中国钍行业发展现状及前景分析.docx

中国钍行业发展现状及前景分析一、钍的概述钍是自然界存在最重要放射性元素之一，是潜在的核能资源，也是地球核物质中的主要辐射源，在衰变过程中产生一系列放射中间子体，并伴随放出、射线对人体和环境产生危害。1、钍的性质钍为银白色金属，质较软，可锻造，暴露在大气中渐变为灰色。熔点1750，沸点4790，密度11.72g/cm3，在1400以下原子排列成面心立方晶体；达到1400时为体心立方晶体。钍是高毒性放射性元素，半衰期约为1.4×1010年，化学性质比较活泼，属于亲氧元素，易与氧结合，形成氧化物和各种含氧盐类，所有钍盐均为+4价。不溶于稀酸和氢氟酸；硝酸能使钍钝化；苛性碱对它无反应；溶于盐酸、硫酸和王水；高温时可与卤素、硫、氮作用。其化学性质与锆、铪相似，除惰性气体外，钍几乎能与所有的非金属元素作用，生成二元化合物；加热时迅速氧化，并发出耀眼的光。钍的性质2、钍存在形式及其分布在自然界中，钍的存在形式主要有三类，一类是钍的独立矿物，主要包括钍石和方钍石两种。第二类是含钍的矿物，主要包括独居石、钛铀矿、铀钍石、铀方钍石、方铈石、含钍沥青铀矿等矿物。第三类是与其他元素共生，主要是与铀或稀土元素共生。钍的存在形式世界钍资源丰富，独居石是钍资源的主要来源之一，随着各国对钍矿勘探力度的加大，探明储量也在一直增加。我国钍资源仅次于印度,位居世界第二，丰富的钍矿资源将为我国今后核能开发和应用提供足够的资源保证。根据钍资源赋存的岩石类型分为：沉积岩型、变质岩型和岩浆岩型3种；按规模和矿化程度分为：矿床（区）、矿（化）点、异常点（片）。据不完全统计，我国23个省和地区都发现具有相当数量的钍资源，其中内蒙古、广东、海南、湖南、四川等地较为集中。我国钍资源分布情况二、钍的共生元素分析在钍的共生元素中，较为常见的为稀土元素和铀，其中钍通常与稀土元素联系在一起。我国是全球稀土矿资源储备最多的国家，2019年中国稀土矿资源储备量4400万吨，占全球资源比重的36.67%，稳居第一。中国稀土矿石产量2018年以前，基本保持稳定，2018年稀土矿石产量为12万吨，到2019年，中国稀土矿产量13.2万吨，同比增长10%。2011-2019年中国稀土矿石产量变化情况相关报告：华经产业研究院发布的天然铀是我国重要的战略资源，也是我国核工业发展的基础原料，其在军事上主要用来制造核武器和核动力燃料，国民经济建设方面主要是用作核电反应堆的燃料。据统计，截至2019年我国天然铀产量为1885吨，与2018年持平。2012-2019年中国铀矿资源产量变化情况三、钍资源发展现状我国钍的总储量约28-30万吨，居世界前列。包头白云鄂博稀土矿是钍资源的巨大宝库，占我国钍储量的77%左右。四川冕宁和山东微山湖的氟碳铈矿中钍储量约占5。中国钍资源分布情况随着核能的大规模利用，相比于铀，钍在地球中的含量更高、价格更便宜；中国已经禁止出口钍资源，并逐渐加大进口量。根据中国海关数据显示，2018-2020年中国钍矿砂及其精矿（26122000）进口量已经连续三年上升，到2020年中国钍矿砂及其精矿进口量为34220.9吨，同比上升50.6%。2015-2020年中国钍矿砂及其精矿进口量中国进口的钍矿砂及其精矿来自亚洲、非洲、拉丁美洲和大洋洲，其中非洲是我国进口钍矿砂及其精矿的主要来源地，2020年中国从非洲进口的钍矿砂及其精矿达到25172.7吨，占整个中国进口量的73.56%；从亚洲进口的钍矿砂及其精矿达到7290.6吨，占比达到21.30%；从拉丁美洲进口的钍矿砂及其精矿达到1228.2吨，占比达到3.59%；从大洋洲进口的钍矿砂及其精矿达到529.4吨，占比达到1.55%。2020年中国钍矿砂及其精矿进口来源国占比情况四、钍作为燃料的钍熔盐核能反应堆的优势1、燃料来源更丰富、更充足自然界中钍的储量是铀的3倍，且天然铀中仅有少于1%的铀可以用于核裂变。2、使用钍作燃料更安全232钍只有吸收中子转变为233钍后才易于裂变，而钍自身非常稳定，裂变非常缓慢。因而，以钍作为燃料时，只要关闭外部中子源，链式反应就会立即中止，核反应堆更加可控。3、产生废物少以钍作为燃料的核反应堆产生的危险废物比铀反应堆少约50%，而且废物中长寿命的放射性元素也少得多。4、没有核扩散的风险钍反应堆不产生钚，没有核扩散的风险。五、钍的应用和未来发展前景钍的应用始于1885年，被应用于一种便携式光源汽灯罩。用钍制造合金，可以提高金属强度。二氧化钍添加到玻璃中，有助于提高玻璃的折射率，降低色散，这种玻璃适用于制作照相机和科学仪器的高质量镜头。四氟化钍可用作多层光学薄膜的减反射材料。此外，钍及其化合物也常用于材料、催化、合金、陶瓷等领域。但是，由于钍具有微弱的放射性，其在各领域的应用已多被稀土取代。另一方面，钍作为核电燃料，正受到越来越多的关注。232钍受中子轰击后可转变为易裂变的233钍。吨钍可提供相当于200吨铀或者350万吨煤所提供的能源。据报道，来自美国康涅狄格州的激光动力系统公司正在开发一种以钍作为燃料的汽车，只要8g钍就足以让一辆汽车行驶100年。近些年，国际上又掀起了钍核能的研究热潮。我国也于2011年启动了钍基核能的研究，中国科学院启动了钍基熔盐堆(TMSR)核能系统先导科技专项，已投入20多亿元人民币。目前，该项目已在甘肃武威开工建设热实验基地，根据中国科学院的预测，在2020年将实现2兆瓦实验堆临界运行。这一项目的成功将极大地缓解我国的能源危机，保障我国的能源安全。一旦钍核电技术大量运用，也将引起全世界范围的能源领域的巨大革命。展望未来，钍将是解决人类能源危机的关键材料之一。