美国铍资源战略启示

王仁财，邢佳韵，彭 浩

(1.中国国土资源经济研究院，北京 101149；2.中国地质科学院矿产资源所，北京 100037)

1 铍资源性质用途

铍、铍合金(铍铜合金、铍铝合金、铍镍合金)和氧化铍是最主要的工业用铍形态。金属铍常用于卫星天线、航天飞机悬梁、脐门和音响(高音域)振膜等关键部件中；它也是良好的X射线窗材料和红外材料，其对红外线的反射率可达95%以上，常作为光学镜面在太空望远镜、前视红外雷达中使用；铍还可用于核反应堆中的中子源、控制棒和反射器材料[1]，因此也有“原子能工业之宝”之称。铍铜合金应用领域更广，铍含量(重量计)约为0.15%～2%的铍铜合金具有强度高、非磁性、无火花等特点，其延展材料被广泛应用于汽车引擎和传动控制系统、飞机连接器等弹性部件当中；而铸锻造的铍铜合金则应用于海底光缆中继结构材料、防爆安全工具和飞机轴承等。铍铝、铍镍合金则因良好的弹性和热性能等特点应用于导弹、火箭的超高速结构件、高度计、压力计及汽车减震系统等。氧化铍陶瓷具有高热导率和低介电常数的特点，广泛应用于大功率电子器件和集成电路和坩埚等耐火材料中；加入了氧化铍陶瓷的玻璃不仅能透过X射线，还可增大玻璃的比重、抗水性和硬度等[2]。铍资源生产流程和应用如图1所示。

图1 铍资源生产流程和应用图解(资料来源：Beryllium Science & Technology Association；JOGMEC)

由于铍在电子电器、航空航天和国防等领域重要和关键性应用，铍是我国乃至全球的战略性和关键性原材料，欧盟委员会2014年5月26日发布的《欧盟关键性原材料报告》中就将铍列为20个关键材料之一。

2 美国铍资源供需概况

2.1 美国铍资源概况

美国是全球铍资源储量最大、禀赋条件最佳的国家。据美国地质调查局(USGS)统计，2012年，全球铍储量8万t；其中美国为5.2万t，占全球65%。中国铍资源储量5180t，占全球6%，位居世界第二(图2)。美国的铍资源几乎全部来自于犹他州斯波山的优质硅铍石矿山，矿床平均品位高达0.73%，远高于世界其他铍矿山。

图2 全球铍资源储量占比(数据来源：USGS)

2.2 美国铍生产与消费状况

全球铍资源生产和消费都主要集中在美国，美国也是全球唯一铍资源产业链最完备、对铍资源应用最充分的国家。2012年全球生产铍230t左右，仅美国就生产铍200t，约占全球产量的87%(图3)。美国拥有各类铍产品生产和应用技术，目前世界上最大的铍供应商为美国的布拉什·威尔曼公司(Brush Wellman)。布拉什是目前全球唯一一家具有从矿石开采到生产各种铍制品的完整产业链的公司。生产加工技术非常完善，可以供应铍的所有商业产品。该公司在犹他州拥有约95%的已探明铍矿资源。

2012年，美国铍的消费量为220t左右，占全球份额的81.5%(图4)。其中电子电信行业消费占比42%，国防和工业、航空领域消费占比均为 11%，能源领域的消费占比为8%，其他像汽车、医药行业的消费总共占比28%(图5)。与1997年相比，应用于国防、航空和能源的消费占比有较大增长。

图3 2001～2012年世界和美国铍产量(数据来源：USGS)

图4 2001～2012年美国铍消费量(数据来源：USGS)

图5 2012年美国铍产品消费结构(数据来源：USGS)

3 美国铍资源战略分析

美国是全球铍资源的主要资源国、生产国和消费国，其对铍资源的重视程度和保障战略的全面性尤其引人深思。

1)资源、生产、技术和市场全面垄断，保障本国资源供应。美国丰富的铍资源首先使其在全球资源上占有绝对垄断地位；而美国的布拉什·威尔曼公司(Brush Wellman)一家公司就占有了美国犹他州95%的资源，且是目前全球唯一一家具有从矿石开采到生产各种铍制品的完整产业链的公司。其生产加工技术非常完善，可以供应铍的所有商业产品。该公司还在世界各地开办子公司和办事处，向日本、欧洲等地供应铍产品。而由于铍在国防、航空航天、核能源等关键领域中的重要作用，铍的加工技术一直处于保密状态，该公司也长期处于世界铍生产技术的垄断地位。全方位的垄断充分保障了美国铍资源的供应。

2)推行军民一体化政策，促进国防领域铍的应用技术。美国政府自2001年开始推行军民一体化政策，旨在利用快速发展的民用技术为国防技术服务，一方面通过民用市场对铍的需求，利用市场需求带动铍技术的快速发展，再将其应用到国防领域中，实现了低成本高性能的军用技术以满足国防领域对先进铍技术的要求；另一方面也实现了军、民用资源的共享[3]。铍生产加工企业直接针对不同领域的特点进行铍产品研发，能够不断研制出新产品，如布拉什公司可以根据客户需求对产品的加工工艺进行设计，以推动铍的消费，促进铍工业发展。

3)政府与企业合作，保障铍资源国防领域应用。为保障国内国防领域的关键材料的稳定供应，在降低成本并减少对国外供应商原料和技术的依赖，美国出台了国防生产法案第三篇计划(《The Defense Production Act (DPA) Title III Program》)。在该计划下，美国国防部与布拉什公司合作，2005年在俄亥俄州投资0.904亿美元用于建设一家原铍加工厂。该厂房的年产能为73t高纯金属铍，约2/3的产量都被用于国防及政府相关领域。

4)铍资源储备战略。美国一直重视铍资源的储备，最高储备量达到3年的消费量以上。尽管近年来，美国大幅消减储备，铍的储备量也有所下降，但铍是美国唯一保留有最低储备目标的国防军工矿产。由于储备大量矿石与合金需要消耗相当数目的资金，而美国又具备丰富的铍资源和生产铍产品的各种关键技术，在2004～2006年，美国国防部取消了对矿石与母合金的储备，改为只储备较少量的热压铍粉与真空铍铸品。美国目前仍保留45t热压铍粉的最低储备目标。

表1 2000～2012年美国储备铍产品及规模/t

注：2013年为计划储备数。

资料来源：USGS。

4 启示与建议

我国也是目前世界上极少数几个具有从矿石加工到生产铍产品能力的国家。2012年我国铍产量22t，占全球比例的9.5%；消费量27t，占全球消费量的11%。在大力发展战略性新兴产业的背景下，铍作为一种性能优良的材料，未来国内无论在国防还是民用方面，铍需求都将快速上升。而美国的铍资源战略对我国无论是铍资源还是其他稀有金属矿产战略都有重要的启示。

1)加大铍生产和应用技术研发投入，拓展国内铍的应用市场。我国也是铍资源较为丰富的国家，充分利用铍资源为国内经济和国防服务十分重要。虽然我国具备从铍矿石加工到铍产品生产的能力，但是生产技术、设备和产品质量不如美国。铸锭存在气孔、夹渣较多；板材板型不好，公差范围大，有镰刀弯等等[4]。近年来，我国铍的研发技术有所进步，钽铌铍合金和铍铝合金都拥有了自主知识产权，但与美国相比仍有较大差距，生产规模也较小，不能满足国内的需求[5]；另一方面，我国目前对铍的应用还较为局限，主要原因是国内缺乏类似布拉什公司的有实力的铍下游产品研发和生产企业，我国企业只生产一些特定产品，对市场变化、需求的适应性不高，这就使得我国国内铍的应用范围较窄，无法打开更广阔的铍销售市场，使铍行业发展较为滞后；因此无论是生产还是应用技术上，我国都应加大投入力度，培育我国的铍产业。

2)产业培育的核心是培育综合型、创新型和市场服务型的企业集团。美国布拉什公司由于拥有从铍资源、生产到应用各领域全产业链的技术优势，在不断适应市场的同时，甚至通过自己的创新能力主动扩展研发产品的应用范围，使现在几乎世界每生产一架飞机都一定会用到该公司生产的相关零部件。目前国内还很缺少像布拉什公司这样的综合型、创新型和市场服务型的企业集团，这也是国内资源型企业实力不及国外的主要原因，企业是市场主体、创新主体，通过建立良好的市场环境，培育综合型、创新型和市场服务型的企业集团，是充分发挥资源优势、形成强大生产力和实现我国经济转型和升级的重要途径。

3)加强铍等战略性金属的储备力度，建立与我国国情相适应的储备规模。铍在国防、航空航天以及电子电器等方面有非常重要的应用，未来随着我国相关产业的快速发展和技术进步，铍需求极有可能会快速增长，因此我国应加大储备力度，建立与我国国情相适应的储备规模，以应对未来国防军工等相关产业快速发展带来的需求突增，有效保障铍资源的供应安全。此外，与铍战略地位相当的其他战略性金属也应予以重视，建立战略性金属的储备制度，增加储备力度，保障我国经济顺利实现转型和升级。

[1] 刘世友.铍的生产现状与应用开发[J].稀有金属与硬质合金,1998(135):56-61.

[2] 李文芳,黄小忠，杨兵初，等.氧化铍陶瓷的应用综述[J].轻金属,2010(2):20-23.

[3] 叶选挺,刘云.美国推动军民融合的发展模式及对我国的启示[J].国防技术基础，2007(4)：41-44.

[4] 王伟.铍铜合金的生产和应用前景分析[J].有色金属加工，2012,43(2):10-12.

[5] 董超群，易均平.铍铜合金市场与应用前景展望[J].稀有金属,2005,29(3):350-356.