美国地质调查 矿物年鉴2018-镓

2018-02-08

以下信息由贾江涛译自U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2018, P62, Prepared by Brian W. Jaskula [(703) 648–4908, bjaskula@usgs.gov]

(除非特别声明,数据均以公斤镓含量计)

翻译:贾江涛  微信公众号:jiajiangtao

国内产量和用途1987年开始,国内没有原镓(低品位,未精炼的)回收。全球原镓在处理矾土矿和锌矿中作为副产品回收。犹他州的一家公司从进口的低品位原镓金属和废料中回收和精炼高纯镓。进口金属镓和砷化镓(GaAs)基片价值分别为500$1.80亿$GaAs用于制造集成电路(ICs)和光电设施,包括激光二极管、发光二极管(LEDs)、光探测器和太阳能电池。氮化镓(GaN)主要用于制造光电设备。ICs占国内镓消费量的70%,光电设备占30%。美国70%的镓消费量在GaAsGaN基片中,金属镓、三甲基镓和三乙基镓用于外延层生长工艺制造LEDs基片, 制造ICs占剩余部分。光电设备用于航空航天领域,消费品,工业、医疗和电信设备。 ICs用途包括国防应用、高性能计算机和通讯设备。

主要统计美国

2013

2014

2015

2016

2017e

产量,原金属

进口消费量






金属

35,400

53,900

28,600

10,500

22,000

  砷化镓基片,毛重

714,000

391,000

2,690,000

1,290,000

800,000

出口量

NA

NA

NA

NA

NA

消费量,报道的

37,800

35,800

29,700

18,100

24,000

年末价格,高纯,$/kg1

502

363

317

690

445

年末价格,低纯,$/kg2

276

239

188

125

120

库存,消费者,年末

5,470

3,980

3,280

2,720

3,000

报道消费的净进口依赖度3

100

100

100

100

100

回收无旧废料。相当数量的新废料从加工基于GaAs设备时产生,犹他州的一处设施再加工后回收高纯镓。

进口国(2013–16)中国33%,德国23%,英国22%,乌克兰17%,其他国家5%

税率表品名

编码

正常贸易关系

12-31-17

GaAs基片,掺杂

2853.90.9010

2.8%从价

GaAs基片,掺杂

3818.00.0010

免税

金属镓

8112.92.1000

3%从价

资源枯竭补贴不适用

政府储备

事件、趋势和问题进口金属镓和GaAs基片继续占全部美国镓消费。2017年进口金属镓同比2016年翻倍。由于基于镓消费的美国用户在亚洲建厂,便于靠近亚洲领先的光电工业,2017年金属镓进口同比2014年减少了60%

中国低纯原镓(99.99%纯度)价格2017年增长了15%,归因于中国镓生产厂2016年大部分时间自愿缩减低纯镓产量。由于中国低纯原镓产量持续超出全球消费量,低纯原镓价格连续5年跌价。中国低纯镓平均月度价格从2016年的120$/kg增加到2017年全年120~140$/kg。预期LED背光和普通照明需求,中国的低纯原镓年产能已从2010年的140吨急剧扩大到2016年的600吨,占全球低纯镓能力的80%。美国2017年进口高纯(99.9999%~99.99999%纯度)精炼镓平均价格降到445$/kg,降比36%,低纯镓平均进口价格120$/kg,降比4%

中国低纯镓产量2017年约300吨,相比2016年的250吨产量下降了20%。尽管2017年中国增加产量和价格,低纯镓价格仍低在很多生产商的运营成本以下。

全球GaAs设备消费值2016年增加超过$75亿。得益于亚洲无线通讯基础设施增长,特性丰富和用途广泛的第三代和第四代(3G, 4G)智能手机增长,其GaAs使用量10倍于标准蜂窝电话,军用雷达和通讯领域等也有增长。手机占全部GaAs设备收入的53%,无线通讯占27%。各种汽车、消费者、光纤和军事用途占剩余收入。

由于其强大的处理能力、高频切换,历史上用于国防领域的基于GaN产品已开始用于电视传输电缆、商用无线基础设施、功率电器和卫星市场。2017年,GaN射频设备市场已达$3.7亿,同比2016年增长14%,同比2015年增长23%。中国占全球LED制造产能的54%,同比201649%的比例增长了5%2016年全球LED市场价值185亿美元,同比2015年的153亿美元增长21%

全球产量和储量4 2017年,全球低纯原镓产量预计315吨,同比2016274吨增加了15%[+35%]。中国之外的低纯原镓生产商鉴于大量过剩的原镓而限产。中国、日本、韩国、俄罗斯、乌克兰是主要生产国,德国2016年停止了原镓生产,2017年精炼高纯原镓产量预期180吨。中国、日本、斯洛伐克、英国和美国是已知的高纯精炼镓生产国。加拿大、中国、德国、日本、英国和美国从新废料中回收镓。2017年预期的全球低纯原镓年产能730吨,高纯精炼年产能320吨,回收镓年产能270吨。

镓以非常低的浓度在矿石和其他金属中。大多数镓是处理铝土矿的副产品,其余产自锌加工渣中。仅有一小部分铝土矿和锌矿中的镓可回收,控制收率因素是关键,但预测储量不现实。

世界资源铝土矿中平均镓含量为50ppm。由于硅含量高,美国铝土矿主要属于不经济的资源,由于硅含量高而不适合生产氧化铝,因而无从在这些矿中回收镓。一些国内锌矿含镓达50ppm,尽管现阶段没有回收,但可作为重要的资源。全球铝土矿中所含的镓超过100万吨,且相当数量在全球锌资源中,然而仅有不到10%的铝土矿和锌资源中的镓可被回收。

替代品有机化合物制造的液晶用于可见光显示替代LEDs。硅基金属氧化物半导体功率放大器与中级3G移动手机中的GaAs功率放大器竞争。InP部件可替代GaAs基红外激光二极管用于特定波长领域,氦氖激光与GaAs在可见激光二极管领域竞争。硅是太阳能电池领域GaAs最主要的竞争者,由于其独特的性质,GaAsICs用于很多国防相关领域,这些领域尚无有效的GaAs替代品。GaAs在异质结双极晶体管中可被一些SiGe替代。

标注解释:

估算值

NA 无法获得

— 0

1 预测基于美国进口的99.9999%~ 99.99999%纯度镓的平均价值

2 预测基于美国进口的99.99%纯度镓的平均价值

3 美国自1987年开始没有生产镓,也没有从旧废料中回收镓,所有国内消费均假设来自进口镓

4 资源和储量定义及相关数据来源信息参见附录C


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