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新能源新材料作为物联网、工业互联网、人工智能等先进制造业发展的重要支撑,是推动全球能源绿色、可持续发展,以及新旧动能转换、传统产业创新升级的关键路径之一,世界各国都出台了一系列国家战略计划,积极发展新能源新材料产业,谋求抢占新的发展机遇。新能源新材料产业也是我国解决关键核心技术“卡脖子”问题,替代进口,促进工业转型升级,是实现国家发展战略的重要产业支撑,未来发展前景十分广阔。

一、集团钒产业概况

地矿集团秉承习近平总书记提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”的理念,实行矿产资源勘查、开发一体化发展。集团探获钒资源储量巨大,总计已探明五氧化二钒资源量110万吨,远景资源量200万吨,其中,千家坪钒矿为全国第一家达到勘探级别的石煤型钒矿,按照现有日处理2000吨原矿生产能力,可开采150年以上。

集团投资的陕西华源矿业有限责任公司按照“高起点、高质量、高标准”规划和建设,打通全部提钒工艺流程,各项指标均达到行业内一流水平。目前已建成日处理原矿1500吨酸浸树脂交换工艺及600吨拌酸保温熟化工艺两条生产线,形成年产4500吨五氧化二钒的生产能力。产品深加工可年产500吨偏钒酸铵干粉,1000吨高纯五氧化二钒,1000m3硫酸氧钒电解液。

2019年华源公司重点科研项目——氨氮废水升级改造一期工程带料试车成功,完全实现了生产废水全流程闭环管理,是石煤提钒矿山行业第一家真正达到生产废水零排放的企业,彻底解决了环保问题,降低了环保风险。

华源公司现已取得专利成果16项(其中5项转化为产品),公司的“年产1000吨高纯钒生产线项目”获得高纯钒制备发明专利,荣获2018中央企业“熠星”创新创意大赛全国优秀奖。

二、主要产品

(一)高纯钒系列产品

公司可生产99%以上牌号的各种钒产品,可有效控制杂质的含量,品质好、质量稳定。目前已成功开发的系列产品有:偏钒酸铵,99-99.9%偏钒酸铵,99-99.9%粉状五氧化二钒,硫酸氧钒、草酸氧钒、钒酸钇、钒酸铋等。

公司生产的高纯钒产品低硅低铁,杂质少、纯度高、对微量元素能精准控制,形成了军工级高纯钒、脱硫脱硝催化剂用高纯钒、固体动力钒电池及含钒液流电池电解液用高纯钒四大客户群体。

(二)钒电解液

钒电解液是全钒液流电池氧化还原反应的活性物质,存储于外部储液罐中。它的浓度和容量决定了储电能力的大小,品质直接影响储能的性能。地矿集团经过近两年的研发,目前已经能够研发三种不同配比的钒电解液,并且经相关机构权威认证,具备大规模生产的能力。开发的钒电解液的中间产品——硫酸氧钒,经过检测合格,已经销往全国。同时,电解液样品也通过了北美能源重点实验室的检测和认证,初步获得北美市场销售许可。

三、钒系新材料发展趋势

钒作为新能源新材料的一种重要的稀有元素,具有众多优异的物理性能和化学性能,有工业“维生素”之称,用途十分广泛。通过在钢铁中加入钒,能够细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗化温度,从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性,抗爆裂性,既耐高温又抗奇寒。“十三五”期间国家持续推进钢铁行业供给侧改革,不断要求提高钢材的质量,压减粗钢产能1.5亿吨。2018年实施的螺纹钢新国标,要求螺纹钢必须添加钒、铌等合金元素,直接刺激钒价一路走高。2019年国家大力发展基建,螺纹钢供需两旺,在良好的基本面的支撑下,二季度和四季度两轮大涨。在国家不断在推动高铁及基建工程建设的环境下,钒未来需求量将大幅提升,我公司生产的初级钒产品完全能够满足上述要求。

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第二,在合金新材料领域,添加了高纯钒的钛-铝-钒合金,强度、韧性、抗高温程度明显增加,大量用于飞机发动机、宇航船舱骨架、导弹等精尖产品,及核电站原子反应堆等国家重大战略工程中,从而使得我国航天航空领域取得了突破性的进展。随着我国工业互联网建设不断发展,《中国制造2025》智能制造强国战略的不断深化,钒系合金材料在在航空航天、磁性材料、硬质合金、超导材料及核反应堆材料等国家核心领域将会大放光彩。公司生产的99.5%以上军工级高纯钒产品已占市场份额约30%,随着合金新材料增量步入应用阶段,对高纯钒的增量需求将会进一步放大。

第三、全钒液流电池是一种将不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质的液态氧化还原电池,具有寿命长、规模大、安全可靠、生命周期性价比高、快速响应、深度充放电、可循环利用及环境友好等突出优势,已经成为世界范围内大规模储能的首选技术之一,应用于可再生能源(风能、太阳能等)并网、电网调峰储能、辅助服务等储能领域。全钒液流电池配置上相当灵活,储能大小取决于钒电解液的容量和浓度,所以钒电解液对钒原料的杂质含量要求极高,随着我国不断发展全钒液流电池等清洁能源技术及储能装备,地矿集团的单一石煤型钒资源将会越发显示出独特的高纯度优势。

综上所述,随着我国不断推动实体经济高质量发展,必将促进钒系新材料的研发与大规模应用。在市场和政策的共同作用下,高纯钒作为“工业的味精”,已经由过去的供大于求状况转向目前的高端产品供应短缺局面,对环保合格达标、拥有大量优质钒资源的大型矿业企业将迎来新一轮的发展良机。

地矿集团钒资源储量丰富,品质优良、组分单一、无伴生及共生重金属元素,产品极易提纯,市场前景广阔,潜在价值上千亿元,先后与清华大学、武汉理工大学等科研院所开展了全钒液流电池及钒系固态电池相关的合作与研发,不断开辟钒系新材料应用的新领域,欢迎感兴趣的投资者洽谈合作,共同实现并提升钒资源应有价值。



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