基于承载力分析的金属钪产业发展探析

2023.04.25

杨丽梅，马倩

摘要：本文通过分析稀有金属-钪的全球储量、分布情况、供需情况以及价格波动情况，对其市场现状进行研究，并为钪行业的可持续发展提出建议。运用矿产资源承载力评价模型对稀有金属钪的资源承载能力进行分析，结果表明目前钪处于开发供应平衡状态，可持续利用能力良好。此外也应该认识到建设资源节约型、环境友好型社会是中国社会经济可持续发展的核心任务。因此本文认为节约型钪行业发展的资源消耗战略目标是提高资源利用效率、减少污染物排放和促进可持续发展。

关键词：钪产业；承载力评价；可持续发展

稀有金属钪（Sc），是由化学家尼尔森发现并且命名的化学元素，位列元素周期表的第21位，半径为0.16406，原子量44.96。沸点2730℃，密度为2.99，赋存于地壳中丰度是6～40g/t。表1是岩石中钪的丰度的介绍。与Sr、Se的丰度相近，所以将其纳入稀土金属族。

1 稀有金属钪的发展现状

1.1 稀有金属钪的储量及分布情况

目前在世界范围内钪储量约200万吨，基础储量约389万吨。钪金属在许多矿石中的含量是微量的，目前还没有找到品位高到足以单独对其进行开采的钪金属矿。钪作为副产品材料在中国、哈萨克斯坦、俄罗斯和乌克兰等国进行生产。钪的独立矿物较少，目前已知仅有3种：钪氧矿、铁硅钪矿和水磷钪矿。

国内钪储量约65.7万吨，占世界储量的32.5%，是钪储量较丰富的国家，但对其开发利用程度则相对较为薄弱。目前主要含钪矿物为：铝土矿、磷块岩矿、钒钛磁铁矿、钨矿和稀土矿。主要分布于华北、贵州、华南、广西等地。

1.2 稀有金属钪的价格走势分析

钪的市场变化很快，价格起伏很大，市场需求量大时，价格猛涨，相反则狂跌。

表1 不同纯度钪的价格（美元）[1]

数据来源：美国地质调查局网 http：//www.usgs.gov/

国内目前出售的钪产品主要有钪金属块、钪粉、钪溶液试剂等产品类型，由于钪产品的市场还处于开发阶段，一部分销售钪溶液试剂用于实验室或者小规模科研生产等，瓶装价格一般300～600元/瓶，钪金属块的价格在40000～60000/kg，钪粉、氧化钪等价格稍低，在20000～30000/kg左右。但相比其它稀有贵金属，价格还是相当高的。

随着国内电光源、铝钪合金以及相关电子、国防产业的发展，国内和国际市场钪的需求量逐年加大，预计未来几年国内钪产品的价格较为稳定，略有波动且呈探底回升趋势。

表2 1962-2012年世界钪金属价格（美元）

数据来源：美国地质调查局网—http：//www.usgs.gov/ [2]

注释：国际上氧化钪名义价格保持不变，而其他的钪化合物纯度比上一年增加了，钪的国际供应保持稳定。2011价格略有增加，而总的市场仍然很小。

1.3 稀有金属钪在国内外的需求情况分析

钪的市场需求随着世界各国对新材料产业的不断扶持和发展而继续扩大。二十世纪七、八十年代，中国出口量约40kg，国内销量约20kg。2000年之后，由于俄罗斯生产钪低价销往国际市场，影响了中国钪的出口。近期国外发展制造应用钪铝合金的电池，也大幅增加了钪的需求[3]。目前，世界金属钪的销售量约450～500公斤，中国约为60～70公斤，占世界总销量的13.4%～14%。

1.4 稀有金属钪在国内外的供给情况分析

国外钪的供应自1992年大幅度增加，哈萨克斯坦，俄罗斯，乌克兰等地为西方世界供应大部分钪合金和金属化合物。九十年代初期，前苏联大量抛售其过去的储存货物，钪市场在世界上呈现了供过于求的态势，由此降低了钪的生产。

国内生产钪金属的主要厂商有上海东升钛白粉厂、湖南稀土金属材料研究所、江西赣州钨冶炼、广州钛白粉厂、中国有色金属建设股份等[4]。

1.5 稀有金属钪的应用现状及提纯技术

稀有金属钪凭借其独特的性质，二十年来在激光、电光材料以及作为合金的添加剂和改性剂方面应用较好。含金属钪的材料已经或者将要用于航天、核能、冶金和军工等领域，且发展迅速。其中纯度大于99.9%的氧化钪主要用于固体电解质和特种陶瓷。钪铝（Sc-Al）合金主要用于生产导弹和制造航天器等，纯度大于99.9%的金属钪主要用于光学工程等领域。

金属钪现已在许多工业领域应用的较为成功。从目前发展趋势看，应该具有广阔应用前景。

目前主要运用含钪的选钛尾矿为提取原料，采用预处理磁选、加剂处理电选的工艺分离出蕴含在尾矿中的长石和钛辉石，含钪量分别为114 g·t-1， 121 g·t-1。但是主要提纯工艺有钙还原蒸馏法和熔盐电解蒸馏法生产金属钪[5]。

2 稀有金属钪的承载能力分析

2.1 模型建立

（1）现有矿产资源经济承载力：指现有矿产资源储量能够支持的国民生产总值量。

计算公式为：Kx=（Kl×Kc-Kp×Kn）/Kd

式中：

Kl— 可利用的矿产资源储量

Kc— 矿产资源经济可利用系数=可利用矿区可采储量/全区保有储量

Kp— 期末矿产品产量

Kn— 矿产品合理储备年限

Kd—单位国民生产总值矿产品消耗系数

（2）现有矿产资源经济平衡：指在一定时期内根据现有的矿产资源量计算出的矿产资源经济承载力，与根据国家规划的经济发展速度计算的累计国民生产总值之间的平衡。

计算公式为：Px=Kx-GNP1

式中：Kx—现有矿产资源经济承载力

GNP1—累计国民生产总值

2.2 评价分析：

根据2008年全国采矿平均技术指标，钪金属贫化率取3.28%，回收率取65%。

根据中国统计年鉴可知，全国2008年纯钪产量为120kg，预测2015年纯钪产量为190kg，预测2025年纯钪产量为270kg。单位国内生产总值钪消耗量为0.38千克/亿元。各项指标计算结果见表3。

从上表可以看出，我国稀有金属钪资源很丰富，如果没有“限采保城”的制约，按目前的开采规模，我国的钪资源会满足目前开采与发展的需求。其资源承载力是可持续的。

稀有金属钪资源的现有资源经济承载力为正值，并且其现有资源经济平衡表也为正值，即钪资源经济与国民经济发展平衡。稀有金属钪的发展速度与经济的发展速度平衡。

3 对稀有金属钪的市场前景分析及发展建议

3.1 稀有金属钪的市场前景分析

历史上，我国钪的销售分为国际市场和国内市场，且以出口为主。20世纪70到80年代，我国钪产量相对较少，主要出口国是日本，美国和欧洲。出口量约40千克，国内销量约20千克。90年代初，欧洲及日本急需钪且需量较大，因而我国有近10个厂生产钪，产能猛增至700千克左右，产量达150千克，出口约130千克，国内销量约20千克。2000年以来，因俄罗斯生产钪价低并且抛向国际市场，所以冲击了我国的出口市场。近年来，由于国内多数地区对钪的相关产品的产销较为重视，对钪金属的回收提取也更加高效。我国钪的产量从占世界27%回升到50%，目前占世界产量比例有所回落，钪销量在全世界范围内总量约450kg，国内销量则占到世界的14%。但是随着国内新兴产业的发展必然会增加对钪的需求，钪业的发展应以满足国内市场为主。

3.2 关于稀有金属钪的市场前景发展建议

（1）完善生产技术，加强应用研究

经过模型分析，我国金属钪现有资源储量足以支持市场需求及应用，因此暂不需要进一步开采新资源。但是因钪原料来源的品种多，且较为复杂。由于目前钪的生产工艺技术方法较多，所以必须积极开展钪制品应用的研究，开拓新用途，以获得更大的社会效益与经济效益。

（2）联合营销工作，促进市场发展

在现有资源储量的基础上，为了完善生产技术，促进市场发展，我们应将各家名企联合起来，组建大型集团，进而掌握稀有金属钪的产量和话语权；并且应该延长稀有金属钪产业链，提升其市场竞争力，与西方国家竞争，取得更大效益。

（3）完善发展规划，推动钪业发展

国内钪的相关工业虽然起步晚，但是由于基础条件较好以及丰富的资源储量，钪工业取得了较好的成就，甚至具备了一定的发展优势。我们要利用这些优势，制定相关发展规划，延伸钪金属产业链，使我国金属钪应用工业的发展达到从资源优势转化为技术优势的终极目标。

（4）节约型的资源消耗战略

建设资源节约型、环境友好型社会是中国社会经济可持续发展的核心任务。节约型的资源消耗战略目的是提高资源利用效率、减少污染物排放和促进可持续发展。它通过运用综合措施，使资源从生产到消费的各个环节都能得到合理配置与高效、综合、循环利用，使稀有金属钪资源得到有效保护和替代。

4 结语

近几十年来，我国金属钪工业获得了快速发展，取得了很大的成就。当前，我们应该将钪工业的重点放在开发利用优势钪资源，创新改良生产技术，开发应用范围，深入市场联合相关行业进行营销，维持市场价格，做好规划更科学的发展钪工业，从而更好的推进钪工业市场的规范化发展。

参考文献：

[1] 钪. http：//wenku.baidu.com/view/d92d1a533c1ec5da50e27029.html.

[2] USGS. Metal Price in the United States Through 2010[J].Sience for a changing world，2012.149.

[3] 地壳及岩石元素丰度. http：//wenku.baidu.com/view/efb0b186ec3a87c24028c4c4.html .

[4] 稀有金属概念股-钪金属上市公司. http：//www.volstock.com/resources/are-metals-10401835.html.

[5] 张宗华，张桂芳.三峡库尾淤砂重庆段中钪资源及回收利用可行性研究[J].矿产综合利用，2006，（3）：36-39.