钽、铌具有熔点高、密度大、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、超导性和高强度等优异性能^[1]，广泛应用于钢铁合金、机械制造、建筑、电子工业等许多领域，是现代尖端电子、航空航天、医疗和军事装备等工业中不可缺少的重要金属原料，很多铌钽产品没有可替代品。作为高新技术产业的关键元素，钽铌日益受到世界各国的青睐，美国、欧盟和日本都把其列为战略性矿产^[2-5]。我国这两种资源都较为短缺，铌、钽的对外依存度均超过80%^[6]。因此从全球的角度，研究钽、铌资源概况和供需分析，对调节国内钽铌的生产及供给无疑具有重要的意义。

1 性质和用途 1.1 钽

钽原子序数为73，相对原子质量为180.95，质地较硬，延展性极佳。纯钽在冷状态下无需中间退火就可轧成很薄(小于0.01 mm)的箔。钽的熔点高达2 996 ℃，仅次于钨和铼，沸点达到5 425 ℃，密度为16.68 g/cm³，莫氏硬度高达6.5。钽的耐腐蚀能力可与玻璃媲美，在150 ℃左右只有氟、氢氟酸、三氧化硫(包括发烟硫酸)、强碱和某些熔盐可腐蚀钽。金属钽在常温的空气中较为稳定，加热到高于500 ℃则氧化为Ta₂O₅。

钽具有熔点高、蒸汽压低、冷加工性能好、化学稳定性高、抗腐蚀能力强、表面氧化膜介电常数大等一系列优异性能。因此，钽在电子、冶金、化工、原子能、超导技术、汽车、航空航天、医疗卫生等许多领域均有重要应用，详见表 1和图 1。电容器是钽最大的应用领域，世界上34%的钽用于制作钽电容器。钽电容器具有高容量、低损耗、耐温差、长寿命等特点，多项优异性能是其他电容器无法达到的，因而被广泛用于通讯、计算机、汽车、仪器仪表、航空航天和国防军工等领域。

1.2 铌

铌原子序数41，相对原子质量为92.1，质地较硬，具有延展性。铌的熔点高达2 468 ℃，仅次于钨、铼、钽和钼，沸点为4 930 ℃，密度8.58 g/cm³，莫氏硬度达到6。铌具有很好的耐高温、耐腐蚀、耐磨损性能，可以和钢铁等金属形成机械性能优良的合金，铌的氧化物具有很好的介电常数和稳定性，铌锡合金和铌钛合金具有超导性能。铌广泛应用于钢铁、高性能合金(包括高温合金)、超硬碳化物、超导体、电子元器件和功能陶瓷等制造领域，详见表 2、图 2。

2 全球钽铌资源概述

钽铌在地壳中的含量很低，分别为2×10^-6和20×10^-6。相对于多数其他矿产，钽铌资源在全球的绝对数量不多，但相对目前的用量而言，铌钽矿产资源储量充足。钽铌矿物主要赋存于火成岩中，目前探明的具有经济意义的铌钽资源分布相对集中。

2.1 矿物类型

钽铌是同族元素，性质相近，在自然界中常常以共伴生矿物存在，由于钽铌容易与铀、钍、稀土、钛、锆和钨等元素发生类质同象作用，致使含铌矿物多达182种，含钽矿物达到73种，同时含钽铌的矿物达到44种。这些矿物成分复杂，矿物分类很难统一。

常见的具有工业价值的重要钽、铌矿物包括钽铁矿、细晶石、锡锰钽矿、烧绿石、铌铁矿、黑稀金矿等。常见的具有工业意义的钽、铌矿物成分及性质见表 3。

2.2 矿床类型及分布

钽铌矿床的形成通常与火成岩关系密切，钽、铌矿床的成矿类型通常有花岗伟晶岩型、蚀变花岗岩型、花岗岩型、碳酸岩型、碱性岩浆岩型(霞石正长岩)、风化壳型和冲积型。中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T 0203-2002《稀有金属矿产地质勘查规范》将钽铌矿床的主要工业类型划分为六种类型：碱性长石花岗岩型矿床、碱性花岗岩型铌-稀土矿床、碱性岩-碳酸岩型铌-稀土矿床、伟晶岩型矿床、白云鄂博型铌—稀土矿床和风化壳型铌铁矿矿床。国外矿床类型划分不尽相同，根据英国地调局的划分，钽铌矿床划分原生碳酸盐矿床、次生碳酸盐矿床、碱性岩矿床、锂铯钽富集花岗岩矿床和锂铯钽富集伟晶岩矿床五种工业类型(表 4)。原生钽铌矿床经过自然风化、搬运和沉积作用可以富集形成次生钽铌矿，次生钽铌矿往往品位高，开采成本低，在全球钽铌生产中占有重要地位，例如全球最重要的钽矿生产地—非洲大湖地区开采的钽矿和全球最大的铌矿开采区巴西的Araxá地区目前开采的铌矿都以次生矿床和风化矿床为主。

澳大利亚的钽矿资源主要赋存于富含锂铯钽伟晶岩矿床中，钽通常与锂辉石和锡石等共伴生；巴西的钽矿资源主要赋存于大型碳酸岩型烧绿石矿床中或与花岗伟晶岩型锡矿共伴生；刚果、卢旺达的钽矿主要为风化残积型花岗伟晶岩钽矿，钽矿物主要为钽铁矿和细晶石等，矿山多为手工开采。锡石—黑钨矿热液矿床也是全球钽矿的重要来源，这类钽矿物与锡石矿物关系密切，分离困难，印尼、泰国、马来西亚、澳大利亚、巴西、尼日利亚和玻利维亚等国都生产富含铌钽的锡渣。

巴西和加拿大的铌矿床为碱性岩—碳酸岩型特大型铌矿床，主要铌矿物为烧绿石，品位较高，其他国家的铌矿床多为碱性花岗岩或碱性正长岩型铌矿床，这类矿床也具有很大的规模，但铌的品位较低，这类铌矿床的地质情况和铌矿物赋存状态也远比碳酸岩型矿床复杂，开采成本高，铌的回收率低，经济性较差。

2.3 全球各国储量和产量 2.3.1 钽

全球钽矿资源探明金属储量超过10万t(表 5)，主要分布在澳大利亚和巴西。事实上，全球钽矿资源分布广泛，除了以上两个国家外，俄罗斯、刚果(金)、卢旺达、中国、加拿大、美国、布隆迪、埃塞俄比亚、莫桑比克、尼日利亚和卢旺达等都有钽矿资源分布，但美国地调局都未统计，主要原因在于这些国家勘查工作程度低，或钽资源储量不清楚，或钽矿资源品位较低，储量标准不一。比如中国钽矿原矿Ta₂O₅品位都较低，一般为0.01%~0.02%；而国外典型矿山一般为0.03%~0.06%，达不到国外开发利用标准。非洲地区小型残积风化型钽矿数量多，勘查程度差，如卢旺达钽矿多为砂矿且多年战乱，勘探程度低，虽然产量很高，但无法统计其储量，因此也无法纳入统计。因此美国地调局统计的全球钽矿储量并未完全反映世界钽矿资源的情况。

2017年全球共生产了1 270 t金属钽(表 5)，非洲地区生产了全球80%以上的钽；巴西和中国分别生产了100 t和95 t，分别占全球产量的7.87%和7.48%。

按近年全球钽矿资源每年消耗1 200 t计，全球的钽矿资源储量的静态保障年限达到80年以上，钽矿资源储量充足，完全可以满足全球经济长期发展所需。

2.3.2 铌

全球铌矿资源分布较为广泛，目前已经发现的铌矿床主要分布在安哥拉、澳大利亚、中国、格陵兰、马拉维、俄罗斯、南非和美国等国，但探明储量分布相对集中。美国地调局2017年统计的全球铌矿资源探明储量为430万t(表 6)，仅巴西就占了全球储量的95.35%，其余的4.65%在加拿大。与钽矿一样，许多国家的铌矿资源由于勘查程度低、品位不高等原因，储量未被美国地调局统计。世界已探明的铌矿床主要分布在北美、南美和非洲，并且绝大部分铌资源集中在世界上十几个大型矿床之中。

从产量来看，2017年巴西铌矿产量占全球产量的89.3%，加拿大占9.4%，其他国家仅占1.3%。按2017年全球铌矿开采金属量6.4万t/a计，全球铌矿资源的静态保障年限达到67年，资源量估计可以保障全球使用300~400年，可以满足全球经济长期发展所需。

3 全球典型矿山和矿床

全球典型钽、铌矿床分别见表 7和表 8。从表可知：(1)全球钽、铌矿床主要分布在巴西、澳大利亚和加拿大等国，非洲地区由于勘查程度低，且多为冲积型矿床，因此矿床数据无法准确统计。(2)目前典型的国外在产钽、铌矿山与国内矿山相比普遍品位较高，如Ta₂O₅品位一般为0.03%~0.06%，Nb₂O₅品位一般为0.5%~2.3%，并且常共伴生有锂、锡和稀土等价值较高的矿产，而我国钽、铌矿床品位都较低^[8]，Ta₂O₅和Nb₂O₅品位一般为0.008%~ 0.002%，并且共伴生高价值的矿产较少。因此与国外矿山相比，我国矿山缺乏市场竞争力。(3)由于非洲地区钽矿开采混乱，导致市场极不稳定，因此新开钽矿项目需进行综合评估，矿山开发成本是否可抵御价格风险；铌矿市场被巴西和加拿大矿山高度垄断，新开铌矿项目需与目前在产典型矿山(如Araxa和Catalao)进行技术经济指标对比分析，是否有市场竞争力。(4)我国钽铌较为紧缺，而国外钽铌资源非常充足，因此应鼓励国内企业开拓国外市场，积极参与国外大型矿山的勘查开发，而对国内相对品位较低的钽铌矿应限制开采，因为低品位矿的开发利用抵御市场风险能力较弱，并且给矿山环境带来了负面影响。

3.1 全球典型钽铌矿山 3.1.1 巴西矿冶公司(CBMM)Araxá铌矿

CBMM成立于1955年，拥有全球储量最大、品位最高的铌矿床—巴西米纳斯吉拉斯州的Araxá铌矿床(详见表 9)。该矿的铌矿资源量可以满足全世界400余年的铌资源需求。CBMM公司是全球最大的铌产品生产商和铌行业的领导者，铌产品产量约占世界总产量的85%。2008年巴西矿冶公司铌铁年生产能力已达到90 000 t；公司正在扩产，预计到2018年年生产能力可达到150 000 t铌铁。CBMM公司是世界上唯一一家可以生产全系列铌产品(包括标准铌铁、特殊牌号铌铁、真空铌铁、真空镍铌、铌金属和五氧化二铌)的企业，公司多年来持续进行铌产品的生产技术和应用技术研究，并通过外包仓库在全球建立广泛的供应网络，确保客户能够及时获得稳定的高质量铌产品。

3.1.2 加拿大Magris Resources公司Niobec铌矿

Niobec铌矿位于加拿大魁北克市以北约200 km的Saint-Honoré市。Niobec铌矿是目前世界上唯一在采的地下铌矿，也是世界上三大铌矿之一，目前产量约占世界铌产量的8%~10%(表 10)。Niobec铌矿生产的铌精矿销往欧洲、印度、日本和美国。Niobec铌矿发现于1967年，1976年开始商业开采，1994年公司建立了自己的铌铁冶炼厂，Nibec正式成为一个集采矿和冶金为一体的综合型企业，使得Nibec公司得以跻身于国际领先的铁生产商之列，目前公司的主要产品为各牌号的铌铁合金块和铌铁合金线材，2016产能达到8 300 t铌铁。Magris Resources资源公司于2015年1月22日并购了该矿山。

3.1.3 荷兰AMG公司巴西Minas锂钽矿

AMG公司(Advanced Metallurgical Group)是一家由多家公司合作于2006年在荷兰成立的国际化公司，主要生产特种金属材料和矿物，主要产品包括铝合金和合金粉末、钛合金、涂层材料、铬金属、钒铁、锑产品、钽产品、铌产品、金属硅和天然石墨。AMG公司还为客户提供冶金真空炉系统、材料热处理系统的设计和制造服务。产品主要应用于服务以汽车为代表的运输行业、基础设施建设行业和能源行业。

AMG在巴西Mibra的采矿业务位于距离巴西首都里约热内卢西北约225 km的Minas州Nazareno市附近，Minas矿是一个典型的花岗伟晶岩型锂、钽、铌、锡矿床，主要包含三个矿体，以原生矿为主，原生硬岩矿体上部还包含风化的高岭土矿体，这些矿体均含有钽铌矿物和锡石，钽铌矿物主要为钽铁矿、铌铁矿和细晶石等(表 11)。

3.1.4 澳大利亚皮尔巴拉矿物公司Pilgangoora锂钽矿

皮尔巴拉矿物公司是一家新兴的锂、钽生产商，公司致力于开发拥有完全产权的世界级Pilgangoora锂钽矿。Pilgangoora锂钽矿位于澳大利亚西部皮尔巴拉地区，距离黑德兰港(Port Hedland)约120 km，是世界最大的锂钽矿床之一(表 12)，公司的目标是成为世界最大的锂辉石供应商，公司在生产锂辉石时，同时也会回收共伴生的钽矿物作为一种有价值的副产品。

公司计划2018年6月投产，第一阶段的目标是每年生产Li₂O品位6%的锂辉石精矿31.4万t，生产钽精矿145 t(Ta₂O₅)；第二阶段的目标是通过加强地质勘查工作，扩大资源储量，锂辉石精矿产能增加到56.4万t/a，钽精矿产能增加到262 t/a(Ta₂O₅)，皮尔巴拉矿物公司与中国的赣锋锂业公司签订了合作协议，保障公司产品的销售。

3.1.5 卢旺达Kigali钽矿

卢旺达和刚果地区的钽铌铁矿床以残积矿床为主，Kigali钽矿也是一个由风化岩屑积残、冲积而形成的风化矿床(表 13)，主要由黏土和岩屑构成，呈现层状和囊状结构，向下延伸到基岩。卢旺达已发现的铌钽铁矿床，其矿化仅与伟晶岩脉有关，伟晶岩脉是卢旺达勘探铌、钽、锡矿床的重要目标。

4 供需分析 4.1 钽 4.1.1 市场供应混乱，价格波动较大

根据美国地调局统计，1970年全球的钽产量仅为318 t，到2017年全球钽产量也仅仅增长到1 270 t，接近50年，产量仅仅增加了4倍。与其他矿产比较，全球钽矿的产量和市场需求量都比较小。目前在产的钽矿中，小型钽矿山较多，手工矿山在钽矿供应中占据主导地位，市场需求和供给不稳定造成钽价格波动较大，1970年钽的价格为19 200美元/t，2000年钽价曾暴涨到历史最高的591 000美元/t，2011年以来，钽价达到阶段高点后开始低迷(图 3)，2017年初钽矿价格降到115 000美元/t，随后开始反弹，2017年7月钽精矿价格涨到了159 000美元/t，涨幅达到38%，2018年钽精矿价格涨到205 300美元/t，近50年涨了10倍。预计未来钽价将在130~220美元/kg之间波动。钽没有在任何金属交易所挂牌交易，因而没有官方的钽价格，钽的价格完全由买卖双方协商决定。

4.1.2 钽的消费重点发生转移，需求量稳步缓慢增长

2008年、2016年和2026年钽的需求变化趋势见图 4。从图 4可知，钽在电容器中的消费占比逐渐减小，而在其他领域如超级合金、化学品、半导体工业钽溅射靶材等的消费占比逐渐扩大。从2017年初到2026年底未来10年，全球钽的市场需求年增长率估计为3.4%，其中钽电容器由于电子市场趋于饱和，替代产品取代，年均增长率仅为1.5%；钽常规材料和制品随全球经济增长，年均增长率可达4%；碳化钽硬质合金由于廉价替代品，年均增长率仅为2%；半导体工业钽溅射靶材需求增长强劲，年均增长率可达4.5%；超级合金随着航空工业发展，年均增长率可达4.6%；用于滤波器和光学玻璃等的钽酸锂和五氧化二钽等钽化物的需求乐观估计为年均增长率为5%。高温合金中钽的需求达到7%的年均增长率，主要是由于商业航空航天部门的广阔前景。

4.1.3 钽资源供给充足，但供应格局会发生变化

全球钽矿资源丰富，目前开采的钽矿资源主要来自于伟晶岩矿体中的钽铁矿、钽铌铁矿、锡锰钽矿和细晶石等矿物，其中最主要的钽矿床位于澳大利亚、巴西和非洲。全球钽资源的供给主要有三个来源：(1)伟晶岩型锂、钽、锡硬岩矿床及残积风化型钽矿床；(2)锡冶炼渣及其他废料中的钽回收；(3)钽制品的二次资源回收。

2010年以前的十多年里，澳大利亚的钽矿产量占全球钽供应量的60%以上，2010以后澳大利亚的钽矿产量快速下降，2016年几乎降至零，原因是钽的价格走低，使当地的常规钽矿开采变得不经济，澳大利亚仅在锂辉石生产时附带回收了少量的共伴生钽矿。非洲中部大湖地区逐渐填补了钽的供应缺口，2017年非洲地区钽矿占到全球钽矿供应的80%，其中主要是卢旺达和刚果民主共和国。近年来，大湖地区钽矿产量已占全球产量的45%~55%。未来的钽消费者将很可能转向低成本、无冲突的钽矿供应商，避免违反“冲突矿产采购政策”，到2026年大湖地区的钽供应预计将出现明显下降。

2016年约19%的钽供应来自南美洲，主要来自巴西的两个大型矿山：巴西Mibra锂钽矿在2017年初火灾发生后已经重建，锂共伴生钽矿产量将增加；巴西的Pitinga锡钽铌矿也在扩大生产。到2026年，南美洲可能占全球钽供应的24%。

2017年，澳大利亚锂矿的副产品—钽供应开始增加，到2026年，澳大利亚锂辉石和锡矿等矿产中回收钽矿资源，将供应全世界钽需求量的20%。随着澳大利亚锂辉石矿开采的大规模增长，共伴生的钽副产品产量将会增加，这将是该行业在未来几年可能会发生的重大变化。

2017—2026年，钽资源的新增供应量可能会增加37%。随着大量矿产地明确的钽资源进入市场，预计中部非洲的重要性将减弱，到2020年以后，非洲大陆在世界钽产量中所占的份额可能会降至40%以下。刚果民主共和国政府将特许权使用费提高到10%的决定也可能影响非洲的钽市场份额。

钽供应预测分析见图 5。从图 5可知，2017年全球手工开采、传统钽矿山、从锂辉石生产中回收的共伴生钽矿、从冶炼渣和废旧钽制品中回收的人造钽矿产量分别占全球钽产量的53%、33%、7%和7%，到2026年这一数据将变化为34%、41%、20%和5%。随着共伴生钽的大型锂矿山大规模的开发，未来钽供给将逐步从非洲手工开采的小、散矿山逐步向南美洲、澳大利亚等地区的钽矿山转移。

4.2 铌 4.2.1 铌产量趋于稳定，价格和市场高度垄断

1965年全球铌产量仅为3 120 t，到2017年全球铌产量达到64 000 t，50多年增加了20倍，铌的价格也从1965年的2 680美元/t上涨到2017年的42 000美元/t，价格上涨了16倍。在2004年到2014年的10年里，铌的产量以每年9.5%的复合增长率增长，2014年全球铌产量达到创纪录的6.86万t，此后2015年和2016年铌产量开始小幅下降，2017年趋于稳定。

全球铌矿生产被巴西CBMM公司、中国洛阳钼业(2016年收购了Anglo American公司巴西Catalao铌矿的资产)和加拿大Magris Resources公司三家公司垄断，铌市场占有率分别为75%~85%、8%~12%和8%~10%。这三家公司分别开采全球最大的三个高品位铌矿：巴西的Araxá铌矿，巴西的Catalao铌矿和加拿大的Niobec铌矿，这三个矿床不仅储量大，而且品位高，具有很大的资源优势。

几十年来，世界没有发现新的大型高品位铌矿资源，也没有规模化的新的铌矿企业投入生产，目前全球的铌铁生产能力已经过剩，未来还有两家铌矿企业可能在近期投入生产：一家是澳大利亚上市的Cradle Resources公司，该公司位于坦桑尼亚的Panda Hill项目有可能在2020年前投产，计划每年生产含铌66%的铌铁8.2万t，计划占全球份额的5%左右；另一家公司是加拿大上市的美国公司NioCorp，该公司正在建设开发位于美国内布拉斯加州的Elk Creek铌钽钪矿，该矿山采用湿法冶金工艺，计划每年生产铌4 500 t左右，占全球铌产量份额的6%左右。这些新的供应市场份额较小，不会对铌的市场垄断形势产生大的影响。

铌没有在任何金属交易所挂牌交易，因而没有官方的铌价格，铌的价格完全由买卖双方协商决定。在1999年以前的相当长一段时间(图 6)，铌的价格稳定在6 600美元/t，但是具有市场垄断地位的CBMM公司倾向于控制价格，在2000年实施了价格翻番计划，将铌价提高到13 780美元/t，此后每年小幅加价，直到2010年涨到41 500美元/t，这个价格一直稳定到2017年，期间钢铁市场的变化似乎对铌的价格没有影响，2008年全球金融危机也没有影响其价格下跌，2010年到2017年中国钢铁产量快速增长也没有刺激铌价进一步上涨。由于铌的价格完全由买卖双方协商决定，因此，全球铌的价格明显缺乏弹性，鉴于铌的垄断性和全球对铌的稳定需求，因此，本文认为在未有特别情况影响下(如垄断公司强行涨价、停产等)未来的铌价前景是温和稳定的增长，不太可能出现急涨。

4.2.2 铌需求潜力巨大，但增长缓慢

实际上，2006—2017年全球铌产量和市场需求增长缓慢，年均复合增长率仅为0.3%(图 7)。

铌具有很多优异性能，在低合金高强度钢方面体现的最为突出。铌被美国视为一种“战略金属”，因为它对国家安全和工业至关重要。世界上90%的铌被制备成为铌铁产品用于钢铁工业，仅有约10%铌用于高性能合金(包括高温合金)、超硬碳化物、超导体、电子元器件和功能陶瓷等高附加值产品。

铌铁在钢铁工业中主要用于生产高强度低合金钢，而广泛应用于建筑业和大型钢铁工程建造、汽车工业和油气管道制造业等行业。铌铁也适用于某些类型的不锈钢和耐热钢。在钢铁中添加0.05%质量的铌，就可以显著提高钢材的强度，因此减少钢材用量和质量，这可以大大降低成本。世界钢铁协会的报告表明仅需要9美元约0.22 kg的铌，一辆中型汽车的质量就可以减少100 kg，汽车的燃油效率可以增加5%。在法国引以为傲的Millau Viaduc钢索高架桥工程中低合金钢材加入0.025%的铌，使钢和混凝土的重量在整个工程中减少了60%。铌是一种对未来经济社会向节能、环保可持续方面发展至关重要的元素。

目前全球仅有10%的钢铁产品中添加了铌，发达国家的钢材铌使用强度约为80~100 g/t(图 8)，发展中国家钢材铌使用强度一般为50 g/t，2017年我国的粗钢产量达8.3亿t，全球产量占比高达49.2%，截至2014年，中国的钢材铌使用强度仅为23 g/t，铌在中国还有很大的市场潜力。随着钢铁工业的发展和钢铁产品升级需求，铌在钢材中的使用强度会不断增长，尤其在中国和印度等发展中国家，更轻、更耐用、更坚固的含铌钢材的应用领域会不断扩大，应用于航空航天和发电设备的铌超级合金不仅在美国、西欧和日本，而且可能在中国、巴西、印度和俄罗斯也有所增长，俄罗斯和美国等国家油气管道用铌量也会有所增加。本文认为，未来铌需求逐步稳定增长，预计未来铌的需求增长率将与全球经济增长率接近。

5 结论

随着中国和印度等国工业的持续发展，以及全球人口的增长对汽车、手机和电脑等高科技产品的需求增加，预计未来几年铌和钽的消费将持续增加。虽然铌和钽现有的资源和产量可满足目前全球的需求，但我国优质钽铌资源都较为匮乏，缺乏自给自足的能力，因此须长期依赖进口，资源安全保障形势不容乐观。因此国内企业应借助“一带一路”倡议，积极开拓国外市场，参与国外资源勘查与开发，以保证国内的长期稳定供应。