全球铍资源供需形势及建议

李 娜，高爱红，王小宁

(中国地质调查局发展研究中心，北京 100037)

铍是一种广泛应用于各种特殊应用领域和工业应用领域的轻质金属元素，具有高刚度-重量比、耐极端温度和高导热性等独特的化学和物理性能。高纯度铍金属主要用于军事和国防工业领域；铍与铜、镍、铝及其他金属的合金，可用于航空航天、汽车制造、电子信息以及医疗设备等方面；以氧化铍为主要成分的氧化铍陶瓷，具有高导热系数和高绝缘的特性，广泛应用在导弹制导系统、雷达应用以及高性能半导体部件中。由于铍生产商的数量有限，且铍制品在工业应用中不太可能轻易地被替代材料取代，因此美国国防部战略物质保护委员会以及欧盟都将铍材归类为战略性矿产。全球铍资源分布较集中，美国拥有资源及技术的双重优势，而我国铍资源储量有限且品位较低，现阶段对外依存度较高。

本文结合全球铍资源的分布特征，在研究全球生产消费及供需格局的基础上，从产量、消费量及资源获取渠道等方面对我国铍资源保障能力进行了分析，建议一方面加强基础理论研究和创新，实现找矿与冶炼的技术突破；另一方面加强在俄罗斯、巴西以及非洲的参股、并购以及勘查开发，从国内外两个渠道保障我国的资源安全。

1 铍资源分布特征

1.1 铍资源全球分布

全球已查证铍金属资源量超过10万t[1]，其中60%集中在美国，其他铍资源较丰富的国家有巴西、俄罗斯、哈萨克斯坦、印度和中国。另外，非洲的马达加斯加、莫桑比克、尼日利亚、赞比亚以及卢旺达也是重要的铍生产国[2]。美国的铍矿资源主要分布在犹他州斯波山脉地区(Spor Mountain)、内华达州麦卡洛山脉布特地区等，其中犹他州的已探明铍金属储量达到1.8万t。巴西是绿柱石的主要开采国，其中米纳斯吉拉斯州(Minas Gerais)的戈伟尔纳多-瓦拉达雷斯伟晶岩矿床的绿柱石矿石储量就达到38.6万t[2]。叶尔马科夫斯克(Yermakovskoye)矿床是俄罗斯最大的铍矿床，储量约1万t，矿床平均品位为1.3%氧化铍。截至2017年底，我国可工业开采的铍储量约1.43万t氧化铍[3]，主要分布在新疆、内蒙古、云南和四川，这四省(区)的合计储量占我国总量的89.5%，其中新疆的铍资源储量约占全国的1/3。

1.2 铍资源赋存情况

自然界含有铍元素的矿物有100多种，常见的有20多种，铍的成矿作用主要与岩浆活动有关。在经济矿床中三种最常见的含铍矿物为绿柱石(Be3Al2Si6O18)、羟硅铍石(Be4Si2O7(OH)2)和硅铍石(Be2SiO4)。绿柱石是深成岩系统和变质环境中的主要含铍矿物，而羟硅铍石和硅铍石矿物是近地表火山成因和赋存碳酸盐岩矿床中存在的主要矿物。目前，铍矿主要产自羟硅铍石和绿柱石两种矿物中。虽然羟硅铍石中氧化铍的理论含量为40%左右，但实际开采的矿石氧化铍含量仅有0.69%；绿柱石氧化铍的理论含量为14%，但实际开采的氧化铍含量能达到10%～12%，所以绿柱石是商业价值较高的含铍矿物。其他铍含量较高且可能具有开采价值的铍矿物还有金绿宝石和日光榴石等。中国已经探明的铍矿资源以共生、伴生矿产为主，主要与锂、铌、钽共(伴)生(48%)，其次与稀土元素矿伴生(27%)或与钨矿共(伴)生(20%)，另外还有少量铍矿与钼、锡、铅、锌等有色金属和云母、石英岩等非金属矿产相伴生[4]。

2 铍资源开发现状

2.1 主要生产国

美国、哈萨克斯坦、俄罗斯、印度和中国是仅有的几个可以将铍矿石和精矿加工成铍矿产品的国家。羟硅铍石是美国开采的主要铍矿物，绿柱石是世界其他地区开采的主要铍矿物。绿柱石虽然铍的含量高，但是相比羟硅铍石而言，其硬度大，较难冶炼，所以现阶段铍金属主要来自于羟硅铍石。开采绿柱石矿石的国家包括巴西、加拿大、中国、莫桑比克、纳米比亚、葡萄牙和津巴布韦。尼日利亚、哈萨克斯坦及乌干达可能也开采绿柱石，但其相关信息及数据不充分，因此不能做出可靠的产量评估。

2016年和2017年世界铍主要生产国产量见表1。美国是世界领先的羟硅铍石生产国，2016年铍金属产量155 t，占世界总产量的近70%;2017年，世界铍金属产量增加至229 t，其中美国170 t，占比74.2%，比2016年有所上升。

表1 2016年和2017年世界铍主要生产国产量Table 1 The beryllium production of main countries in 2016 and 2017

资料来源：文献[1]

2.2 矿产地及远景区分布

美国地质调查局所列的全球已经开发和即将开发的铍矿床分布主要在美国西部、加拿大东部、巴西东部、欧洲的瑞典和挪威、非洲南部津巴布韦、莫桑比克以及马达加斯加、澳大利亚的西部，以及哈萨克斯坦、俄罗斯和中国，另外印度、马来西亚、哥伦比亚等国家也有零星分布。开采绿柱石的主要伟晶岩区位于巴西Minas Gerais州及附近地区，葡萄牙Cova do Barroso伟晶岩地区、莫桑比克赞比西省(Zambezia)Alto Ligonhain区、加拿大曼尼托巴省(Manitoba)Tanco矿区、魁北克省(Quebec)James Bay(锂)矿区、津巴布韦的马斯温戈省(Masvingo)Bikita Field矿区和中国东南部地区。远景区主要分布在从美国爱达荷州和蒙大拿州经过加拿大不列颠哥伦比亚省一直延伸到阿拉斯加州苏厄德半岛的大型伟晶岩稀有金属成矿带上，另外欧洲和非洲南部也具有较大的找矿潜力。开采羟硅铍石和硅铍石的矿区主要有俄罗斯的Yermakovskoye矿区以及美国犹他州斯波山矿区。远景区位于美国犹他州、新墨西哥州等具有相似火山成因类型的成矿区带上，以及外贝加尔-蒙古稀土金属区内部的晚中生代稀土金属成矿带上，另外澳大利亚的北部，秘鲁的东南部也具有一定的潜力。

2.3 矿业公司及矿业项目

美国Materion公司是目前世界上最大的铍供应商，前身是成立于1931年的Brush Wellman公司，总部设在俄亥俄州克利夫兰，该公司是目前全球唯一一家拥有从矿石开采到各种铍制品生产的完整产业链的公司。公司拥有犹他州的两个矿山，Delta加工厂既可以处理在犹他州开采的羟硅铍石，也能处理进口的绿柱石，用来生产氢氧化铍。之后在俄亥俄州的Elmore工厂将加工过的氢氧化铍矿转化成可用于生产铍金属产品(包括铍铜合金，金属或氧化物)的材料，或者将氢氧化铍出售给其他铍产品生产商。2018年底的数据显示，Materion公司供应了全球超过70%的羟硅铍石和硅铍石。

日本碍子株式会社(NGK)是世界第二大铍铜生产企业，成立于1919年，总部在东京，在美国、比利时、波兰、澳大利亚、印度尼西亚、中国、南非等国家都设有分公司，主要从事绝缘子等电力相关设备、工业用陶瓷产品、特殊金属产品的制造及销售，NGK从1958年开始生产铍铜合金，但是由于缺乏冶炼技术，氧化铍主要从美国Materion公司进口。

哈萨克斯坦乌尔巴冶金厂(Ulba)是国家原子能公司Kazatomprom JSC的子公司，主要是从俄罗斯Yermakovskoe铍矿床提取的储备精矿中生产氢氧化铍。在苏联解体之前，其就储备了大量的铍精矿，最近几年供应仍来自精矿库存。乌尔巴冶金厂2011年供应了世界铍产品的26%，在2015年，从铍铜合金矿、氧化铍陶瓷矿和铍金属矿中开采了约90 t铍矿产品[5]。

俄罗斯已恢复在Yermakovskoe矿床的开采并修建加工厂，新建工厂将生产铍氢氧化物，出口到哈萨克斯坦的乌尔巴冶金厂，以及中国和日本的冶炼厂，加工成铍金属和铍合金。新工厂估计年加工羟硅铍石达2.5万t，生产铍氢氧化物130 t。俄罗斯在2015年宣布，到2020年将以商业规模生产铍金属。

阿瓦隆(Avalon Advanced Materials)公司总部设在加拿大多伦多，主要从事锂、锡、铟、铌、钽等矿产的开发，现阶段有三个项目在加拿大，分别是位于Separation Rapid的锂矿项目，位于East Kemptville的锡-铟项目和位于西北部Thor Lake地区Nechalacho矿北部T形地区的铍矿项目，此矿是Nechalacho矿的卫星矿，探明资源量达55万t，氧化铍含量1.06%，副产品为铌、钽和稀土。

由于铍应用的敏感性，更多的矿业项目信息无法从官方渠道收集。

3 铍资源供需格局

3.1 供应及消费

全球1998至2017年的铍产量如图1所示。自1998年至2002年，铍的产量逐年下降，2003年开始有所回升，因为新应用领域需求量的增长刺激了全球铍的生产，在2008年达到197 t，之后又有波动，在2014年达到产量顶峰302 t，2015由于能源、医疗以及消费电子市场方面的低需求，产量有所下降，2017年产量回升。从消费结构来看，铍的主要用途是铍铜合金，约占世界消费量的75%，其次是纯度为99.5%或更高的铍金属以及含铍60%以上的铍铝合金，占世界消费产量的20%；另外，氧化铍陶瓷占铍消费量的5%。美国和中国是世界铍的主要生产国和消费国。

图1 1998～2017年全球铍产量Fig.1 Global beryllium production from 1998 to 2017(资料来源：文献[1])

3.2 贸易及价格

2000年至2016年期间全球铍金属及产品贸易总量波动起伏明显，2006年达到峰值2 100 t，2009年低点为137 t，2016年的贸易量为676 t(图2)。在过去十年铍产品的国际贸易中，美国起着关键作用，既是铍产品的主要出口国，又是铍原料的进口国，即发展中国家的铍资源流向美国，美国向世界各发达国家提供铍的半成品和精加工产品。但是近年来，国际贸易的格局发生了较大的变化，美国是全球主要供应国的局面发生了变化，依据Chatham House的统计数据(图3)，2016年全球排名前5位的铍产品出口国是马达加斯加(208 t)、瑞士(197 t)、埃塞俄比亚(84 t)、斯洛文尼亚(69 t)、德国(51 t)；进口国有中国(293 t)、澳大利亚(197 t)、比利时(66 t)、西班牙(47 t)以及马来西亚(10 t)。

图2 2000～2016年全球铍金属贸易量Fig.2 The global beryllium trade volume from 2000 to 2016(资料来源：文献[6])

图3 全球主要国家的铍贸易量Fig.3 The trade volume of main countries

美国铍材料的主要供应国为哈萨克斯坦、日本、巴西、英国以及法国，在2013～2016年间，美国的进口份额中哈萨克斯坦占47%，日本占14%，巴西占8%，英国占8%，其他国家占23%[7]。美国铍产品的出口国主要是马来西亚、中国以及日本。根据Materion的统计，铍铜合金约占美国铍产品出口量的85%，而铍金属则不足15%。

日本也是世界上重要的铍铜合金生产国和消费国，但是由于不具备铍的冶炼技术，主要是进口美国Materion Brush公司的氧化铍，其2016年铍产品的主要出口国是马来西亚。

美国的铍价格在2006～2010年之间连续上涨，从2013年开始，由于铍的需求明显下降，价格出现一定下滑，2014年铍金属价格下滑至370美元/kg。中国铍铜合金价格在2008年之前一直保持在150～160元/kg，之后随着全球金融危机的爆发，价格开始走低，最低降至2010年的100元/kg。2013年，随着中国政府经济刺激政策的推出，下游需求量出现增长，铍铜合金价格大幅回升至160元/kg的水平，2014年价格又有所回落。另外，由于国内金属铍产量和消费量规模较小，价格波动幅度不大。

3.3 我国铍资源保障能力分析

中国是目前世界上少数几个具有从矿石加工到铍产品能力的国家。截至2017年底，我国以氧化铍计的铍资源量为56万t，但是符合工业开采的储量只有1.43万t[3]。依据氧化铍29%的采选冶综合回收率计算，即使将所有工业储量全部开采，可利用的氧化铍也只有0.41万t，而我国2017年的产量以氧化铍计约15t，静态保障年限只有27年。

1) 生产及回收利用。我国铍矿山的产能是每年63.72～86.58 t(铍金属量)，但是我国没有大型独立矿山，已经探明的矿床以共伴生为主，贫矿多、品位低、开采和选冶难度大、成本高，导致实际生产量远小于产能，后备资源严重不足。2017年我国铍金属产量约为50 t。另外，我国铍资源的回收率不足5%，相比于美国的20%～25%的回收率还很落后。

2) 消费及预测。过去十年，随着航天工业、核工业电子通讯等行业的迅速发展，我国铍资源消费量迅速增长，2012～2014年中国铍金属表观消费量保持在90 t左右，我国的产量只有50 t左右，剩余全部依赖进口，对外依存度高[8]。预计未来15年，我国汽车、电子等高端制造业还将进一步发展，军工、航空航天业、新能源汽车等行业也将进入快速发展时期，国内需求将进一步上升。据全球工业分析公司(GIA)预测，中国对铍的需求量将以7%的年增长率递增，2020年、2025年和2030年，中国铍的需求量分别为91 t、128 t和180 t[9]。即使我国生产量达到最大，也无法满足市场需求，依然需要进口来保障我国对铍资源的需求。

3) 境外资源利用。2004年之前我国铍矿的主要来源地是俄罗斯，2004年之后主要从南美洲和非洲进口铍矿，但是随着美国的高价竞购，南美洲(主要是巴西)的铍矿主要供应到了美国，非洲的铍矿石供应逐年增加。2016年中国的主要进口国有哈萨克斯坦、马达加斯加、埃塞俄比亚、美国、挪威等，其中从马达加斯加进口量达到206 t。但当前非洲的供应基地还未成熟，我国企业也未与国际大型铍矿山企业签订长期供货合同，因此铍矿物原料供应稳定性没有保障，资源安全形势不容乐观。

4 建 议

4.1 加强基础理论研究与技术创新，实现找矿与冶炼技术的双突破

截至2017年底，我国仅有96个铍矿矿区[3]，且矿床规模小，除了伟晶岩型的铍矿以外，尚未发现大型、超大型的矿床，工业可采储量不高，品位普遍较低，加工冶炼及回收利用技术也落后于西方发达国家。因此建议由政府指导，组织相关研究部门加强成矿理论、规律及找矿模型研究，加强找矿力度，尤其是富矿的勘探和开发；另外建议国家以一定的财政支持力度，联合科研单位与企业，以科技创新为引领，突破加工冶炼技术瓶颈，尽早使硫酸萃取法生产氧化铍实现工业化，同时研发低品位铍矿的回收利用技术，建立我国铍的回收利用体系。

4.2 借鉴发达国家成功经验，鼓励企业的境外投资，保证铍资源海外供应的稳定

借鉴美国、日本等发达国家的做法，制定不同阶段境外矿产资源勘查开发战略，建立缜密有效的组织运行机制，同时需要政府的政策保障来支持企业开发境外的矿产资源。结合对铍资源远景区的分析，建议铍资源的境外勘查开发及投资以非洲为主要地区，兼顾俄罗斯以及巴西。

巴西曾经是我国重要的铍矿来源国，主要为唯一的绿柱石精矿生产商为Coriolano Limitada公司，但是近年来由于美国的高价竞购，其出口大都流向了美国。俄罗斯重启了Ermakovskoe铍矿床的开发工作，并将剩余储量归外贝加尔斯克采选联合公司。我国可以资金或技术参股的方式参与这些公司的开发和生产，以获得俄罗斯和巴西优质的铍矿资源。非洲的马达加斯加、莫桑比克、尼日利亚、卢旺达、坦桑尼亚以及乌干达等国家铍矿资源也非常丰富，且品位较好，近些年向我国供应的资源量也稳步增长，国家应出台政策鼓励我国的矿业企业到非洲进行铍矿资源的勘查开发或者收购。

我国企业仍需注意：铍资源产业的技术门槛相对较高，即使是在产品供不应求的情况下，厂家也会因为无法生产高品质铍铜合金参与市场竞争而导致经营困难。因此，建议企业在进入铍资源产业之前要充分了解市场情况以及所面临的技术壁垒，避免盲目投资，降低经济风险。