我國硼資源需求呈持續(xù)增長態(tài)勢

中化新網(wǎng)訊 7月17日，中國無機鹽工業(yè)協(xié)會硼產(chǎn)業(yè)論壇在青海格爾木市召開。與會專家認為，我國硼資源需求呈持續(xù)增長態(tài)勢，要加強技術(shù)創(chuàng)新，推動鹽湖鹵水中硼資源的高值化開發(fā)，保障硼產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

中國科學(xué)院青海鹽湖研究所副研究員彭小五介紹說，基于加快建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地的國家戰(zhàn)略需求與領(lǐng)域前沿，他們首次采用在線紅外光譜確定了萃取過程中萃取劑的醇-OH基團與硼氧配陰離子形成萃合物結(jié)構(gòu)，揭示了鹽湖復(fù)雜體系中硼與其他離子分離的萃取機理，為新型萃取劑設(shè)計與合成奠定理論基礎(chǔ)；創(chuàng)制了高效分離硼特效萃取體系，解決了鹽湖硼資源綠色高效高值化利用的分離提取的挑戰(zhàn)性科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)難題。

彭小五指出，以分子-介質(zhì)相互作用精準調(diào)控硼純化、富集過程結(jié)構(gòu)相似或痕量雜質(zhì)分子辨識與高效分離的關(guān)鍵技術(shù)，解決了萃取——晶體構(gòu)筑耦合技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化實施過程的瓶頸問題。構(gòu)建鹽湖復(fù)雜體系硼分離理論與多元技術(shù)耦合工藝，實現(xiàn)過程強化與流程優(yōu)化，集成技術(shù)與裝備，形成可推廣的鹽湖硼資源綠色高效低成本分離提取高端硼酸的新技術(shù)與新工藝。

據(jù)彭小五介紹，為提升鹽湖硼產(chǎn)業(yè)的技術(shù)層次和發(fā)展水平，在本領(lǐng)域起到引領(lǐng)示范作用。他們與企業(yè)合作建立了世界首條萬噸級萃取技術(shù)從高鎂鋰比鹽湖鹵水中分離提取氯化鋰與硼酸聯(lián)產(chǎn)工藝，實現(xiàn)了硼萃取率≥ 98%，新增創(chuàng)收2.56億元，經(jīng)濟效益顯著。在千噸級高端硼酸智能控制的產(chǎn)業(yè)化示范裝置上，電容硼酸純度≥99.95%，核級硼酸純度≥99.99%，產(chǎn)品技術(shù)指標與進口產(chǎn)品相媲美。

山東合益氣體股份有限公司研發(fā)總監(jiān)吳鈺哲博士指出，硼同位素因其在核能控制、中子俘獲治療（BNCT）及先進功能材料等領(lǐng)域的不可替代作用，正日益成為具備戰(zhàn)略價值的關(guān)鍵資源。

他還聚焦于主流硼同位素分離技術(shù)路線，分析了其原理機制、分離效率及工程適配性。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合輻照防護、電子級材料、BNCT藥物開發(fā)等典型下游場景，分析了高純硼源–同位素分離平臺–高端含硼產(chǎn)品全過程中的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)與協(xié)同機制。

吳鈺哲強調(diào)，硼同位素的應(yīng)用拓展，已不再是單一工藝的突破問題，而是對原料提純、分離系統(tǒng)構(gòu)建、下游產(chǎn)品轉(zhuǎn)化等多環(huán)節(jié)系統(tǒng)集成能力的全面考驗。面向未來，他提出了以“高純、高值、專用”為方向，推動跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新與上下游深度聯(lián)動，構(gòu)建具有技術(shù)深度和產(chǎn)業(yè)帶動力的中國硼化學(xué)核心平臺。

青海利亞達化工有限公司副總經(jīng)理喬培成在會上分享了高端制造領(lǐng)域的核心材料-高純硼酸專題報告。他指出，高純硼酸作為生產(chǎn)硼摻雜硅材料的關(guān)鍵原料，在提高半導(dǎo)體材料性能方面發(fā)揮著重要作用，是液晶顯示器等電子器件制造的關(guān)鍵原料。當(dāng)核反應(yīng)堆需要緊急停堆時，高純硼酸（核級）憑借硼元素極高的中子吸收截面，能將鏈式反應(yīng)瞬間“凍結(jié)”。如在壓水堆中，可將硼酸溶液直接注入堆芯冷卻劑。在維持核反應(yīng)堆長期安全停堆狀態(tài)時，高純硼酸同樣發(fā)揮重要作用。在沸水堆的安全殼內(nèi)，它作為后備應(yīng)急系統(tǒng)待命，確保反應(yīng)堆安全。

喬培成分析指出，全球硼酸市場規(guī)模預(yù)計將持續(xù)擴大，2025年全球硼酸市場規(guī)模預(yù)計將達到45億美元，年均復(fù)合增長率（CAGR）約為5.8%。高純度硼酸在新能源電池和半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用將推動產(chǎn)品升級，預(yù)計2030年相關(guān)細分市場規(guī)模占比將提升至30%以上。中國作為全球最大硼酸消費國，2024年表觀消費量已達86萬噸，占全球總消費量的35%。華東地區(qū)聚集了全國68%的深加工企業(yè)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好。西部地區(qū)依托鹽湖資源形成“提硼鋰電材料”一體化產(chǎn)業(yè)集群，有獨特的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。工信部《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》將電子級硼酸納入2025版補貼目錄，為高純硼酸企業(yè)帶來政策利好。

喬培成介紹說，該公司采用浮懸法將懸浮液中的硼酸結(jié)晶和母液分開，減少結(jié)晶中的雜質(zhì)，還研發(fā)出去除鐵離子的專利技術(shù)，除鐵率高達90%以上，實現(xiàn)超純硼酸規(guī)模生產(chǎn)。并已建成萬噸級高純硼酸產(chǎn)線，純度達99.999%，打破了日本、美國等國家的長期壟斷。

喬培成表示，高純硼酸憑借其獨特的化學(xué)屬性，正悄然成為這些尖端領(lǐng)域的“隱形核心”。隨著技術(shù)瓶頸的突破，高純硼酸在前沿領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，其市場規(guī)模有望進一步擴大，發(fā)展前景廣闊。未來需突破高純硼-10同位素制備和納米級形貌控制技術(shù)瓶頸，在更多前沿領(lǐng)域探索應(yīng)用，實現(xiàn)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

中國科學(xué)院青海鹽湖研究所研究員朱發(fā)巖指出，硼作為國家重要的戰(zhàn)略資源，在玻璃、陶瓷、冶金、信息技術(shù)及核工業(yè)等領(lǐng)域具有不可替代的應(yīng)用價值。近年來，我國硼資源需求呈持續(xù)增長態(tài)勢，自 2021 年起年需求量已突破 100 萬噸。但受限于國內(nèi)固體硼礦資源瀕臨枯竭的現(xiàn)狀，我國70%以上的硼資源長期依賴進口，這一局面正逐步成為制約傳統(tǒng)涉硼產(chǎn)業(yè)與戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。值得關(guān)注的是，青藏高原鹽湖蘊含著豐富的硼資源潛力，其鹵水中液體硼資源儲量已超7000萬噸。推動鹽湖鹵水中硼資源的高值化開發(fā)，對保障我國涉硼產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈安全與可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。

朱發(fā)巖介紹，當(dāng)前多數(shù)企業(yè)在鹽湖提鋰、提鉀過程中，將硼作為雜質(zhì)元素去除，僅有個別企業(yè)生產(chǎn)工業(yè)級硼酸/硼砂，這種利用模式制約了硼資源的價值釋放。高純片狀硼酸相較于傳統(tǒng)粉末狀產(chǎn)品，兼具大表面積、高純度、質(zhì)輕等優(yōu)勢，在阻燃材料、抑菌材料及防腐材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出更突出的應(yīng)用潛力。但目前國內(nèi)硼酸產(chǎn)品仍以工業(yè)級為主，高純度片狀硼酸產(chǎn)品基本依賴進口，自主產(chǎn)業(yè)化能力不足。針對上述問題，本研究團隊圍繞硼酸除雜工藝優(yōu)化、片狀硼酸制備技術(shù)及百噸級中試生產(chǎn)體系構(gòu)建展開系統(tǒng)研究，成功開發(fā)出高純片狀硼酸的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)路線，為我國硼酸產(chǎn)品的精細化升級打下了技術(shù)基礎(chǔ)。

中硼科技（威海）有限公司技術(shù)副總、廈門理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授趙國璋博士指出，碳化硼作為一種極具代表性的軍民兩用戰(zhàn)略材料，憑借其高熔點、高硬度、高模量、低密度、高耐磨、高化學(xué)惰性、高熱穩(wěn)定性、良好的中子吸收能力等特點，在國防軍工、核電核能、航空航天等眾多關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，應(yīng)用前景極為廣闊。

趙國璋介紹說，長期以來，我國都是最主要的碳化硼生產(chǎn)國，并且隨著過去10年來國內(nèi)需求的快速增長，我國已超越美國成為世界第一大碳化硼消費市場，消費量占全球總量的近一半。

在下游應(yīng)用中，磨料和耐火材料是最主要兩大市場，分別占53%和33%，其余應(yīng)用占比均相對較小。按應(yīng)用形式劃分，粉體應(yīng)用共占90%以上，制品應(yīng)用約占7%。

鋁基碳化硼材料主要應(yīng)用于核電站乏燃料貯存水池格架、后處理廠乏燃料貯存水池格架、燃料貯運容器及其他中子吸收裝備。材料類型分為板、棒、管等，其中板材占比最大；材料中碳化硼質(zhì)量分數(shù)范圍主要是10%～40%。國內(nèi)市場需求量為260~300噸/年左右，價格為46萬~100萬元/噸。目前，國內(nèi)供求方市場均處于增長期。

丹東市化工研究所有限責(zé)任公司總經(jīng)理倪禹行介紹說，氮化硼由于有著和石墨類似的結(jié)構(gòu)，又有石墨不具備的絕緣特性，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。氮化硼的導(dǎo)熱性能和氮化硼的厚度直接相關(guān)。在垂直于片的方向，隨著氮化硼片狀晶體的厚度的增加，氮化硼分子層的數(shù)量迅速增多，導(dǎo)熱率會相應(yīng)迅速下降，最后穩(wěn)定在約2 W/(m·K)。為此，制備出納米級厚度的片狀氮化硼可以使氮化硼發(fā)揮更高的導(dǎo)熱性能。

倪禹行分析指出，氮化硼納米片目前雖然制備方法和剝離方法很多，但還缺乏適合大批量工業(yè)生產(chǎn)的的制備方法，隨著技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，在不久的將來，必定會開發(fā)出更加高產(chǎn)率、質(zhì)量穩(wěn)定、條件溫和、綠色環(huán)保的氮化硼納米片合成新途徑。

氮化硼納米片同時具有微米級氮化硼的優(yōu)良性能和納米材料特有的性能，其應(yīng)用領(lǐng)域要廣于目前主流的氮化硼微米粉體，是氮化硼粉體行業(yè)的前途廣闊的發(fā)展方向。目前，氮化硼納米片領(lǐng)域的研究方向是針對其性能的缺點進行摻雜、改性、包覆，相信在未來還會由此開發(fā)出新的應(yīng)用領(lǐng)域，使氮化硼納米片得到更廣泛的應(yīng)用。

硼產(chǎn)業(yè)分會常務(wù)副會長韓光啟指出，在當(dāng)今社會發(fā)展進程中，硼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展地位持續(xù)提升。從先前的“硼化工”更名為如今的“硼產(chǎn)業(yè)”，旨在打造硼的全產(chǎn)業(yè)鏈，以進一步增加硼產(chǎn)業(yè)相關(guān)上下游企業(yè)的合作空間。我們必須加強硼產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力和技術(shù)進步，同時也要注重人才培養(yǎng)和引進。通過合作與交流，共同推動硼產(chǎn)業(yè)向更高水平發(fā)展。