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加快推进云南省锗产业创新发展的建议

发布时间:2022-12-09

    锗资源作为一种战略性稀有资源,广泛应用于红外光学、光纤通讯、航空航天、核物理探测、电子和太阳能光伏、聚合催化剂、医药保健等,在战略性新兴产业和国防军工领域发挥着重要作用。我国锗资源优势明显,锗资源储量占全球储量的41%,居世界第二。同时锗资源开发利用率高,目前已成为世界锗产品的最大生产国、消费国和出口国。云南省锗资源储量丰富,占全国储量的34%,且品位高、品质好。秉承资源禀赋优势,资金、技术、人才向锗资源企业汇集,云南省锗企业发展不断壮大,推进了云南省锗产业的快速发展。云南应当充分发挥锗资源优势,合理优化资源配置,加快推进产业结构转化升级,加快精深产品和技术研发,拓宽锗资源应用领域,加强国际国内深度合作,推进云南省锗产业高质量发展,为推动云南省战略性新兴产业快速发展提供坚实基础。

一、云南省锗产业发展现状

(一)锗资源储量丰富

云南堪称锗的王国,锗资源在云南具有得天独厚的资源优势。云南锗资源金属储量约为2500-3000吨,约占全国储量的34%,仅次于内蒙古的46%。云南的锗资源主要分布在铅锌矿和锗(煤)矿中,且70%以上锗资源伴生于锗(煤)矿。云南锗(煤)矿重要矿床有大寨锗矿(593.92t)、中寨锗矿(68.64t)、韭菜坝锗矿(93.38t)、昌军锗矿(43.14t)、华军锗矿(18.88t)、文强锗矿(42.51t),合计锗金属量为860t;云南典型的铅锌矿矿区是会泽矿区,该矿区铅锌矿品位较高,锗储量可达500-600 t,是我国主要的铅锌矿锗生产基地之一。

从产量来看,全球锗供给受中国影响较大,中国锗供给受云南影响较大。2020年中国锗产量为86吨,占全球锗产量的66.2%,居世界第一。在国内的锗产量中,内蒙古虽然锗资源储量位于全国首位,但品位低且开采难度大,因而产量不高。云南锗品位高且便于开采,产量占到了全国总产量的60%以上。因此,云南省锗的供给对全国乃至全球有着较大影响。

(二)锗精深加工产品不断拓宽

锗具有高红外折射率、低色散率等光学性质和优良的力学性能,在红外光学、光纤通讯、电子和太阳能光伏、聚合催化剂等领域发挥着重要作用。云南锗产品主要应用于红外光学和光纤通讯。在红外光学领域,用锗单晶制作的红外探测系统是现代国防高科技装备中的重要组成部分。全自动红外测温仪被广泛应用于民用领域,新型冠状肺炎疫情爆发期间,用锗单晶制作的全自动红外测温仪被广泛用于人体体温监测筛查,在应对新冠肺炎疫情防控工作中起到突出作用。在光纤通讯领域,随着5G通讯市场的深度发展,四氯化锗在光纤市场的需求潜力巨大。

(三)锗产业重点企业不断发展壮大

我国锗产业集中度较高,国内锗矿主要生产企业、全球较为重要的锗矿资源供应商主要集中在云南、内蒙等地。云南是我国最主要的锗产品生产基地,锗产品的生产主要集中在云南临沧鑫圆锗业股份有限公司和云南驰宏锌锗股份有限公司两家企业。云南临沧鑫圆锗业股份有限公司是全球最大的锗系列产品生产商与供应商,新材料行业领军企业。锗金属保有储量860吨,占全国的26%,锗系列产品产销量全国第一。目前拥有集研发、设计、加工于一体的国际先进、国内领先的红外光电产品生产基地和检测平台,形成了高纯锗材料、高纯光纤四氯化锗、锗晶片、红外光电、光电半导体磷化铟晶片、砷化镓晶片等核心产品。云南驰宏锌锗股份有限公司目前已发展成为全国最大的原生锗生产企业,市场份额约占全国1/3、全球1/4,主要装备、环保和工艺技术处于国内一流、国际先进水平,构建了从冶炼到材料精深加工、终端应用的锗全产业链。

(四)锗资源采冶和综合利用技术全国领先

在锗开采技术方面,云南锗企业主要采用下向水平分层膏体充填采矿法,装备水平高、生产安全保障、矿体回采率高。在锗金属冶炼和加工环节,随着化工提纯技术、还原技术、区熔技术、拉晶技术以及切磨抛加工技术不断提高,形成了高纯锗材料、高纯光纤四氯化锗、锗晶片、红外光电、光电半导体磷化铟晶片、砷化镓晶片等核心产品,产品质量达到国际市场的标准,引领中国锗行业完成从高端锗系列产品输入国到输出国的根本转变。

同时,锗资源综合利用水平不断提升。锗蒸馏残液环保处理、锗金属废料回收、生产废水综合回用等行业难题得以有效突破。锗蒸馏残液综合利用技术实现了废酸循环利用;生产废水综合利用技术实现了高氯废水的零排放;锗金属废料处理新工艺,无废液产生、残渣少,锗直收率从90%提升到96%以上,在从锗废料中回收锗的技术方面处于全国领先。

二、云南省锗产业发展存在问题与困境

(一)锗资源保护力度不够,资源配置效率有待提高

云南锗资源主要分布在铅锌矿和锗(煤)矿中,在开采过程中综合利用率低,容易造成资源浪费。锗资源的开发利用过程中还存在着生态环境保护问题。锗资源开发起步相对较晚,锗行业市场管理秩序还有待提升。锗产品长期供应国内、国际市场,锗资源过度开发、储备不足、资金外流、国内供需失衡等问题不同程度存在。

(二)高附加值锗产品有待拓宽,关键技术有待突破

云南省锗产业仍以中上游产品为主,初级产品产能过剩,金属锗和锗初级产品的市场竞争较为激烈。深加工产品以红外和光纤领域产品为主,但红外和光纤领域使用的高端锗产品的制作技术壁垒高,电子级高纯四氟化锗、航空航天用锗单晶、8英寸太阳能锗单晶及晶片等高端锗产品和器件、超高纯锗单晶、锗烷等关键核心技术受制于人,高附加值锗产品大量依赖进口。应用于聚合催化剂和太阳能等领域的锗产品较少,尤其是将有机锗应用于医疗、保健方面的研究和应用能力还有待进一步提升。

(三)产业创新平台缺乏

云南省锗产业创新平台主要依托云南锗业和驰宏锌锗两家企业建立,且以企业自主创建或企业与高校联合共建为主。两家企业注重加强与高校、科研院所的合作,联合建设产学研合作平台及人才培养基地、红外联合实验室、车间实验室等。具有代表性的创新平台有云南锗业新材料产业基地、云南锗业企业技术中心以及驰宏锌锗建设的云南省锗资源综合高值利用工程研究中心。总体而言,锗产业创新平台建设有了新进展,但随着锗产品的应用领域不断拓展,国际国内对锗产品的需求不断增加,现有锗产业创新平台无法满足现时发展需求。

三、加快推进云南省锗产业发展建议

(一)加强资源保护,合理开发利用

围绕临沧创新示范区生态环境保护要求,实施发展与保护并重的锗产业推进行动,加强对锗资源的统筹规划和管理,合理控制锗资源开采量,提高勘查开发准入门槛,加强审批管理,实现锗资源合理开发利用。引导和扶持资源二次回收行业发展,提高锗资源综合回收利用率。围绕2030年前二氧化碳排放达到峰值和2060年前实现碳中和的远景目标,加快推进锗行业绿色低碳技术创新和应用,构建市场导向的绿色技术创新体系,持续推进锗行业绿色化改造,加强矿山三废综合治理,开展近零排放和清洁生产技术研究及应用示范。加强锗行业规范管理,避免不正当的竞争及垄断行为,维护锗行业正常的生产秩序。制定严格的出口管控政策,加强资源储备,严防资源流失。

(二)加强技术研发,提高锗产品附加值

随着美国低空卫星星链计划、亚马逊低空互联网卫星计划、国内互联网卫星计划、华为互联网卫星计划的提出,近期内预计将建设卫星近6万颗,因而对卫星电池需求巨大。要着力提高太阳能电池用6英寸锗晶片产能,加大力度研发8英寸锗晶片,充分发挥锗衬底化合物半导体电池在卫星电池产业的作用,推动航空航天、5G/6G通信产业发展,满足卫星电池的迅猛发展需求。要加强二氧化锗在聚合催化剂领域应用,提升制备纤维、树脂、瓶、薄膜、片材、食品容器及电器零部件等产品质量,提高市场占有率。积极对接云南省生物医药产业,加强含锗保健品、药品、化妆品等产品的研发和相关技术研究,充分发挥有机锗在医疗、保健、美容方面的作用。

加强铅锌矿和锗(煤)矿中伴生锗提取技术的精细研究,积极引进国外先进的提锗技术,提升锗的提取率。积极研发先进设备与生产工艺,提高锗矿资源利用率。加快突破国外对电子级四氟化锗、高纯锗烷、超大口径红外锗单晶的国外技术封锁,解决国产化替代。加强回收技术研发,鼓励企业加强锗的回收,实现锗的循环利用。

(三)聚集创新资源,加强合作交流

加强部门协同联动,政府部门推动建立全国锗企业交流机制,定期开展技术研发、人才队伍建设等方面的交流合作。同时,推动企业与高校深入开展产学研合作,加大对锗生产企业的资金扶持力度,建立健全事前投入和事后补助机制,为提高企业技术研发能力和水平提供支持。搭乘云南建设面向南亚东南亚辐射中心快车,立足双循环新发展格局,积极参与境外锗矿资源调查研究与勘查开发,实施锗矿资源走出去战略。

(四)构建培育体系,加强人才队伍建设

完善企业、高校联合培养人才机制,建立人才培养基地。建立高效管理研发团队,加强人才管理和培训,提供良好发展空间和晋升渠道,吸引并留住人才。积极融入临沧国家可持续发展议程示范区人才建设,坚持人才导向,加强人才自主培养,探索采取柔性引进、人员外聘、购买服务等办法,聚集优秀锗研发技术人才,打造创新团队,突破高端锗产品国外技术封锁,解决卡脖子问题,实现国产化替代和锗材料高质量发展。

(五)加快锗产业创新平台建设

加快锗产业创新平台建设,围绕技术创新、人才建设、产品研发等,加强与省内外企业、高校和科研院所合作交流,联合共建创新平台。积极建设院士专家工作站,为锗行业优秀人才提供更好的创新环境,激励产品技术创新。立足云南现有资源和平台优势,积极申报国家级锗新材料创新中心,促进人才、资金和科教资源互联互通,整合行业内产学研用资、上下游创新资源,增强高端聚集、示范引领和辐射带动作用,开创产学研用的良好局面,促进技术创新工作再上台阶。

(本文完成于20211026日)

 

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