美國鈹資源戰略啟示

王仁財，邢佳韻，彭 浩

(1.中國國土資源經濟研究院，北京 101149；2.中國地質科學院礦產資源所，北京 100037)

1 鈹資源性質用途

鈹、鈹合金(鈹銅合金、鈹鋁合金、鈹鎳合金)和氧化鈹是最主要的工業用鈹形態。金屬鈹常用于衛星天線、航天飛機懸梁、臍門和音響(高音域)振膜等關鍵部件中；它也是良好的X射線窗材料和紅外材料，其對紅外線的反射率可達95%以上，常作為光學鏡面在太空望遠鏡、前視紅外雷達中使用；鈹還可用于核反應堆中的中子源、控制棒和反射器材料[1]，因此也有“原子能工業之寶”之稱。鈹銅合金應用領域更廣，鈹含量(重量計)約為0.15%～2%的鈹銅合金具有強度高、非磁性、無火花等特點，其延展材料被廣泛應用于汽車引擎和傳動控制系統、飛機連接器等彈性部件當中；而鑄鍛造的鈹銅合金則應用于海底光纜中繼結構材料、防爆安全工具和飛機軸承等。鈹鋁、鈹鎳合金則因良好的彈性和熱性能等特點應用于導彈、火箭的超高速結構件、高度計、壓力計及汽車減震系統等。氧化鈹陶瓷具有高熱導率和低介電常數的特點，廣泛應用于大功率電子器件和集成電路和坩堝等耐火材料中；加入了氧化鈹陶瓷的玻璃不僅能透過X射線，還可增大玻璃的比重、抗水性和硬度等[2]。鈹資源生產流程和應用如圖1所示。

圖1 鈹資源生產流程和應用圖解(資料來源：Beryllium Science & Technology Association；JOGMEC)

由于鈹在電子電器、航空航天和國防等領域重要和關鍵性應用，鈹是我國乃至全球的戰略性和關鍵性原材料，歐盟委員會2014年5月26日發布的《歐盟關鍵性原材料報告》中就將鈹列為20個關鍵材料之一。

2 美國鈹資源供需概況

2.1 美國鈹資源概況

美國是全球鈹資源儲量最大、稟賦條件最佳的國家。據美國地質調查局(USGS)統計，2012年，全球鈹儲量8萬t；其中美國為5.2萬t，占全球65%。中國鈹資源儲量5180t，占全球6%，位居世界第二(圖2)。美國的鈹資源幾乎全部來自于猶他州斯波山的優質硅鈹石礦山，礦床平均品位高達0.73%，遠高于世界其他鈹礦山。

圖2 全球鈹資源儲量占比(數據來源：USGS)

2.2 美國鈹生產與消費狀況

全球鈹資源生產和消費都主要集中在美國，美國也是全球唯一鈹資源產業鏈最完備、對鈹資源應用最充分的國家。2012年全球生產鈹230t左右，僅美國就生產鈹200t，約占全球產量的87%(圖3)。美國擁有各類鈹產品生產和應用技術，目前世界上最大的鈹供應商為美國的布拉什·威爾曼公司(Brush Wellman)。布拉什是目前全球唯一一家具有從礦石開采到生產各種鈹制品的完整產業鏈的公司。生產加工技術非常完善，可以供應鈹的所有商業產品。該公司在猶他州擁有約95%的已探明鈹礦資源。

2012年，美國鈹的消費量為220t左右，占全球份額的81.5%(圖4)。其中電子電信行業消費占比42%，國防和工業、航空領域消費占比均為 11%，能源領域的消費占比為8%，其他像汽車、醫藥行業的消費總共占比28%(圖5)。與1997年相比，應用于國防、航空和能源的消費占比有較大增長。

圖3 2001～2012年世界和美國鈹產量(數據來源：USGS)

圖4 2001～2012年美國鈹消費量(數據來源：USGS)

圖5 2012年美國鈹產品消費結構(數據來源：USGS)

3 美國鈹資源戰略分析

美國是全球鈹資源的主要資源國、生產國和消費國，其對鈹資源的重視程度和保障戰略的全面性尤其引人深思。

1)資源、生產、技術和市場全面壟斷，保障本國資源供應。美國豐富的鈹資源首先使其在全球資源上占有絕對壟斷地位；而美國的布拉什·威爾曼公司(Brush Wellman)一家公司就占有了美國猶他州95%的資源，且是目前全球唯一一家具有從礦石開采到生產各種鈹制品的完整產業鏈的公司。其生產加工技術非常完善，可以供應鈹的所有商業產品。該公司還在世界各地開辦子公司和辦事處，向日本、歐洲等地供應鈹產品。而由于鈹在國防、航空航天、核能源等關鍵領域中的重要作用，鈹的加工技術一直處于保密狀態，該公司也長期處于世界鈹生產技術的壟斷地位。全方位的壟斷充分保障了美國鈹資源的供應。

2)推行軍民一體化政策，促進國防領域鈹的應用技術。美國政府自2001年開始推行軍民一體化政策，旨在利用快速發展的民用技術為國防技術服務，一方面通過民用市場對鈹的需求，利用市場需求帶動鈹技術的快速發展，再將其應用到國防領域中，實現了低成本高性能的軍用技術以滿足國防領域對先進鈹技術的要求；另一方面也實現了軍、民用資源的共享[3]。鈹生產加工企業直接針對不同領域的特點進行鈹產品研發，能夠不斷研制出新產品，如布拉什公司可以根據客戶需求對產品的加工工藝進行設計，以推動鈹的消費，促進鈹工業發展。

3)政府與企業合作，保障鈹資源國防領域應用。為保障國內國防領域的關鍵材料的穩定供應，在降低成本并減少對國外供應商原料和技術的依賴，美國出臺了國防生產法案第三篇計劃(《The Defense Production Act (DPA) Title III Program》)。在該計劃下，美國國防部與布拉什公司合作，2005年在俄亥俄州投資0.904億美元用于建設一家原鈹加工廠。該廠房的年產能為73t高純金屬鈹，約2/3的產量都被用于國防及政府相關領域。

4)鈹資源儲備戰略。美國一直重視鈹資源的儲備，最高儲備量達到3年的消費量以上。盡管近年來，美國大幅消減儲備，鈹的儲備量也有所下降，但鈹是美國唯一保留有最低儲備目標的國防軍工礦產。由于儲備大量礦石與合金需要消耗相當數目的資金，而美國又具備豐富的鈹資源和生產鈹產品的各種關鍵技術，在2004～2006年，美國國防部取消了對礦石與母合金的儲備，改為只儲備較少量的熱壓鈹粉與真空鈹鑄品。美國目前仍保留45t熱壓鈹粉的最低儲備目標。

表1 2000～2012年美國儲備鈹產品及規模/t

注：2013年為計劃儲備數。

資料來源：USGS。

4 啟示與建議

我國也是目前世界上極少數幾個具有從礦石加工到生產鈹產品能力的國家。2012年我國鈹產量22t，占全球比例的9.5%；消費量27t，占全球消費量的11%。在大力發展戰略性新興產業的背景下，鈹作為一種性能優良的材料，未來國內無論在國防還是民用方面，鈹需求都將快速上升。而美國的鈹資源戰略對我國無論是鈹資源還是其他稀有金屬礦產戰略都有重要的啟示。

1)加大鈹生產和應用技術研發投入，拓展國內鈹的應用市場。我國也是鈹資源較為豐富的國家，充分利用鈹資源為國內經濟和國防服務十分重要。雖然我國具備從鈹礦石加工到鈹產品生產的能力，但是生產技術、設備和產品質量不如美國。鑄錠存在氣孔、夾渣較多；板材板型不好，公差范圍大，有鐮刀彎等等[4]。近年來，我國鈹的研發技術有所進步，鉭鈮鈹合金和鈹鋁合金都擁有了自主知識產權，但與美國相比仍有較大差距，生產規模也較小，不能滿足國內的需求[5]；另一方面，我國目前對鈹的應用還較為局限，主要原因是國內缺乏類似布拉什公司的有實力的鈹下游產品研發和生產企業，我國企業只生產一些特定產品，對市場變化、需求的適應性不高，這就使得我國國內鈹的應用范圍較窄，無法打開更廣闊的鈹銷售市場，使鈹行業發展較為滯后；因此無論是生產還是應用技術上，我國都應加大投入力度，培育我國的鈹產業。

2)產業培育的核心是培育綜合型、創新型和市場服務型的企業集團。美國布拉什公司由于擁有從鈹資源、生產到應用各領域全產業鏈的技術優勢，在不斷適應市場的同時，甚至通過自己的創新能力主動擴展研發產品的應用范圍，使現在幾乎世界每生產一架飛機都一定會用到該公司生產的相關零部件。目前國內還很缺少像布拉什公司這樣的綜合型、創新型和市場服務型的企業集團，這也是國內資源型企業實力不及國外的主要原因，企業是市場主體、創新主體，通過建立良好的市場環境，培育綜合型、創新型和市場服務型的企業集團，是充分發揮資源優勢、形成強大生產力和實現我國經濟轉型和升級的重要途徑。

3)加強鈹等戰略性金屬的儲備力度，建立與我國國情相適應的儲備規模。鈹在國防、航空航天以及電子電器等方面有非常重要的應用，未來隨著我國相關產業的快速發展和技術進步，鈹需求極有可能會快速增長，因此我國應加大儲備力度，建立與我國國情相適應的儲備規模，以應對未來國防軍工等相關產業快速發展帶來的需求突增，有效保障鈹資源的供應安全。此外，與鈹戰略地位相當的其他戰略性金屬也應予以重視，建立戰略性金屬的儲備制度，增加儲備力度，保障我國經濟順利實現轉型和升級。

[1] 劉世友.鈹的生產現狀與應用開發[J].稀有金屬與硬質合金,1998(135):56-61.

[2] 李文芳,黃小忠，楊兵初，等.氧化鈹陶瓷的應用綜述[J].輕金屬,2010(2):20-23.

[3] 葉選挺,劉云.美國推動軍民融合的發展模式及對我國的啟示[J].國防技術基礎，2007(4)：41-44.

[4] 王偉.鈹銅合金的生產和應用前景分析[J].有色金屬加工，2012,43(2):10-12.

[5] 董超群，易均平.鈹銅合金市場與應用前景展望[J].稀有金屬,2005,29(3):350-356.