镓不具备单独开采价值,以当做是锌矿和铝矿的副产品来提取,是开采铝矿,锌矿的衍生物,通过庞大的铝矿进行提炼,再从氧化炉生产过程中的副产品中提取出来。根据统计,全世界铝土矿和锌矿中大约有100万吨镓元素,所以,产量巨大的铝矿是金属镓的主要来源。冶炼镓,首先需要冶炼铝,而且冶炼大量的铝,才能得到一点点镓。镓只能作为副产品从铝土矿中被提炼出来,成就了我国镓产业链的形成。我国是金属冶炼大国,是世界最大的铝提炼国家,对于氧化铝,我国早已经实现了极低成本,而且拥有庞大的规模,其他国家根本无法在这个领域与我国竞争,所以我国具有大规模生产金属镓的天然优势。在我国以外单独建立镓的生产线会非常昂贵,如上所述,镓是从生产氧化铝的下脚料里提炼出来的,而铝产业是一个非常复杂的长链条产业,必须拥有供应充足且廉价的能源,自身规模庞大的统一大市场,足够的技术和技术工人。仅为了保障镓的供应而单独修建大规模氧化铝生产线是不现实的,因为氧化铝的供需全球处于过剩阶段,所有生产出来的氧化铝只用于提炼镓,那会造成镓的生产成本非常高。我国生产的镓之所以便宜的根本原因是镓本身就是一个副产品,我国拥有全球最大的氧化铝产能,全球最完善的镓提取技术,而氧化铝最后会用于生产电解铝,当然电解铝的生产又需要充足而且廉价的电力供应,这也是我国不少铝厂自办电厂的原因。
另外,氧化铝生产工艺里需要烧碱,学名氢氧化钠,不少电解铝厂,进入氯碱行业,烧碱用于自用,副产品氯气用来生产 PVC,因此,这是一个衍生的产业链。为什么我国是镓生产国,且价格低廉,是因为我国企业利用中国巨大的市场优势、产业优势,把供应链做到了极致,镓主要从铝土矿加工的副产品和锌加工的残渣中回收,这对本身是全球铝业大国的中国而言是“水到渠成”之事。我国是全球镓产量最高的国家,占比超过90%,可以说处于垄断地位。
2、锗
锗元素在自然界常以化合物的形式存在,活性强且较分散,难以富集成独立矿床,全球锗的生产严重依赖铅锌矿和煤矿的开采。不错,就锗来说,美国拥有最大储量,全球已探明的锗保有储量为8600金属吨,其中美国占全球的45%,其次是我国,占全球锗储量的41%,但这些稀散金都属于伴生矿产,很难单独开采和冶炼,其开采方式,人们称之为大浪淘沙。
我国锗的产出主要来源于褐煤矿,开采便利,因此,我国是全球最大的锗生产国,占比达68%,近十年来累计供应全球 68.5%的锗。美国虽然是全球最大的锗资源储量国,但自 1984 年以来,就将锗作为国防储备资源进行保护,尤其是近几年已基本不再进行锗的开采。美国锗矿主要伴生在铅锌矿,开采需要规模优势,技术优势。想要提炼锗,先要回收锗的富集物,比如说国内的锗实际上是煤矿里面的,挖出来的煤炭先去发电,然后回收布袋尘,旋风尘,再进行富集,得到高品位的锗,通过蒸馏,精馏进行进一步的提纯,得到二氧化锗,而纯二氧化锗还需经还原炉烘干煅烧,得到锗锭。我国具有世界上唯一齐全的产业门类,经过多年发展,我国锗产业链布局逐渐完善,锗加工企业主要集中在二氧化锗、四氯化锗、区熔锗锭等深加工环节。上市公司驰宏锌锗是我国最早从氧化铅锌矿中提取锗的公司,主要用于国防尖端工业建设。有人预估,从锗精矿、四氧化锗、二氧化锗、高纯锗、锗单晶一路建立产业链,最少也得10年计。镓、锗产业链非常特殊,背后需要一个庞大的工业产业链来支撑。缺乏完善的产业链,提炼只是一句空话,没有国家只单独提炼镓、锗,毕竟背后的成本高的离谱,因此,其产业链可以称为“无法复制”。综合上述,其他国家或公司寻找替代供应来源,不是容易的事情,要建镓、锗产业链,就要建立相当于中国金属工业这么庞大的工业体系,才能提供足够的镓、锗。每一个环节都是巨大的投入,形成完整生产链可能需要一代人甚至几代人的时间。因此,西方国家镓、锗产业链、供应链在短期甚至中期形成替代的想法都是一种幻想。总之,地球上存量稀少,因技术和经济因素提取困难的,现代工业以及未来伴随着技术革命所形成的新型工业所必需的金属,在我国冶炼生产中具有独特的优势。我国是镓、锗等20种重要稀有商品的生产大国,不仅在原材料领域有着绝对的垄断地位,还有着全世界最全的提炼产业链,但在高精制造领域的研发水平确实还有很长一段路要走,这是我国的软肋。
从全球产量分布来看,中国供给了世界71%的锗产品,是全球最大的锗生产国和出口国,但由于中国高附加值深加工产品技术环节薄弱,导致内需相对有限,产品多以初加工产品出口为主。同样,我国是世界主要镓原料出口国,同时又是世界镓高端产品和制成品的重要进口国。和稀土等矿产资源类似,我国镓、锗产业一直处于出口初级产品,进口核心技术深加工产品的尴尬境地,我国包括稀土在内的材料产量和产能优势并不代表技术优势例如,日本在中国进行稀土中初级加工端投资,合资企业在当地大量买入稀土初加工产品,运到国外进行深加工或储备。出口大量稀缺资源、回报却处于产业链底部,我国亟待掌握并突破一批关键核心技术,尤其是终端产品的核心技术,如砷化镓晶圆等高端新材料技术,高端稀土功能材料、高纯稀有金属材料等等。
三、战略矿产出口管制是大势所趋
根据自然资源部披露,稀土金属、稀有金属和稀散元素统称为“三稀”矿产,镓、锗均属于稀散元素。“三稀”矿产所涉矿种产量不大,但其用途甚广,涉及领域众多。