矿产资源为原料,集采矿、选矿和精细化加工为一体的国民经济重要行业。非金属矿产的工业应用主要取决于矿物材料的化学组成及其物理化学特征,如光学、电学、磁学、声学、热力学等性质,以及矿石的溶解、吸附、催化、扩散、悬浮等工业技术特征,绝大部分非金属矿产是利用其天然固有的或加工后形成的技术物理特性。非金属矿物材料是传统产业发展大量需求的基础原料,与建材、化工、轻工、冶金、机械、交通、能源、电子等传统产业发展和产品的更新换代密切相关,如造纸工业的铜版纸、涂布纸等高档纸需要大量的高纯超细的 碳酸钙高岭土、滑石等高白度非金属矿物填料和涂料;同时也是高新技术发展不可缺少的辅助材料,与微电子、信息、生物、航空航天、海洋开发以及新材料、新能源为主的高技术和新材料产业密切相关,如高纯石英是集成电路芯片、塑封材料、光导纤维、光纤型激光源和辐射管及单晶硅生产用坩埚的主要材料。用石墨制成的材料具有优良的隔热、耐高温(3000℃以上),减磨润滑和防辐射性能,可作为防原子辐射的外壳、火箭、导弹、航天和宇航设备零件等。此外还可作为环保和生态建设的廉价而高效的材料。因此,非金属矿业不仅是传统的工业原料,在人类科技进步中常成为新兴产业的先导行业,其发展和应用水平是代表一个国家科技进步水平的重要标志之一。近50年来,世界非金属矿业有了突飞猛进的发展,其产值从1950年的407亿美元增长到2000年的2100亿美元,预计到2020年可达4000亿美元。经济发达国家非金属矿业的产值已是金属矿产值的2~3倍。改革开放以来,我国非金属矿业高速发展。1990年非金属矿业总产值为99.43亿元,到2005年则高达900亿元。平均年增长率达到了60%以上。随着国际经贸全球化的发展,非金属矿业已成为国外跨国公司重要的战略目标之一。如AMCOL公司总部在美国伊利诺斯州,是世界膨润土主要供应商,在世界各地有52个生产基地,其产品应用于铸造加工、钻井、化妆品、造纸、医药、陶瓷、汽车、塑料添加剂等行业,2005年销售额为5.36亿美元。

销售地区:美国占66%,欧洲24%,亚太地区10%。鲁兹耐克(LUZENAC)公司是世界主要滑石供应商,在欧、美、亚太等地区有11个矿山,20个加工厂,年生产能力为140万吨滑石,供应超过25%的世界所需滑石材料。

  中国非金属矿业的发展前景我国是世界上非金属矿供应大国,已经开发利用的矿种超过130种。其中,萤石、滑石、石墨、 重晶石、硅灰石、膨润土、伊利石、菱镁矿等20多种矿产的探明储量位居世界前列。萤石、石墨、重晶石、滑石、硅质原料等矿种的产量位居世界第一。我国非金属矿产品和制成品出口世界130个国家和地区,如石墨、萤石、重晶石、硅灰石、石材等产品在国际市场上占有较大份额。但是,我国的出口产品以原矿石和粗加工产品为主,价格低廉,而且低出高进的现象十分严重,如我国高岭土出口每吨平均价格仅35.52美元,而进口平均价格为205美元,资源浪费严重。矿山与加工企业规模小,生产集中度低,科技含量不高,劳动生产率低,产品单一,市场应变能力弱,经济效益差。随着改革开放的深入,我国非金属矿业正在蜕变与新生。中国高岭土公司已是国内生产规模和销售居同行业之首的联合企业,拥有3座高岭土矿山,3个选矿加工厂和1个磨粉厂,采矿能力达25万吨/年,选矿12万吨/年,粉状高岭土5万吨/年,并建立了一个从事高岭土选矿技术工艺和新产品开发的研究所。洛阳冠奇工贸有限责任公司集科、工、贸、研于一体,依托优质矿山资源,独特的工艺技术,生产低含量微量元素的碱性电池用石墨,锂离子电池用球化石墨,超高纯度(99.98%)光谱级石墨和超微粉石墨,产品90%出口,2005年销售收入超过3亿元人民币。安徽国风非金属高科技材料有限公司是“十五”期间的重点建设工程,重钙产品产量居全国同行业之首,干法生产2μm重钙粉填补了国内空白。中国非金属矿业正依托我国独有的非金属矿产资源优势,蕴含着后发优势的潜能,沿着“高起点、高科技、高投入、实现产业规模化,加工装备现代化,产品精细化和系列化”的发展战略目标奋进。

但是,目前非金属矿业最为急需的还不是资金投入,而是非金属矿业无所依托的科技保障体制。我国与发达国家的非金属矿业相比固然差距还很大,但差距最大的是科技创新体制尚未建立,科技投入的机制十分脆弱。世界最大的伊莫瑞斯黏土公司,年销售额已达30多亿欧元,公司分布于39个国家,已在我国的芜湖、晋阳、大连、贵阳、常州等地设有非金属矿物材料加工制品厂。该公司拥有240多名科技人员,分别在14个实验室和科技中心工作,在矿物材料的理化性能研究及针对客户需求的新产品、新配方研究领域不断开展卓有成效的研发工作。企业每年投入的研究经费约达3000万欧元,这是保证公司发展的雄厚基础。欧、美等发达国家,通过各种投入渠道,依托大学科研力量,在矿物材料学研究领域有了快速的进展,传统的非金属矿物不断开发出新的功能,可利用的矿物岩石材料不仅不断地有新矿种出现(包括部分金属矿物的材料学应用),而且各种非金属矿产间互相代用的领域不断扩展。欧美发达国家在非金属矿业领域的科技政策大体分为国家和企业两个层面,国家政策关注基础理论和应用基础研究;企业则关注新产品研发应用研究。在科技投入机制上,广泛地采用科、工、贸三结合和产学研三结合的方式。反观我国在非金属矿业方面的科技政策保障和经费投入的机制,则差距是十分明显的。我国要从非金属矿资源大国向非金属矿业强国转变,必须高度关注科技保障体制和投入机制的创新建设。

  关于加强非金属矿业科技保障的几点建议非金属矿业在矿物原料中所占比重越来越大,在人类社会节能、环保领域有重要的应用价值。但是,非金属矿业在资源找矿勘查、开采、选矿和精细化加工等方面都有大量亟待研究和攻克的难题,需要国家和全社会予以重视和切实的支持。

  (1)非金属矿产地质勘查技术研究亟待加强。由于非金属矿床与围岩差别较小,现代勘查技术(如物探、化探、遥感等)的应用相对滞后,很多非金属矿的保有资源量已经不能满足国民经济发展的要求,如优质滑石资源已近枯竭。非金属矿的找矿勘查难度越来越大,非金属矿床的经济价值又不易评价,现代可利用的非金属矿物和岩石已有250多种,每个矿种又有许多矿床类型,每一种非金属工业矿物又有多种用途,如膨润土就可以有泥浆、吸附剂、除臭脱色剂、涂料、隔热材料、核废料处理等几十种主要应用领域,而且其用途随科技进步在不断增加,这就给矿床评价带来了很大难度。因此必须加强非金属矿床的基础地质研究和勘查技术研究。

  (2)进一步开展矿物材料学研究。矿物材料学是人类探索工业矿物应用新领域的基础,如 电气石具有热电性和压电性,但直到1989年日本学者发现电气石具有自发极化性,使电气石成为环境保护和医疗保健应用的宠物,这几年涉及电气石的专利快速增长,美国276项、欧洲256项、日本112项,主要集中于水处理(去污净化)、填料、声电材料、涂料、医疗保健等。20世纪中后期,透辉石、 透闪石、硅灰石、绢英岩、霞石正长岩等在节能陶瓷领域广泛应用、人造压电石英工业化的实现等都源于对这些岩石和矿物的结构和性能的研究;人造激光材料的开发应用也得益于钇铝石榴子石的结构和性能研究。据不完全统计,20世纪有超过100种的非金属矿物和岩石进入工业应用领域。因此,加强矿物材料学和非金属矿矿石工艺学研究是我国非金属矿业走自主创新之路的基础。

  (3)非金属矿产应用技术研究应优先加强的领域有:非金属矿物工艺性能与功能矿物材料研发;矿物材料粉体(包括超微、纳米化)工程及材料改性改型、结构与性能表征原理和技术研究;环境矿物材料学是新兴的矿物学分枝学科,利用矿物表面活性、晶体结构和晶体化学特性处理有毒物质、具有净化和修复环境的功能,是今后矿物材料学研发的新领域。

  《中共中央和国务院关于实施科技规划纲要增强自主创新能力的决定》明确指出:“要积极发展对经济增长有重大带动作用、具有自主知识产权的核心技术和关键技术”,“要加强基础研究和前沿技术研究,在信息、生命、空间、海洋、纳米、新材料等战略领域超前部署,加大投入力度,增强科技和经济持续发展的后劲”。非金属矿业是国民经济快速发展的先行领域之一,进一步扭转忽视非金属矿业科技支撑的倾向,使我国从非金属资源大国早日向非金属矿业强国的目标迈进,必须要有新的科技保障体制和高强度的科技研发投入。
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