锆是一种灰白色的稀有金属,在自然界中主要以天然锆石形式存在。锆易氧化、耐腐蚀,高温时能与非金属和许多金属元素反应。
锆的应用领域非常广泛,主要以硅酸锆、氧化锆的形式应用于陶瓷、耐火材料等领域,仅有3%-4%左右的锆被加工成金属锆(或称海绵锆)的形式,再进一步加工成各种锆合金,应用于核燃料组件或者普通工业领域:如化工设备。其中核级锆主要用作核动力航空母舰、核潜艇和民用发电反应堆的结构材料、铀燃料元件的包壳等,是重要的战略金属。
由于核电是当今世界上唯一可以大规模取代化石燃料的清洁能源,发展核电是国家优化资源结构的重大决策。使得核级锆及其加工工业成为我国锆行业中最具重要性,是中国政府重点支持和扶持的重要产业。但由于我国初期的核电工程是引进项目,核电工程引进为配套工程,所需锆材则随中标公司配套供应,在一定期限不能够自行采购。
千讯咨询发布的《中国锆行业发展趋势分析预测报告》显示,全球锆资源分布不均,截止至2013年底,全球探明锆资源总量为6,700 万吨,澳大利亚和南非储量分别为4,000 和1,400 万吨,占比超过80%。中国锆资源存量50 万吨,仅占全球0.75%,较为匮乏。
金属锆又称海绵锆,主要的生产方法为镁热还原法,核心化学反应为金属镁还原四氯化锆。根据工艺标准要求可分为工业级海绵锆和核级海绵锆。工业级海绵锆又称化学锆或火器锆,主要用于国防、化工设备和电子行业;核级海绵锆主要用于核燃料元件的包套材料和屏蔽材料,起到防止辐射的作用。随着我国核电重启,应用在核电领域的锆产品将是行业发展的重点。
一般而言,100万千瓦的核电机组,每年要消耗35吨锆合金,按中国已有6座核电站13台机组投入商业运行,装机容量为1080.8万千瓦(截止2011年3月底)的核电总装机容量计算,每年要消耗378吨左右锆合金。根据国家发改委规划,到2020年我国将再建28座核电站,新增核电3000万千瓦。仅就此而言,对核级锆的需求量十分巨大。