Цирконієва руда та ланцюжок цирконієвої промисловості - Наріжний камінь галузі ядерної енергетики

Цирконієва руда, як незамінний «щит безпеки» для атомної енергетики, її промислова ланцюжкова конструкція та очищення глибоко захищають майбутній життєвий шлях людської чистої енергії. Промисловий ланцюг поширюється від видобутку та збагачення, виплавки-губчатого цирконію високої чистоти до прецизійної обробки ядерного-цирконієвого сплаву. Завдяки синергії суворих процесів і передових-технологій, він створює основний бар’єр, що забезпечує безпечну роботу ядерних реакторів. Автономне керування та безперервне вдосконалення цирконієвого промислового ланцюга ввели «ключ безпеки» у розвиток ядерної енергетики основних країн, забезпечуючи максимальну надійність без будь-яких похибок і підтримуючи Китай у зміцненні своєї основи та лідерстві в майбутньому в глобальній енергетичній революції.

【Основні поняття та застосування цирконію】

Цирконій — хімічний елемент із символом Zr. Його елементарна форма — це світло-сірий метал із високою-температурою-плавлення. Основним природним ресурсом цирконію є силікатні мінерали цирконію, а його сировинний пісок - циркон. У 2018 році ресурси цирконію були визначені Китаєм як один із 35 найважливіших мінералів із надзвичайно високою зовнішньою залежністю та вирішальними для економічного зростання та національної безпеки.

Після багатьох років розробки існує багато продуктів, пов’язаних з розробкою ресурсів цирконію, які широко застосовуються в різних галузях промисловості, таких як хімічна інженерія, металургія, матеріали, авіація, електронна інформація, медичне обслуговування та ядерна енергетика. За характеристиками продукту поточну цирконієву промисловість можна розділити на три частини: ресурси цирконію, хімічний цирконій та металевий цирконій. Промисловість цирконієвих ресурсів в основному включає розвідку та первинну переробку цирконієвих руд; хімічний цирконій є важливою основною хімічною сировиною та новим матеріальним продуктом, який використовується як високо{2}}температурні вогнетривкі матеріали, керамічні пігменти, керамічні матеріали, п’єзоелектричні матеріали, штучні дорогоцінні камені, заглушувачі керамічної глазурі та -лугостійкі добавки до скла; металевий цирконій включає ядерний-цирконій і промисловий-металічний цирконій. Цирконій ядерного -класу в основному використовується в трубах для оболонок ядерного палива, направляючих трубах керуючого стрижня та позиціонуючих прокладках, тоді як металевий цирконій промислового -класу завдяки його чудовим характеристикам обробки та стійкості до корозії став важливим матеріалом для обладнання хімічної промисловості.

【Склад ланцюжка цирконієвої промисловості】

Ланцюжок цирконієвої промисловості в Китаї розвинувся зріло та в основному поділяється на три ланки: вихідна сировина з цирконієвої руди, проміжні цирконієві проміжні продукти та галузі застосування, що знаходяться на нижній частині.

Видобуток: Цирконієва рудна сировина

Основою виробничого ланцюга виробництва цирконію є розвідка та первинна переробка цирконієвих руд. Світові ресурси цирконієвої руди рясні та розподілені на п’яти континентах, головним чином у Тихоокеанському регіоні та Африці. Однак понад 70% ресурсів цирконієвої руди Китаю є первинними цирконієвими рудами, які важко відібрати та мають високі витрати на видобуток, а також не були повністю розроблені та використані, що призводить до серйозної нестачі фактичних експлуатаційних запасів. Розроблені родовища піщаної руди на пляжі можуть задовольнити лише частину внутрішнього виробництва та потреб у переробці, що призводить до того, що цирконієва руда Китаю вгорі за течією значною мірою залежить від імпорту. Після попереднього промивання руди отримують цирконовий пісок.

Проміжна продукція: цирконієві проміжні продукти

Проміжний потік охоплює плавлення та обробку, включаючи ефективну екстракцію та синтез сполук. У хімічному виробництві цирконію оксихлорид цирконію є основним проміжним продуктом, причому китайська компанія Oriental Zirconium Industry займає 30% глобальної частки з потужністю 60 000 тонн на рік. Його продукт прожарювання, діоксид цирконію, далі переробляється в силікат цирконію, карбонат цирконію та інші похідні; у галузі металевого цирконію губчастий цирконій виробляють шляхом відновлення магнієм або електролізу розплавленої солі, а потім шляхом вакуумного дугового плавлення витратних матеріалів формують злитки цирконієвого сплаву. Серед них сплав N36, розроблений China Nuclear Zirconium Industry, успішно застосований на атомному енергоблоці "Hualong One".

Downstream: поля застосування

Низхідна ланка включає кінцеве застосування цирконію, що поширюється на виробництво різноманітних застосувань. Традиційні галузі включають силікат цирконію як відбілювач для кераміки, діоксид цирконію як високотемпературний-тигель та промисловий-цирконій як хімічний реактор. Висококласні галузі включають цирконієві сплави для оболонок ядерного палива, аерокосмічних теплозахисних покриттів, броньових композитних матеріалів і транзисторів з високою діелектричною проникністю.

【Глобальний розподіл ресурсів цирконію та структура ринку】

Згідно з даними, оприлюдненими Геологічною службою США в 2024 році, запаси цирконію в Австралії складають 74,7% від загальних світових запасів, тоді як частка Китаю становить лише 0,1%. Річний попит Китаю на цирконієву руду становить приблизно 1,4 мільйона тонн, але його внутрішній річний видобуток становить лише близько 140 000 тонн із зовнішнім рівнем залежності до 90%. Проте 95% цирконію у світі виробляється в Китаї. Щороку Китай імпортує велику кількість цирконієвої руди та напів{11}}обробленого цирконію, очищає їх у цирконієві продукти, і більшість із них експортується до європейських країн, таких як Франція та Німеччина.

В даний час світові родовища цирконієвих і гафнієвих руд, що видобуваються, в основному зосереджені в Австралії та Африці, і всі вони є прибережними осадовими цирконієвими і гафнієвими рудами. Сумарний видобуток цирконію та гафнію в Австралії та Південній Африці становить понад 60% загального світового виробництва, тоді як в Азії та Америці є лише невеликі обсяги. Австралія наразі є найбільшою у світі країною з цирконієвими ресурсами, її обсяг виробництва та експорту незмінно займає перше місце у світі. Через те, що прибережні осадові відкладення утворюються на пляжних пісках (прибережних пісках), цирконієві та гафнієві руди, що видобуваються, часто безперервно розподіляються вздовж берегової лінії.

【Ключові гравці в ланцюжку цирконієвої промисловості】

У ланцюжку цирконієвої промисловості ключові підприємства охоплюють розробку мінеральних ресурсів цирконію, нафтопереробку та інші види виробництва. Нижче наведено кілька підприємств, які займають вагомі позиції у внутрішньому та міжнародному ланцюжку цирконієвої промисловості:

Вихідна течія: у верхній частині промислового ланцюга домінують міжнародні гіганти: австралійська Iluka контролює 1,65 мільйона тонн цирконового піску в басейні Еукла, а британська Rio Tinto розробляє піщаний рудник Richards Bay у Південній Африці із запасами приблизно 5,56 мільйона тонн; Китайські підприємства, такі як Hainan Haiyu Mining, отримали 740 000 тонн запасів, отримавши права на видобуток у Мозамбіку, і активно розробляють ресурси за кордоном.

Проміжний потік: на етапі проміжної плавки в галузі хімічного цирконію китайська Oriental Zirconium Industry є лідером у світі з річною потужністю 60 000 тонн оксиду хлориду цирконію, а Tronox у Сполучених Штатах досягає інтегрованого виробництва гірничодобувної та хімічної продукції; у сфері виробництва металевого цирконію Китайська національна ядерна цирконієва промисловість, як-от вітчизняний сплав N36, який використовується в «Hualong One», і компанія Westinghouse Сполучених Штатів домінують на високому-ринку.

Нижче за течією: високо{0}}виробництво цирконієвої промисловості зосереджено в ядерній енергетиці та військовій сфері: французька Orano постачає ядерні паливні збірки з цирконієвого сплаву M5, ATI зі Сполучених Штатів виробляє ультра{2}}високотемпературну-кераміку HfB₂, а китайська Aviation Engine Corporation розробляє матеріали для броні ZrC. Національна національна ядерна баотитанова цирконієва промисловість є професійною компанією з ядерних -цирконієвих матеріалів, виробництво цирконієвих матеріалів становить понад 80% країни, утворюючи технологічно-конкурентне середовище.

【Майбутні тенденції ланцюжка цирконієвої промисловості】

Глобальна цирконієва промисловість зараз перебуває під подвійним тиском монополії на ресурси та структурного дисбалансу. Будучи найбільшим у світі споживачем цирконію, Китай на 90% залежить від імпорту. Більше того, вміст цирконієвої руди у вітчизняній руді здебільшого становить менше 1%, що супроводжується високими витратами на видобуток і значними екологічними ризиками. У процесі плавки традиційний метод лужного синтезу створює велику кількість сильнолужних стічних вод (20-30 тонн стічних вод на тонну хлориду цирконію). Тим часом високоякісні цирконієві матеріали ядерного класу все ще залежать від імпорту, що вказує на недостатню автономію та контроль над промисловим ланцюгом.

Відповідно до стратегії розвитку «подвійного кругообігу», Китай повинен повністю використовувати взаємодоповнюючі ресурсні переваги країн уздовж «Поясу, одного шляху» та збільшити інвестиції в гірничодобувний сектор у цих регіонах. Вона також повинна проводити всеосяжну -дипломатію ресурсів для досягнення розумного та всебічного- плану розвідки та розробки закордонних ресурсів. На рівні підприємства вітчизняні гірничодобувні компанії повинні активно досліджувати та розробляти високоякісні-закордонні цирконієві шахти за допомогою таких методів, як купівля контрольних пакетів акцій, отримання міноритарних пакетів акцій або повне придбання. Це пришвидшить «глобальний» темп цирконієвих підприємств Китаю. У 2017 році Міністерство шахт Мозамбіку схвалило дві ліцензії на видобуток циркон-титанового піску для Hainan Haiyu Mining Co., Ltd., додавши компанії 740 000 тонн ресурсів цирконію. Ці події свідчать про те, що китайські гірничодобувні підприємства досягли початкових успіхів у відповідній співпраці за кордоном.

З технологічним прогресом і постійним розширенням сфер застосування цирконій, як важливий елемент, буде відігравати все більш значущу роль. Наразі Китай активно сприяє глобальному співробітництву в гірничодобувній галузі вздовж «Поясу, одного шляху», щоб досягти виграшної-цілі щодо мінеральних ресурсів, забезпечуючи потужну підтримку довгострокових-поставок цирконієвих ресурсів у Китаї. Підвищуючи конкурентоспроможність промисловості, збільшуючи інвестиції в наукові дослідження та розробки, покращуючи можливості технологічних інновацій, спрямовуючи підприємства на тісну співпрацю з університетами та науково-дослідними установами, сприяючи інтеграції промисловості, академічних кіл та досліджень, а також прискорюючи трансформацію та застосування науково-технічних досягнень, можна більш ефективно сприяти розвитку цирконієвої промисловості, а сфери застосування цирконію можна постійно розвивати. іннововано та розширено.