試論稀散金屬礦產與新質生產力

王登紅

（自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037）

在2023年出現的熱詞中，“新質生產力”特別引人注目。2023年9月7日下午，習近平總書記在黑龍江省哈爾濱市主持召開新時代推動東北全面振興座談會并發表重要講話時指出：“積極培育新能源、新材料、先進制造、電子信息等戰略性新興產業，積極培育未來產業，加快形成新質生產力，增強發展新動能。”[1]顯然，新質生產力的提出有助于我國在新階段牢牢把握新一輪科技革命的戰略機遇，有助于推動新興產業、未來產業的發展，有助于開辟新賽道、增強新動能，進而有助于全面推進中國式現代化，因此，受到全國人民的高度關注，成為熱詞也就不足為奇。那么，什么是新質生產力？跟中國礦業發展有什么關系？《中國礦業》組織的本專題重點討論的是稀散金屬，而稀散金屬礦產資源與新質生產力又有什么關系？如何充分發揮我國稀散金屬的資源優勢和技術優勢，促進新質生產力的加快形成？本文將對此作初步探討，以拋磚引玉。

1 新質生產力的含義

傳統概念認為，人類利用自然、改造自然，進行物質資料生產的能力就是生產力。那么，什么是“新質生產力”呢？作為新詞，對于新質生產力的概念內涵，還存在不同的理解。但普遍認為，新質生產力是以科技創新為主導，為實現關鍵性、顛覆性技術突破而產生的生產力。新質生產力是相對于傳統生產力而言的，按照馬克思主義基本原理，生產力是人類改造自然和征服自然的能力，是推動社會進步最活躍、最革命的要素，生產力發展也是衡量社會發展的根本性標準[2]。社會主義的根本任務就是解放生產力、發展生產力。新質生產力也就是新質態的生產力，有別于傳統生產力，涉及領域新、技術含量高、知識密度大，是科技創新發揮主導作用的生產力，代表生產力演化中的一種能級躍遷。其核心要義就是“以新促質”，以創新驅動新經濟變革、以新經濟引領高質量發展；創新驅動是“新”的關鍵，高質量發展則是“質”的目標。新質生產力中的“新”，指的是新技術、新模式、新產業、新領域、新動能；新質生產力中的“質”，指的是物質、質量、本質、品質；新質生產力中的“生產力”是推動社會進步最活躍的要素。新質生產力的特點在“新”，關鍵在“質”，錨定于“生產力”。新質生產力突破了傳統的經濟增長方式，以高效能、高質量為基本要求，以數字化、網絡化、智能化為基本特征[3-5]，而數字化、網絡化、智能化所需要的直接與間接的產品-如芯片，以及為了制造這些產品而必須的制造業-如氟化工，都將為新質生產力的形成奠定基礎。

簡言之，傳統的生產力指的是人對自然的關系，是改造自然、影響自然并使之適應社會需要的客觀物質力量，是人類借助于自然界直接創造財富的能力；而新質生產力是指在前沿科技不斷發展、新興產業不斷涌現的新時代所體現出來的在戰略性新興產業、未來產業中直接或者更多的是間接利用自然物質來改造自然、管理社會的全新能力。從人與自然的關系看，本文強調傳統生產力更多的是直接利用自然資源，如風能、光能、水能、生物資源、動物資源及煤炭、石油、鐵礦等礦產資源，而新質生產力更多的是間接利用自然資源，如駕馭海量數據的能力，而數據本身并非自然界直接產生的。這也是新質生產力強調以數字化、網絡化、智能化為特征的原因。需要強調的是，新質生產力并非是取代傳統生產力，而是強調新的“質態”。比如，傳統生產力利用風能就是建造“大風車”，但不能實現遠距離輸送電能；戰略性新興產業可以實現遠距離甚至數千千米的超遠距離輸送，但尚未實現“按需送電”；未來產業則通過大數據管理各地乃至全國的用電信息，通過網絡來調度電力資源，進而要求并實現發電廠的“錯峰發電”“按需發電”，從而實現對風力發電的科學管理。礦產資源在這一從傳統產業到戰略性新興產業再到未來產業的發展過程中，不是被取代了，而是換了一種“質態”。其中，制造風力發電的鐵塔仍然需要大量的鋼鐵（常見的5 MW大型風力發電機，葉片長達60～70 m，加上主塔、基座等需要鋼材1000～1500 t），制造風力發電機需要大量的稀土等關鍵小金屬（300～1000 kg），而利用計算機來管理則需要大量的電子設備，電子設備同樣離不開稀散金屬。太陽能發電亦是如此，其中更多的用到了光電轉換設備，鎵、鍺、銦、碲等稀散金屬對于太陽能發電也是不可或缺的。

2 稀散金屬礦產的概念

稀散金屬（與稀土、稀有金屬并稱“三稀金屬”）也是一個相對較新的名詞，但其概念是明確而具體的，與以往“分散金屬”“分散元素”的概念也是一脈相承的。從材料的角度，指的就是鍺、鎵、銦、鉈、錸、鎘、硒、碲這8種金屬；從基礎科學的角度，就是Ge、Ga、In、Tl、Re、Cd、Se、Te這8個在地殼中分散出現的元素；從礦產資源的角度，就是鍺、鎵、銦、鉈、錸、鎘、硒、碲這8個在傳統產業中用量不大的“小礦種”。

顯然，新質生產力的主要領域是戰略性新興產業（也簡稱為戰興產業）和未來產業，而新型工業化是加快形成新質生產力的主陣地。礦產資源是工業的糧食，而在傳統產業中用量很小（每年甚至只有噸級，比黃金還少）的稀散金屬卻將是戰略性新興產業和未來產業所涉及新型工業制造業中所不可或缺的原材料，其用量必將大幅度增加，尤其是其適用范圍將大幅度擴展，無論是傳統的電子設備還是未來的“腦機接口”，都離不開稀散金屬。比如，放在手心中就可以“化”了的鎵金屬，可以用于制造“液態機器”，進入血管等人體器官，以清理“垃圾”。

稀散金屬雖然在傳統產業也發揮過重要作用（如鉈用于殺蟲劑，以提高糧食產量），但其主要用途毫無疑問將是戰略性新興產業和未來產業。正如學界指出，突破性、顛覆性技術疊加戰略性新興產業和未來產業將促進新質生產力的形成與發展[2,6]，而稀散金屬正好在突破性、顛覆性技術方面將發揮重要作用。或者說，先進技術的載體將廣泛涉及到稀散金屬，如鍺對于半導體領域的意義奠定了其在戰略性新興產業中的地位，鎵作為液態金屬之一也將在未來產業中發揮不可限量的作用。科學家預言，鎵及其合金可以在體積、形態可變化的儀器設備制造業發揮巨大作用，因為鎵的熔點只有29.78 ℃，而沸點卻高達2403 ℃，是自然界液態條件下溫差最大的金屬元素。液態的好處就是便于“塑形”，可以制造成形態可變的物件，而29.78 ℃的熔點正好是非常便于“掌控”的。形象地講，要讓鎵保持固態，只要放在一般低于28 ℃的空調房中即可，而要讓鎵變成液態，放在手掌心中“捂一捂”即可。目前，我國鎵資源豐富，價格為2000元/kg左右。也就是說，鎵的狀態和命運與稀土差不多。因此，必須充分吸取我國稀土資源豐富，但稀土專利卻被國外壟斷的深刻教訓，加大科技研發力度，讓鎵在戰略性新興產業和未來產業中充分發揮作用。盡管目前鎵的市場不大，價格不高，但未來市場、未來產業也是可以“積極培育”的。這既是習近平總書記強調“積極培育未來產業，加快形成新質生產力，增強發展新動能”的核心要義，也為以鎵為代表的稀散金屬在戰略性新興產業和未來產業中發揮“顛覆性”作用提供新機遇。

3 稀散金屬在傳統產業中的應用

在傳統產業中，從材料的角度，鍺、鎵、銦、鉈、錸、鎘、硒、碲這8種金屬用途廣泛，涉及領域很多，但主要起配角作用。這從往年的消耗量明顯可見。比如，鉈在100年前（至少在1920年）就被用作滅鼠劑，或用作殺蟲劑（以殺滅白蟻最為有效），或用作防霉劑（以保護織物和皮革），但由于鉈具有劇毒，在使用過程中容易造成二次污染，美國先后于1965年和1972年兩次禁止使用鉈農藥，至1973年基本停止了鉈在農業等傳統產業中的應用[7]。再比如，20世紀80年代以前，鎘的最大用途是電鍍工業，占鎘消費量的50%以上；80年代以后，電鍍鎘消費量顯著下降，到1984年下降為25%，1985年又降為22%，而電池工業鎘的用量快速上升，尤其是鎳鎘電池工業的鎘消費比例迅速上升，從1970年的8%，上升到1983年的29%，1986年上升到36%（日本電池工業用鎘量占其總消費量的71%）。隨著環境保護要求的日益嚴苛，瑞典、丹麥等西方國家禁止將鎘用于電鍍、顏料和穩定劑，鎘的第一大應用領域也從鎳鎘電池轉移到20世紀以來的光電產品。

總之，這8種稀散金屬在傳統產業中的使用范圍較為局限，用量也非常有限，有的甚至被限制使用，因此，資源調查的工作程度普遍較低，科學研究也不夠深入。這在我國更為明顯，比如，我國曾經發現世界上唯一的獨立成型的碲礦床-四川大水溝碲礦，但其資源儲量一直沒有被查明，對其用途也沒有深入挖掘，直到戰略性新興產業快速發展，尤其是光電領域需要廣泛用到碲時，才發現原先探明的碲礦石幾乎消耗殆盡，而且其粗加工產品、半成品主要用作出口，甚至被其他國家用于戰略儲備[8]。

4 稀散金屬在戰略性新興產業中的應用

戰略性新興產業一般指的是包括新一代信息技術、節能環保、新能源、生物、高端裝備、新材料、新能源汽車等7個新興產業在內的技術密集型產業，有別于勞動力密集型和資源密集型傳統產業。稀散金屬礦產之所以能夠在戰略性新興產業領域發揮關鍵作用，一方面與其特殊的物理化學性質有關，另一方面也與其開發強度不夠大，新產品、新用途層出不窮、迭代快速密切相關，此外還與人們對于這些稀散金屬在工業領域中的應用知之甚少有關。

對工具的使用是人類區別于其他動物的基本特征之一，而對由礦產資源衍生的生產資料的高端化、智能化、數字化應用更是現代人類社會發展的標志。從舊石器時代到新石器時代再到銅器、鐵器乃至于電器，人類一直在突破性、顛覆性地使用礦產資源，比如將瓷土、陶土燒制成瓷器、陶器，就有了儲存水、食物乃至于煮熟食物的容器，人類才告別了“野生狀態”。一方面，技術進步使得勞動資料變得更高級、更精密、更尖端，高精尖的機器設備成為人類改造自然的新手段；另一方面，科學技術的進步不斷助力發現新物質尤其是自然物（包括礦產資源）的新用途，從而既打開了科技創新的新領域，也創造了人類生存的新世界。例如，當今人們要離開手機，那簡直是“寸步難行”，從買火車票，到醫院看病，乃至于買菜煮飯，都離不開手機。手機是載體，是看得見的實物載體，而手機背后的信息化平臺則是看不見但須臾不可或缺的“數字世界”。

毫無疑問，戰略性新興產業和未來產業的形成與發展必然會形成新的生產方式與生產關系，加快新質生產力的形成。當前，以人工智能、大數據、云計算、物聯網等為代表的突破性、顛覆性技術，立足于戰略性新興產業又與實體產業漸行漸遠，倒逼原有產業不斷轉型升級，既帶動了新能源、新材料、智能制造等戰略性新興產業的快速發展，也培育了以量子信息、生物制造、人形機器為代表的未來產業。戰略性新興產業的發展和未來產業的出現至少會帶來兩方面的重要變化：一是引導產業部門生產結構向著更高效、更智能的方向發展，從而形成新的生產方式；二是通過革新產業的構成要件，衍生出人與自然、人與人之間全新的生產關系[6]，而新的生產方式與生產關系也將促進新質生產力的形成與發展。礦產資源尤其是稀散金屬礦產資源相對于傳統的煤、石油、鐵、銅等大宗礦產來說不但是新的生產資料，也有助于構建新的生產關系。能否更多、更快、更好地探明稀散金屬礦產資源的家底，并將其在戰略性新興產業中的應用發揮到極致，無疑將在促進新質生產力發展乃至于在國際政治、經濟博弈中占據主動。

在新興信息產業領域的應用。眾所周知，在聚焦下一代通信網絡、物聯網、三網融合、新型平板顯示、高性能集成電路和高端軟件研發過程中，與戰略性新興產業相關的關鍵金屬礦產發揮著重要作用。比如，液態金屬合金的研究可使顯示器可大可小，而液態金屬除了汞之外，當前最主要的是鎵、銦、鉈及其合金。信息領域離不開半導體，而鍺、鎵、銦等半導體金屬原料也是我國的優勢礦產資源。比如，目前制造LED（Light Emitting Diode，半導體照明光源）離不開鎵，不論哪一種LED都需要用到鎵，而我國鎵資源十分豐富，無論是鉛鋅礦還是鋁土礦中均伴生有鎵，但主要伴生在鋁土礦中。雖然我國鋁土礦資源并不豐富，需要大量依靠進口，但我國鋁土礦在冶金領域中的技術是世界一流的。在鋁土礦冶金過程中順便回收鎵，在我國已經擁有成熟的技術。因此，以鎵資源優勢為基礎，加快推進鎵在戰略性新興產業中的應用研究，我國是完全可能占據主動的。這一點可以從鋰資源與新能源汽車的快速發展中得以旁證。

在節能環保領域中的應用。節能環保依然是當前的主題，既包括礦山環境保護，也包括礦產資源的循環利用（比如城市礦產），還包括礦產資源開采開發過程本身的高效節能，更包括各個領域為了節能環保而開發新的礦產資源，比如鋰作為能源金屬一旦在可控核聚變發電方面取得突破并實現商用化，則煤炭、石油、天然氣乃至于核裂變用到的鈾礦資源將或多或少被代替。目前，大量用到稀散金屬的風力發電與太陽能發電行業發展很快，對于鎵、銦、硒、鎘等的需求量也增長很快。

在生物產業領域中的應用。正如前文介紹，鉈曾經被用于殺蟲劑而在20世紀廣泛使用，但隨著環境保護力度的加大，鉈退出了在農業乃至于整個生物產業的應用。那么，如何既提高農作物的產量（屬于傳統生產力），又通過改變農產品的結構而帶來質的飛躍（屬于新質生產力）呢？其他稀散金屬能不能發揮作用呢？其實，市場上廣泛銷售的富硒茶、富硒大米、富硒蘋果等等也已經說明了硒這一稀散金屬元素對于新質生產力的重要性。而富硒農產品的出現，本質上不是為了提高產量而是為了“健康”。也就是說，保健農產品是為了提高生活質量，并不是為了填飽肚子。土地屬于最原始的生產要素，含有不同礦物質的土地適合于種植不同類型的作物（包括糧食作物和經濟作物），在不同的土地上播下不同的種子，收獲不同的果實。這似乎天經地義，但也將是新質生產力的一種選擇。遺憾的是，我國雖然對富硒土壤的調查較為重視，發現了大面積的富硒土壤，為提高農業生產力作出了貢獻，但哪些土壤富含有害元素（如鎘、鉈），則還了解得不夠。因此，今后不但要調查有益元素也要調查有害元素，趨利避害，才能產生新質生產力。

在新能源領域中的應用。核能、太陽能、風能、生物質能將領銜新能源。無論是風能發電還是其他方式的“綠色發電”，都離不開發電機，而發電機的制造要使用關鍵金屬礦產。如太陽能電池，離不開銦、鎘、碲等半導體原材料，硒化銅銦太陽能電池、碲化鎘電池都是薄膜型太陽能電池的主導產品。

在新能源汽車領域中的應用。新能源汽車領域是我國“彎道超車”（也可以說是另開賽道）的典型領域。2015年我國新能源汽車的產量達到340471輛，銷量331092輛；純電動汽車的產量達到254633輛，銷量247482輛（中國汽車工業協會數字），發展勢頭之迅猛令國內外都大吃一驚。截至2023年7月3日，我國新能源汽車產量達到2000萬輛。對于新能源汽車來說，鋰毫無疑問是“明星”金屬，但無論是新能源汽車本身還是為新能源汽車保駕護航的充電樁等配套設備都離不開稀散金屬，如充電樁要用到氮化鎵，導航系統要用到銦，電子系統要用到鍺、銦等。為了實現在保障安全前提下的快速充電，銅與碲的高性能合金材料被用于超級充電系統。

在高端裝備制造業中的應用。世界各大國都在重點發展航空航天、海洋工程裝備和高端智能裝備業，尤其是近年來以“俄烏沖突”為標志的局部戰爭以及其他方面的軍備競賽愈演愈烈，軍工領域（大到軍艦、航空母艦，小到士兵照明用的手電筒）都離不開關鍵金屬。其中，銦、碲、鎘等稀散金屬在各種發動機、電子儀器儀表、精確制導（時間制導和空間制導）等方面必不可少。以鎘為例，除了制造定向導彈要使用鎘之外，由單質鎘和汞生成的鎘汞劑在加熱時軟化，而在人體溫度下卻很硬，從而體現出“液態金屬”的特點。這種“液態金屬”或“變形金屬”在軍用和民用兩方面都受到高度關注，將成為高端裝備制造業的基礎性原材料。再比如，鍺在軍事方面尤其是在紅外鏡頭方面用途廣泛、用量很大，無論是車輛、艦艇、飛機等高端武器還是紅外槍瞄鏡頭、頭盔紅外鏡頭、手持紅外鏡頭等單兵紅外裝備，都離不開鍺。假設每個士兵班（戰斗小組）裝備2臺紅外夜視儀，每臺大約消耗0.3 kg鍺[9]，則百萬大軍至少需要6萬kg鍺，還不包括單兵裝備。

在新材料領域中的應用。幾乎各種新材料都離不開戰略性新興產業金屬礦產，除了稀有金屬和稀土金屬之外，稀散金屬也有其獨特性。比如，鎵在液態金屬冶金領域有著廣闊的前景，是電子工業的新寵，被譽為“半導體材料的新糧食”。其中，作為第二代半導體材料的代表，砷化鎵（GaAs）材料是目前最成熟的化合物半導體材料之一，與第一代半導體硅材料相比，具有禁帶寬、電子遷移率高、電子飽和漂移速度高、能帶結構為直接帶隙等特點，決定了其在高頻、高速、高溫及抗輻照等微電子器件研制中的主要地位，砷化鎵的直接帶隙特性決定了其也可以制作光電器件和太陽能電池。砷化鎵材料分兩類：半絕緣砷化鎵和半導體砷化鎵，前者主要用于雷達、衛星電視廣播、微波及毫米波通信、無線通信（以手機為代表）及光纖通信等領域，后者主要用于光通信有源器件（LD）、半導體發光二極管（LED）、可見光激光器、近紅外激光器、量子阱大功率激光器和高效太陽能電池等光電子領域。對于第三代半導體材料，氮化鎵是目前世界上最先進的半導體材料，是新興半導體光電產業的核心材料和基礎器件，在手機快充、5G通信、電源、新能源汽車，以及雷達等方面具有誘人的應用前景。砷化鎵聚光太陽能電池和銅銦鎵硒（CIGS）太陽能薄膜電池是最突出的兩種太陽能電池，均離不開鎵[10]。

5 稀散金屬在未來產業中的應用趨勢

2024年1月29日，工業和信息化部等七部門聯合印發《關于推動未來產業創新發展的實施意見》，列出了重點前瞻部署未來制造、未來信息、未來材料、未來能源、未來空間和未來健康六大產業方向，并強調在突破下一代智能終端、做優信息服務產品、做強未來高端裝備三個方面，打造人形機器人、量子計算機、新型顯示、腦機接口、6G網絡設備、超大規模新型智算中心、第三代互聯網、高端文旅裝備、先進高效航空裝備、深部資源勘探開發裝備十大標志性產品方向。無論是三大方面六大產業方向還是十大標志性產品，都離不開稀散金屬（包括需要對深部金屬礦產進行勘探與開發）。以鎘為例，鎘可用于制造高精度的溫度計，為深部找礦提供高精度探測設備（深部地溫及地溫梯度的變化規律將成為找礦標志）；深部采礦過程中隨時會遇到地壓、高溫、透水、巖爆、腐蝕、缺氧等災害，自然人下到數千米深的地下是不現實的，各種各樣的機器人就成為必然選擇；而無論是自然人采礦還是機器人采礦，都需要觀察，都需要精確定位，都需要與地表控制中心保持緊密聯系，因此，能夠克服地下深部復雜環境的新型顯示設備、通訊設備、衛星難以兼顧的網絡設備等等就必然被用上。因此，更充分地“用好稀散金屬”，將是形成新質生產力的具體體現。

實際上，深海采礦也是未來產業，同樣要用到大量的稀散金屬。

未來產業并不局限于上述六大產業方向，其產品也不局限于十大標志性產品。8種稀散金屬甚至可能還因其“稀缺性”而具有“收藏價值”。可以說，以神舟飛天、蛟龍入海、嫦娥奔月、墨子傳信、北斗組網、天眼巡空、天問探火等為標志的新質生產力正在我國持續涌現，但深部探礦、深部采礦（包括深海探礦與深海采礦）的標志性新質生產力尚未現成，正需要通過互聯網、大數據、人工智能與包括稀散金屬礦產在內的實體經濟的深度融合來破題。

6 我國稀散金屬礦產資源的基本特點

我國稀散金屬礦產資源豐富，但研究程度低，資源家底不清，開發利用缺乏規范，產品單一，技術路線較為落后，環境壓力較大，離“用得好”的目標還有很大差距[11-12]。

6.1 鎵

我國商務部和海關總署在2023年7月3日發布關于對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告，引起了社會各界對鎵和鍺這兩種礦產的高度關注。我國鎵的資源儲量為13.66萬t，約占世界總量的75%[8]。廣西、貴州、河南、山西和云南的查明資源儲量合占全國的88.2%。據統計，四川攀枝花釩鈦磁鐵礦中的鎵占世界儲量的41%～42%，占國內儲量的54%～55%；其次是德興銅礦，鎵儲量占全國的15%[13]。但實際上，無論是攀枝花還是德興，都因為鎵品位太低而基本上沒有利用。因此，對于鎵的資源儲量，不能僅從儲量表上的數據來理解。此外，晉北地區、陜北地區、內蒙古南部的火電廠年排棄的億噸級粉煤灰不僅氧化鋁含量＞40%，鎵的含量亦高達40×10-6～50×10-6，有些品種粉煤灰鎵含量竟達100×10-6（即灰含鎵0.004%～0.010%），遠大于鎵礦工業品位的30×10-6，屬富鎵粉煤灰，其金屬鎵總儲量也不亞于攀枝花釩鈦磁鐵礦。如在粉煤灰提鋁的同時回收這部分鎵，將改寫我國鎵的總資源儲量，為我國經濟的持續發展提供新資源[14]。目前，國內已成功制備出超純鎵，并建成15 t/a超純鎵的生產線。我國鎵產量雖然在全球占有重要地位，但大部分作為原料性產品出口；我國是世界主要鎵原料出口國，同時又是世界鎵高端產品和制成品的重要進口國。因此，要從戰略高度重視并且在政策上對鎵的回收采取相應措施，包括戰略儲備；要限制鎵的低價出口，同時要提高我國鎵高端產品的生產技術水平；鼓勵科技創新，研發新產品，給予政策、稅收等方面的支持，變資源優勢為經濟優勢、技術優勢和人才優勢。

6.2 鍺

鍺資源比較貧乏，按照目前的用量全世界只夠使用40 a。但鍺是具有戰略性質的光信息材料，可用于衛星上的太陽能鍺電池。鍺在醫療保健方面的應用也越來越受到關注，尤其是有機鍺藥物之所以能震驚醫學界，主要是因為其低毒（微毒或無毒），以及對人體具有的抗癌和免疫等功能。目前，我國和美國基本上壟斷了全球的鍺資源，我國是全球第二大鍺資源國，已探明鍺礦產地35處，鍺保有儲量約3500 t[8]。我國鍺出口量占全球的70%以上，大部分是低附加值的初級原材料產品。如不加限制，勢必造成我國鍺資源匱乏，反而助長其他國家鍺工業的發展。我國的鍺資源主要分布在廣東、云南、內蒙古、吉林、山西、廣西、貴州等12個省（區）（合占全國96%）。國內含鍺較高的鉛鋅礦床主要分布在云南會澤、貴州赫章、廣東凡口及湖南水口山等地。云南的鍺資源豐富，主要分布在鉛鋅礦和含鍺褐煤中，目前居全國第一位。

6.3 銦

銦在自然界難以形成獨立礦床，工業上主要從赤鐵礦、鉛鋅礦及鎢錫礦的冶煉過程中作為副產品回收。銦主要賦存于閃鋅礦中，但只有當錫、鋅共伴生且鋅也大規模富集時才容易被回收利用。預計銦將成為比稀土還緊缺的戰略資源，而且更加難以尋找。銦的富集具有礦床類型的專屬性，主要富集在錫石硫化物礦床和富錫鉛鋅礦床這兩種特定類型礦床中，鋁土礦中也可能有所富集。近年來，銦以其在高精尖產業技術中表現出的優良性能而越來越受到重視。我國擁有全世界最大的銦地質儲量，占世界的50%左右，但實際上已查明銦資源儲量不足萬噸。我國從1954年開始回收銦，到2006年銦的生產能力達到657 t，成為全球最大的銦生產國。但銦產業鏈基本上停留在高純銦以下的基礎產品層次，核心技術一直沒有突破。此外，隨著廣西大廠等核心礦區主礦種資源的枯竭，銦也將成為緊缺資源。

6.4 鎘

我國鎘資源豐富，但其一直被另眼相看，認為是“污染源”，這是由于采礦活動有可能導致鎘元素從尾砂中釋放出來，進入下游水環境，從而造成鎘污染。在農業生產中，含鎘的污水通過灌溉也可能引起土壤的鎘污染，進而導致大米等農作物鎘含量超標。但從新質生產力的角度看，鎘卻是不可或缺的新型材料。比如，鎘合金在國防工業中有重要用途，鎘棒可以在核反應堆中調節連鎖反應的速度。美國早已將鎘列為戰略儲備物資，儲備目標高達5370 t。我國的鎘資源主要集中在云南、四川、廣東、廣西、湖南、甘肅、內蒙古、青海、江西等省（區）。云南蘭坪金頂鉛鋅礦是中國特大型伴生鎘礦床；貴州都勻牛角塘鋅礦床是目前已知鎘含量最高的礦床，為世界上罕見的大型獨立鎘礦床；云南都龍錫多金屬礦床中鎘儲量達數千噸，規模為大型；廣西大廠礦田最具工業意義的鎘主要賦存于鐵閃鋅礦中，整個礦田鎘資源量達到萬噸以上。因此，對于鎘，首先要從地質背景的角度查明其分布情況，包括在礦床中的賦存狀態，也包括在一般巖石中的分布狀態，爭取在采礦過程中充分回收鎘，既保證鎘資源的綜合利用，又降低對環境的排放污染。也只有充分回收、吃干榨盡，才能降低對環境的排放污染。如果不采礦，在自然過程中，隨著風化作用等地質過程的自然進行，鎘等金屬也是要進入環境的，這是不以人的意志為轉移的。那種將重金屬污染一股腦歸罪于采礦的看法并不符合實際。此外，更重要的是，要加強鎘在高科技領域中的創新研究，拓展鎘的應用領域，尤其是“液態金屬”“信息金屬”等新領域。只有鎘得以無害利用，才能減少其污染環境的機會。

6.5 鉈

鉈是地殼中典型的分散元素，主要呈類質同象、膠體吸附狀態和獨立鉈礦物形式存在。鉈的獨立礦床僅見我國報道，已知有貴州濫木廠汞鉈礦床、云南南華砷鉈礦床和安徽香泉鉈礦床。事實上，鉈廣泛存在于鉛鋅礦等多金屬礦床中，如廣東云浮黃鐵礦、凡口鉛鋅礦、云南蘭坪鉛鋅礦等。鉛鋅礦冶煉廠煙塵中的鉈也是回收鉈的主要來源。我國鉈儲量居世界首位，是我國的優勢資源，但下游的需求量極少。2009年，全球鉈的年消耗量基本保持在15 t或以下。我國鉈產業應用技術相對滯后，主要用于高新技術和化工領域，前者每年需求量達225 kg，后者年需求量達24 kg。我國西南低溫熱液礦床分布區普遍存在鉈的高異常。地質體在風化過程中，鉈會進入水體、土壤、植被和空氣。因此，要調查清楚鉈在自然界的分布情況，有些“毒瘤”必須挖掉才能斷根。在礦山環境治理過程中，不能只是在尾砂庫種草，還應該長期監測地下水的變化，最好能通過綜合回收利用的方式根除污染源；粉塵中鉈的遷移活性很強，要注意除塵。對于含鉈地質體（包括尾礦砂），在種草復綠的同時要避免掩耳盜鈴式的表面文章，以便于從根本上阻止鉈在巖石圈、水圈、生物圈中的物質循環。而將鉈作為礦產品加以回收，實際上是根除“污染源”的最好辦法。

6.6 碲

碲是既稀有又分散的元素，在地殼中的含量極低，但用途卻十分廣泛而重要，社會需求也日益增加。碲產量一半以上用于高端冶金工業，主要消費增長領域是光電儀器-激光器、光二極管、光接收器。碲主要分散在硫化物礦床及含金石英脈礦床的黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物中，工業上的碲主要從電解精煉銅和鉛的陽極泥中回收。我國已發現碲礦產地約30處[8]，探明碲儲量居世界第三位，主要集中于廣東、江西和甘肅。我國碲礦資源集中在熱液型多金屬礦床、矽卡巖型銅礦床和巖漿銅鎳硫化物型礦床中。廣東大寶山、江西城門山、甘肅白家咀子為我國三個大型-特大型伴生碲礦床，三者占全國伴生碲儲量的94%。1991年8月，全球第一例獨立碲礦在我國四川石棉縣大水溝發現；黑龍江三道灣一帶也發現有富含碲的金礦床。我國作為碲資源較為豐富的國家，必須重視碲資源的開發和利用，既要加強對碲資源的保護，以及對碲資源開發利用的管理和監督，也要依靠科技進步，提高碲資源的利用水平，避免低端產品過度、無序出口。

6.7 錸

錸素有“戰略金屬”“航空金屬”之稱，應用領域很廣，包括噴氣發動機零部件、燃氣渦輪引擎以及量子計算機等。錸在航空發電機方面的應用，一直是我國高端裝備制造業的短板，使得我國不得不長期進口飛機發電機。錸是地球上極為稀少的金屬元素，在各種地質過程中均難以富集，只能從斑巖銅（鉬）礦和斑巖鉬礦、熱液成因的鈾-鉬礦床、含鉬釩的含銅頁巖及硫質-硅質頁巖礦床及其他類型礦床中綜合回收。我國是錸的主要資源國，我國的錸幾乎全部伴生于鉬礦，集中分布在陜西金堆城、河南欒川等鉬礦區，合計占全國錸總儲量的90%。四川沐川地區發現有獨立錸礦，但尚難利用。因此，要深入調查研究錸在自然界的賦存狀態，尤其是加強對伴生錸資源的勘查和評價，提高綜合利用水平；查明錸的富集成礦機制，總結成礦規律，爭取找礦和高端利用兩方面都有所突破。

6.8 硒

硒是典型的半金屬，性質與硫相似，但金屬性更強。硒的最顯著特性是其在光照下的導電性比在黑暗中成千倍地增加，因而在玻璃、電子、光學和冶金工業中具有廣泛的用途。硒在碳質硅質巖中的含量較高，因而黑色巖系及其分布地區往往出現“富硒土壤”。硒是生態環境中重要的微量元素，環境中硒過量或缺乏均會導致機體產生疾病。高濃度硒危害作物的生長發育，降低產量，導致動物胚胎畸形甚至死亡。硒是人體必需的微量元素，缺硒或過量攝入硒都不利于健康。我國高硒土壤較發育，但分布極不均勻。應根據景觀地球化學特點、高硒土壤特征及不同狀態硒的分布規律，遵循“因地制宜，綜合開發”的原則對各高硒土壤地區進行分片重點研究與開發。自然界中硒的超常富集與成礦僅見于玻利維亞的帕卡佳克（Pacajake）和中國湖北的漁塘壩。我國18個省（區）有硒的資源儲量，主要分布在甘肅、廣東、黑龍江、湖北、青海（合占全國的79.3%）[8]，主要是伴生資源。世界硒礦資源嚴重短缺，且分布不均勻，供求矛盾比較突出，加強硒礦資源的勘查和開發利用刻不容緩，而我國對硒在戰略性新興產業中的應用研發也明顯不足。

7 新質生產力對于稀散金屬的需求分析

新質生產力的核心要義就是通過創新驅動、創新引領來促進社會、經濟乃至于人際關系的顛覆性變革和高質量發展。應該指出的是，新質生產力中的“新”，指的是新技術、新模式、新產業、新領域、新動能等，但不局限于此，還可以包括新算力、新需求等，因為需求也是一種動力；新質生產力中的“質”，指的是物質、質量、本質、品質，但也不局限于此，還可以包括性質、潛質、體質、氣質等質態。對于礦產資源尤其是稀散金屬礦產資源，不僅要滿足戰略性新興產業和未來產業發展的客觀需要，更要創新思維方式，充分挖掘金屬物質本身的物理性質、化學性質乃至于其他“潛質”（比如鎵、汞等在液態金屬制造業中的獨特性質），取得原創性成果，才能引領未來。發展新質生產力，不是不需要礦產資源（如前所說的風力發電），而是需要的量更大、種類更多。近十年來戰略性新興產業快速發展的事實也證明，不但鋼鐵、石油、煤炭、銅、鋁等傳統產業中的代表性礦產資源的用量沒有減少，鋰、鈷、鎳、稀土等戰略性新興產業快速發展所必須的稀有稀土金屬的需求量也在成倍增加。可以設想，隨著戰略性新興產業的持續發展與未來產業的積極培育，對于稀散金屬的需求量也必將快速、大量增長。因此，只有保障礦產資源的安全供給，才能促進新質生產力的形成與發展，才能保障社會經濟的安全與穩定；同樣，只有通過形成新質生產力，才能把礦產資源的使用價值發揮到極致，才能提升競爭力。

強調新質生產力，既是應對國際競爭的戰略舉措，也是保障國家經濟安全的重要抓手。毫無疑問，新質生產力將是贏得國際競爭制高點的關鍵因素。當前，世界正處于百年未有之大變局，我國的國家安全也面臨嚴峻挑戰。習近平總書記2022年10月在給山東省地礦局第六地質大隊全體地質工作者的回信中強調，礦產資源是經濟社會發展的重要物質基礎，礦產資源的勘查開發事關國計民生和國家安全。隨著戰略性新興產業和未來產業的發展，關鍵礦產資源的安全在國家經濟安全中的地位愈發重要。關鍵礦產資源在一個國家或地區內儲量有限、不可替代，在經濟增長、經濟安全中占據支配作用。伴隨新能源、新技術的飛速發展，除了稀土、鋰、鈷、鎳等關鍵礦產的需求激增之外，儲量有限、分布又極其不平衡的稀散金屬更是稀缺資源，已廣泛引起各發達經濟體的重視。我國是全球最大的工業國，也是礦產資源消耗大國，我國的新一代信息技術產業、高端裝備制造產業和新能源汽車產業等新興產業的發展都離不開關鍵礦產的安全保障。近年來，全球礦產資源政治化和價格金融化的趨勢日益凸顯，尤其是歐盟推出《關鍵原材料法案》，美國在G7框架內推動建立“礦產金屬供應網絡”和“關鍵礦產買方集團”等舉措，都表明西方發達經濟體收緊了在全球關鍵礦產資源管理體系中的控制力。我國雖然有較豐富的稀缺礦產資源儲備，但部分礦種對外依存度較高，自給率明顯不高，容易受到資源國及其背后政治集團的制約，因此，維持關鍵礦產資源的穩定供應面臨巨大挑戰。學界已經認識到，關鍵礦產資源自給程度不高這一資源挑戰，是我國以戰略性新興產業和未來產業為抓手、加快形成新質生產力的一大掣肘[15]。

破解關鍵礦產資源保障不足的難題，只有在構建人類命運共同體的大前提下，通過充分利用國內國外兩個市場兩種資源，通過開源節流來健全關鍵礦產資源的安全保障體系。此外，“優質優用”“取長補短”“互通有無”將是礦產資源領域優質生產力形成與發展的必然途徑。從開源角度，圍繞能源、稀有礦產等加快布局新一輪找礦突破戰略行動，努力打通關鍵礦產資源勘探的技術堵點，保證稀散金屬等關鍵礦產的穩定供給。從節流角度，把握新質生產力的關鍵性顛覆性技術，全面提升稀散金屬礦產的利用效率，實現綠色、循環、高效利用；抓住數字化、綠色化、高端化的著力點，加強對全國稀散金屬礦產資源的儲量核查、潛力評價與開發利用的調查工作，利用大數據、人工智能、云計算等技術手段實現其開發利用方面的最優化分配（包括礦業權的最優化配置）；立足國內已探明的資源，積極發展新技術、新路徑以挖掘新用途、開拓新領域；通過傳統產業的轉型升級減少對傳統礦產資源的依賴，或者以稀散金屬制品代替傳統金屬制品。此外，還需要加快《礦產資源法》及配套法規的修訂，加強對稀散金屬礦產的重視程度（不要因為其“產業規模小”“市場用量少”而不重視），加大對稀散金屬礦產資源勘查開發的監管力度，把握好出口尺度，改變低質、低效、單一的粗放乃至于破壞性使用方式。

就稀散金屬礦產資源而言，不論是鎵、鍺、銦、鎘，還是錸、碲、硒、鉈，我國都具有一定的資源優勢，而且以出口為主，但出口的往往是初級品，贏利能力十分有限。因此，國家在2023年發布了限制鎵、鍺制品出口的規定。既然具有資源優勢，就可以從供給側的角度加大科技研發力度，充分開發稀散金屬在戰略性新興產業和未來產業中的應用前景，充分掌握各種新產品的技術專利，充分培育相關的“未來產業”，加強對稀散金屬礦產的勘查、開采、加工、提煉和運輸的產業鏈建設，通過建設大型資源基地（主要是在現有的資源基地彌補稀散金屬開發利用的缺項）來促進產業集群和技術集群，利用國內稀散金屬的資源優勢、技術優勢及市場優勢來提升對外話語權，同時也增強對境外稀散金屬礦產資源產業鏈供應鏈的整合能力，占領行業制高點（包括技術標準的制高點）。

8 我國開發利用稀散金屬對于新質生產力的意義

相對于鐵、錳、銅等大宗金屬礦產來說，鍺、鎵、銦、鉈、錸、鎘、硒、碲這8種稀散金屬屬于小金屬，社會關注度不高；相對于稀土和鋰等這幾年風起云涌的關鍵金屬來說，稀散金屬依然處于“后知后覺”的狀態，市場投資力度也不大。但是，稀散金屬在戰略性新興產業和未來產業中不可或缺，因此，在我國開發利用稀散金屬礦產資源對于新質生產力的形成與發展，意義重大。

1）稀散金屬礦產資源是我國實現經濟轉型和產業升級的重要資源保障，對戰略性新興產業和未來產業的發展至關重要。由于稀散金屬的許多物理性質、化學性質乃至于生物性質尚未被認識到、尚未被研究透、更沒有被開發利用出來，不似鐵、銅、錳等傳統金屬礦產的冶金及其開發利用在全世界已經“固化”，連市場都基本成型，難以找到創新點，這就為稀散金屬的創新性開發利用提供了無限的契機。比如，硒與生物產業、碲與光電產業、鎵與液態冶金產業、鍺、銦與電子產業、錸與飛機發動機等高端裝備制造業等等，都為新質生產力的形成與發展提供了機遇。因此，稀散金屬的勘查、開發可以為戰略性新興產業的穩固發展與未來產業的培育奠定重要的礦產資源物質基礎。

2）稀散金屬礦產資源是我國利用國內國外兩種資源兩個市場、互通有無的具體抓手。很少有哪個國家的礦產資源是可以完全自給自足的，而我國作為世界上最大的發展中國家，既需要滿足國內市場的需要，也在不斷地向國際市場輸送礦產品及其制品，當然也需要進口國內急缺而先天不足的礦產品，如石油、鉻鐵礦。稀散金屬也是我國可以出口的重要物項，盡管總量不大，但在國際市場上也具有一定的話語權，在特殊情況下還可以“物物交換”，與稀土一樣，鎵、鍺、銦、鎘等稀散金屬也可以作為資源儲備與國際礦產品市場價格平準機制的有效手段之一。因此，稀散金屬的開發利用，將有助于增強國際競爭力和話語權。大國崛起的歷史經驗和教訓表明，率先在關鍵性、顛覆性技術方面取得突破的國家，往往能夠引領新一輪工業革命，形成具有強大國際競爭力的產業體系，贏得全球新一輪發展的主動權和領導權。加快形成稀散金屬領域的新質生產力，有利于我國在全球產業鏈、價值鏈中占據優勢地位，增強我國的國際影響力和競爭力，提升我國在全球治理中的參與度和引領度[3,15-16]。

3）稀散金屬的勘查開發，依靠傳統的理論、技術乃至于思維，都很難取得突破性進展。比如煤中伴生有豐富的鍺資源，如何評價、如何利用？是先燒煤再直接利用煤灰來回收鍺（如云南的臨滄鍺煤礦），還是先用煤來發電再從發電廠的煙塵中回收鍺？目前既沒有國家標準也沒有行業規范，因此也就影響到原煤中鍺資源的評價，對開發利用方案的編制也就產生了不同的技術路徑。因此，加大稀散金屬礦產資源的勘查評價，尤其是綜合利用的高技術研發，十分緊迫。我國具有稀散金屬資源巨大的找礦潛力，但工作基礎薄弱，勘探力度不夠，綜合研究跟不上，產業政策明顯滯后，影響到資源的利用，更談不上形成新質生產力。因此，以新質生產力為切入點，有助于改變我國稀散金屬無論是資源評價還是開發利用方面的落后局面，補齊短板，倒逼創新引領能力的提升，包括稀散金屬方面的人才、團隊及創新平臺建設。

4）查明稀散金屬的資源稟賦特征，調整稀散金屬的戰略定位，既是當務之急，也是現實需要。我國不少稀散金屬市場價格不高，主要是由于只針對傳統產業，如鎵、鍺、鎘等。如果換個角度，限制這些傳統產業中用量不大的“小金屬”的供給，加大儲備的力度，不但可以提高市場價格，而且可以“充實國庫”，為即將到來的產業需要作好物資儲備工作。因此，從新質生產力的角度來開發利用稀散金屬，無疑將取得十分顯著的經濟和社會效益，有助于建設創新型國家和經濟轉型升級。

5）稀散金屬將是國家安全體系，尤其是關鍵礦產產業鏈安全體系建設的重要組成部分。只有以經濟新安全格局為依托，以新質生產力為關鍵著力點，才能降低我國戰略性新興產業和未來產業供應鏈、稀散金屬礦產資源、關鍵核心技術和貿易被“脫鉤”、被“斷鏈”、被“制裁”等等的不利影響，才能營造更穩定安全的發展環境，才能構建新發展格局，才能確保國內經濟穩定有序運行。

9 結語—用好稀散金屬的建議

在編制《全國礦產資源規劃（2008—2015年）》《全國礦產資源規劃（2016—2020年）》時，對于稀土、稀有和稀散金屬（三稀）礦產資源，筆者曾經提出“稀土管得住，稀有找得到，稀散用得好”的看法[11-12,17-18]。相對于稀土、稀有金屬而言，我國的稀散金屬無論是資源保障還是技術創新都還存在明顯不足，既缺乏白云鄂博那樣的資源儲量全球第一的世界級稀土礦床，也缺乏南方離子吸附型稀土礦那樣的易采而又具高價值的獨特優勢，但不妨以新能源汽車快速發展為實例，吸取鋰礦儲備不足與新能源汽車產業發展的經驗與教訓，瞄準戰略性新興產業尤其是未來產業，錨定“促進新質生產力形成與發展”的目標，充分用好稀散金屬資源，是完全可能的。建議：一是加強綜合評價（稀散金屬主要是共伴生組分），查明資源家底，摸清優質資源的分布情況，加強資源儲量的賬面儲備；二是加大產品實物的儲備力度，在國家儲備的同時，鼓勵企業乃至于民間儲備稀散金屬制品，以免在市場需要不大而產能過剩的情況下影響企業冶煉回收的積極性（如鎵錠）；三是加強稀散金屬地質找礦與開發利用，尤其是高端開發利用的人才和技術儲備。近期可以通過調整優化產業鏈布局，加快建設一批世界級先進制造業集群（尤其是以鎵為代表的液態金屬未來產業的培育），進一步提升稀散金屬礦產資源供應保障能力，加強產業鏈關鍵環節產能儲備（必要者還需備份）；四是加大產業政策投放，通過“政府主導，公益先行，商業跟進，創新引領，快速突破”的新機制來取得找礦突破，以促進新質生產力的形成與發展。

新一輪找礦突破戰略行動正在緊鑼密鼓進行，“十五五”即將到來，全國性及其他相關產業發展規劃的編制又將開始。新質生產力的提出，為戰略性新興產業和未來產業的發展規劃提供了新的切入點，也為礦產資源的高質量開發利用指明了新方向。我國稀散金屬礦產資源豐富，可以為產業鏈供應鏈的安全提供資源保障，但勘查開發的程度還比較低，正好借編制《全國礦產資源規劃（2026—2030年）》之際，進一步提高站位，將稀散金屬納入到國家礦產資源安全體系的建設中加以通盤考慮。這既可以改善對稀散金屬礦產資源的綜合管理，也可以為新一輪找礦工作的部署提供科學依據，進而為新質生產力的形成與發展奠定基礎。