自1975年澳大利亞學(xué)者K.C.Ganvil首次提出利用氧化鋯ZrO2相變產(chǎn)生的體積效應(yīng)來達(dá)到增韌陶瓷的新概念以來,對(duì)氧化鋯的研究開始異常活躍。尤其是1983年東曹(Tosoh)首家成功產(chǎn)業(yè)化的納米復(fù)合氧化鋯,由于卓越的物理性能、化學(xué)性能,各國(guó)竟相加大投入研發(fā)納米復(fù)合氧化鋯系列產(chǎn)品,其應(yīng)用逐步擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)材料、功能材料等多個(gè)領(lǐng)域,目前正廣泛地被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中。
(1)全球鋯行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
鋯英砂主產(chǎn)地在澳大利亞、南非、美國(guó)等地,國(guó)內(nèi)海南省、廣東省等地也生產(chǎn)鋯英砂。根據(jù)2009國(guó)際鋯業(yè)大會(huì)資料,在鋯英砂的供應(yīng)方面,澳大利亞和南非占全球出口量的91%,在需求方面,中國(guó)是最大的消費(fèi)國(guó)。
發(fā)達(dá)國(guó)家目前基本不參與初級(jí)鋯產(chǎn)品的生產(chǎn)加工,90%氯氧化鋯在中國(guó)生產(chǎn)加工,其中85%以上出口,主要出口美國(guó)、日本,其次是歐洲,用于陶瓷、氧化鋯制品和核級(jí)海綿鋯的生產(chǎn)。
2003-2008年全球鋯行業(yè)的年增長(zhǎng)率達(dá)到9.3%,2009年由于金融危機(jī)的原因,氧化鋯行業(yè)市場(chǎng)需求大幅萎縮,但是預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇后直至2020年,預(yù)計(jì)年均增長(zhǎng)率穩(wěn)定在4.4%左右。
(2)中國(guó)鋯行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
進(jìn)入21世紀(jì)以來,基礎(chǔ)建設(shè)、房地產(chǎn)以及家居裝潢等行業(yè)的需求持續(xù)旺盛,導(dǎo)致陶瓷行業(yè)對(duì)鋯產(chǎn)品的使用量直線上升,陶瓷行業(yè)主要消耗的上游材料是氯氧化鋯、硅酸鋯。此外,隨著我國(guó)居民消費(fèi)升級(jí)進(jìn)程的加速,含鋯特種陶瓷在燃料電池、高級(jí)特種陶瓷、光通訊器件、氧化傳感器等高科技領(lǐng)域的材料應(yīng)用中占據(jù)重要的地位,同時(shí)氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷由于其優(yōu)越的物理性質(zhì)目前已經(jīng)在刀具、手表等民用領(lǐng)域得到了大力的推廣,除此之外,其在工業(yè)領(lǐng)域中作為重要的新材料已被大量應(yīng)用于閥門、采油鉆井缸套等部件的制作中。
2003年以來隨著鋯產(chǎn)品的需求不斷提升,我國(guó)鋯行業(yè)產(chǎn)能大幅擴(kuò)張,2009年金融危機(jī)后,鋯產(chǎn)品需求銳減,兩方面因素造成鋯業(yè)市場(chǎng)行情低迷,2010開始鋯行業(yè)陷入低谷,2013年由于國(guó)內(nèi)陶瓷、鋯寶石、汽車尾氣凈化催化劑等終端應(yīng)用行業(yè)需求增加,推動(dòng)二氧化鋯、復(fù)合氧化鋯、碳酸鋯等氧氯化鋯深加工產(chǎn)品產(chǎn)量較2012年將有所提升,這也帶動(dòng)了氧氯化鋯國(guó)內(nèi)需求量的回升。
(3) 新興氧化鋯制品需求強(qiáng)勁,利潤(rùn)率較高
新興氧化鋯制品包括復(fù)合氧化鋯和氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷。氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷是指以氧化鋯為主要成分的陶瓷材料,它不僅具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),而且還具有優(yōu)良的熱性能和電性能。氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷性能的決定因素在于其原料——復(fù)合氧化鋯。
復(fù)合氧化鋯穩(wěn)定性提升,用途得到極大拓展。復(fù)合氧化鋯需求快速增長(zhǎng)。高性能復(fù)合氧化鋯粉體被廣泛應(yīng)用于光通訊器件、敏感陶瓷、固體燃料電池、切削工具、高級(jí)耐火材料等特種陶瓷、新材料行業(yè)。新興氧化鋯制品發(fā)展歷史短,需求強(qiáng)勁,利潤(rùn)率較高。
(4)核電領(lǐng)域發(fā)展促進(jìn)核級(jí)海綿鋯鉿的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展
目前,國(guó)際上核電占發(fā)電總量的比例已經(jīng)達(dá)到16%,發(fā)達(dá)國(guó)家高達(dá)26%,而我國(guó)目前卻不足3%。為此,國(guó)家提出積極發(fā)展核電的規(guī)劃,為我國(guó)鋯鉿行業(yè),特別是海綿鋯鉿及其加工產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn),提供了重要的發(fā)展機(jī)遇。世界上能真正實(shí)現(xiàn)核級(jí)海綿鋯生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化的國(guó)家或者企業(yè)屈指可數(shù),我國(guó)在核電、核工業(yè)及和核能源等領(lǐng)域發(fā)展所需的核級(jí)海綿鋯長(zhǎng)期依賴于進(jìn)口,長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,核電仍具備較大的發(fā)展空間,這為我國(guó)鋯鉿行業(yè),特別是海綿鋯鉿及其加工產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn),提供了重要的發(fā)展機(jī)遇。