Strategic emerging industries are almost all related to non-metallic minerals and their products. In particular, graphite, fluorspar, pyrophyllite, quartz, these products play an irreplaceable and vital supporting role in new materials. Jet mill pulverization has emerged as a critical enabling technology, providing the necessary precision and purity in particle size reduction to unlock the full potential of quartz, graphite, fluorite, and pyrophyllite in their respective high-tech applications.
الكوارتز عالي النقاء
High-purity quartz has excellent physicochemical properties. It primarily serves the quartz glass and integrated circuit industries. Its high-end products find wide application in next-generation information technology, high-end equipment manufacturing, and new materials. Since World War II, manufacturers have used quartz to produce electronic components for communication phones and military radios. Globally recognized high-purity quartz raw materials are essential foundations for today’s high-tech products. They are necessary for a country’s sustainable development of high technology. In Germany, ultra-high-purity quartz materials have been classified as strategic resources, thus limiting their export.
وسوف يؤثر الطلب على مواد الكوارتز عالية النقاء بشكل كبير على الصناعات الإلكترونية الأساسية ومعدات التصنيع الذكية والمواد غير المعدنية غير العضوية المتقدمة والألياف والمنتجات عالية الأداء والمواد المركبة والمواد الجديدة المتطورة والصناعات مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، فضلاً عن الصناعات الموفرة للطاقة.
(1) تطبيقات الكوارتز عالي النقاء في الصناعات الناشئة الاستراتيجية
تكنولوجيا المعلومات من الجيل الجديد: تُستخدم منتجات زجاج الكوارتز عالية الأداء بشكل أساسي لإنتاج قضبان الألياف الضوئية أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع وأنابيب الكوارتز للدوائر المتكاملة ورقائق أشباه الموصلات وزجاج عرض المعلومات.
تصنيع المعدات المتطورة: تستخدم في الأجهزة البصرية المجهرية، والعدسات البصرية، ومصابيح الكوارتز.
المواد الجديدة: يمكن استخدام ألياف الكوارتز في تصنيع فوهات الصواريخ وأجهزة الحماية الحرارية الفضائية وما إلى ذلك. يستخدم مسحوق السيليكون الإلكتروني بشكل أساسي في تغليف المواد والتعبئة والتغليف في الدوائر المتكاملة والمكونات الإلكترونية.
الطاقة الجديدة: يتم استخدام المواد السيليكونية البلورية لإنتاج الخلايا الشمسية.
(2) الوضع الحالي واتجاهات التطور المستقبلية لصناعة الكوارتز عالي النقاء
الصين منتج ومستهلك رئيسي للكوارتز عالي النقاء. تتمتع الصين بالاكتفاء الذاتي في المنتجات متوسطة ومنخفضة الجودة، حيث تُصدر بعضها، بينما لا تزال تعتمد على الواردات في المنتجات عالية الجودة. في المستقبل، ستكون لرمل الكوارتز عالي النقاء آفاق استخدام واسعة في الصناعات الناشئة الاستراتيجية، مثل كابلات الألياف الضوئية، وأشباه موصلات الاتصالات الإلكترونية، وتصنيع عبوات إضاءة LED، وتطبيقات الطاقة الشمسية الجديدة، مع توقعات بنمو الطلب بمعدل يتراوح بين 10.0% و14.0% بين عامي 2019 و2030.
يُعدّ السعي لتحقيق نقاء أعلى محورًا رئيسيًا في صناعة الكوارتز. ولتلبية المتطلبات الصارمة للتطبيقات عالية التقنية، تُعدّ تقنيات المعالجة المتقدمة، مثل الطحن بالطحن النفاث، أمرًا لا غنى عنه. تُوفّر هذه الطريقة طريقةً خاليةً من التلوث لإنتاج مساحيق كوارتز فائقة الدقة بتوزيع ثابت لحجم الجسيمات، وهو أمرٌ بالغ الأهمية لتصنيع زجاج الكوارتز عالي الأداء المُستخدم في أشباه الموصلات والألياف البصرية. يُعدّ اعتماد تقنيات الطحن الدقيقة هذه أمرًا أساسيًا للارتقاء بجودة المنتج والمنافسة في سوق الكوارتز العالمي عالي النقاء.
2. الجرافيت
لطالما كان الجرافيت موردًا استراتيجيًا لا غنى عنه في التطوير العسكري والصناعي الحديث. فهو يخدم صناعة مركبات الطاقة الجديدة بشكل رئيسي في إنتاج مواد أنود بطاريات أيونات الليثيوم، وبطاريات الطاقة الجديدة، والمكثفات الفائقة. وفي قطاع الطاقة الجديدة، يُمكّن الجرافيت الخلايا الشمسية والبطاريات لتخزين طاقة الرياح. وتستخدمه صناعة تصنيع المعدات المتطورة في مواد العزل ومهدئات النيوترونات، بينما يطبقه قطاع تكنولوجيا المعلومات من الجيل الجديد في تخزين الطاقة عالي السعة والمواد الإلكترونية الرئيسية. يرتقي تطوير الجرافين بفائدة الجرافيت إلى آفاق جديدة. وسيشهد الجرافيت ومنتجاته في المستقبل استخدامًا واسعًا في الأقمار الصناعية الفضائية، والهواتف الذكية، والأجهزة اللوحية، والمركبات الهجينة، والسيارات الكهربائية، والخلايا الشمسية، مما يُرسخ دوره كمواد استراتيجية ناشئة.
(1) تطبيقات الجرافيت في الصناعات الناشئة الاستراتيجية
تصنيع المعدات المتطورة: يُستخدم كمهدئ للنيوترونات ومادة واقية في مفاعلات القنابل الذرية. يُستخدم الجرافيت المرن لإغلاق صمامات الطاقة الذرية؛ كما يُستخدم في تصنيع فوهات صواريخ الوقود الصلب، ومخاريط أنف الصواريخ، وأجزاء معدات السفر الفضائي، ومواد العزل الحراري، ومواد الحماية من الإشعاع. كما يُستخدم في الوصلات الراديوية والمواد الهيكلية الموصلة للأقمار الصناعية.
طاقة جديدة: تتطلب مواد مصفوفة الوقود عالية الحرارة المبردة بالغاز والمخصصة للطاقة النووية رقائق الجرافيت الطبيعية 64%. وتتيح موصليته الممتازة استخدامه في تصنيع الخلايا الشمسية وبطاريات تخزين الطاقة لتوليد طاقة الرياح، مما يُسهم في قطاعات الطاقة النظيفة ويُوفر استهلاك الطاقة.
المركبات ذات الطاقة الجديدة: تعد مواد أنود الجرافيت الطبيعي مواد خام أساسية لبطاريات الليثيوم أيون، حيث يتم استخدام الجرافيت الطبيعي لإنتاج بطاريات الليثيوم أيون، وبطاريات الطاقة الجديدة، والمكثفات الفائقة للمركبات الهجينة، والمركبات الكهربائية، والمركبات الشمسية.
في تكنولوجيا المعلومات من الجيل القادم، تُشغّل بطاريات الليثيوم الجرافيتية محطات الاتصالات الأساسية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وشواحن الهواتف. تُوفّر مكثفات الجرافين الفائقة تخزينًا أساسيًا للطاقة لشبكات الاتصالات والبيانات، وتُتيح أيضًا ابتكار شاشات قابلة للطي. وبالنظر إلى المستقبل، يُمكن للجرافين أن يُحدث ثورة في رقائق الحاسوب، مما قد يُعزز سرعات المعالجات مئات المرات. سيمهد الطريق للجيل القادم من الحواسيب الفائقة.
مواد جديدة: تُستخدم الحشوات الوظيفية في الطلاءات والأحبار الجديدة بشكل رئيسي في الصناعات البحرية والكيميائية، بما في ذلك طلاءات الجرافين المقاومة للتآكل عالية التحمل. طلاءات الجرافين غير العضوية القائمة على الماء؛ طلاءات الجرافين غير العضوية من الجيل الجديد على شكل مسحوق؛ طلاءات الجرافين الموصلة للحرارة لأواني الطهي غير اللاصقة ومصابيح LED.
الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة: معالجة مياه الصرف الصحي، وتنظيف النفايات المشعة، وما إلى ذلك.
علم الأحياء: المطهرات الطبية، وأدوية العلاج الكيميائي، وتسلسل الحمض النووي، والعضلات الاصطناعية، وتغليف الأغذية.
(2) الوضع الحالي واتجاهات التطور المستقبلية لصناعة الجرافيت
يُعد الجرافيت معدنًا استراتيجيًا في الصين، وله القدرة على التأثير على العرض العالمي وتغييره. ومع ذلك، هناك فائض في الطاقة الإنتاجية للمنتجات الأولية ونقص في إمدادات المنتجات الفاخرة. في المستقبل، سيبقى الطلب على الجرافيت في المجالات التقليدية مستقرًا، بينما ستشهد الصناعات الناشئة نموًا سريعًا في الطلب على الجرافيت، مدفوعًا بشكل رئيسي بالجرافيت البلوري.
بحلول عام 2030، من المتوقع أن يصل الطلب على الجرافيت إلى 1.348 مليون طن، منها 50.41 طنًا من قطاع الطاقة الجديد. لذلك، من الضروري تعزيز إدارة موارد التعدين مع تحسين تقنية المعالجة العميقة للجرافيت، بهدف تطوير منتجات الجرافيت تدريجيًا نحو تطبيقات متطورة، بما يلبي احتياجات الصناعات الاستراتيجية الناشئة، ويعزز التأثير الدولي.
سحق مطحنة النفاثة يُعدّ هذا المنتج فعالاً بشكل خاص في معالجة رقائق الجرافيت. فهو قادر على فصل الرقائق وتنقيتها دون الإضرار ببنيتها البلورية، مما يحافظ على خصائصها الكهربائية والحرارية الأساسية. وهذا يجعله تقنية مثالية لإنتاج مواد أنود عالية الجودة لبطاريات أيونات الليثيوم والمواد المضافة الموصلة، وهي ضرورية لقطاع مركبات الطاقة الجديدة.
لقد ارتقى تطوير الجرافين بتطبيقاته إلى مستوى جديد. يبدأ إنتاج الجرافين عالي الجودة عادةً بتقشير الجرافيت إلى مساحيق ناعمة. وهنا، تلعب عملية الطحن بالنفث دورًا محوريًا كطريقة فيزيائية لمعالجة الجرافيت الطبيعي مسبقًا، مما يُنتج المادة الخام المثالية لعمليات تحضير الجرافين اللاحقة بكفاءة. يُعدّ هذا التخفيض المُتحكم به في الحجم خطوةً حاسمةً في ضمان جودة وأداء مادة الجرافين النهائية المُستخدمة في المكثفات الفائقة والشاشات القابلة للطي.
3. الفلورسبار
الفلورسبار، المعروف أيضًا باسم الفلوريت، يتكون أساسًا من فلوريد الكالسيوم (CaF2). وهو مورد نادر عالمي المستوى، يشبه العناصر الأرضية النادرة. الفلورسبار مادة خام للفلور، والمواد المحتوية على الفلور تُعد من المواد الكيميائية الجديدة. تتميز منتجات الفلور الكيميائية بأداء عالٍ وقيمة مضافة، مما أكسبها سمعة طيبة كصناعة ذهبية، وتتجه نحو أن تصبح موردًا نادرًا. تُستخدم منتجاتها وموادها على نطاق واسع في القطاعات الصناعية والحياة اليومية، وكذلك في الصناعات الاستراتيجية الناشئة، مثل الطاقة الجديدة، وعلم الأحياء، والحفاظ على الطاقة، وحماية البيئة.
(1) تطبيقات الفلورسبار في الصناعات الناشئة الاستراتيجية
في قطاع الطاقة الجديدة، تُعزز الصفائح الخلفية والأغشية الأمامية المحتوية على الفلور الألواح الشمسية، بينما تحمي الطلاءات الفلوروكربونية المتخصصة شفرات توربينات الرياح. يُعد سداسي فلورو فوسفات الليثيوم كإلكتروليت رئيسي في بطاريات الليثيوم، وتُعد أغشية التبادل الأيوني المشبعة بالفلور مكونات أساسية في خلايا الوقود. بالنسبة لمركبات الطاقة الجديدة، تُحسّن المواد القائمة على الفلور بطاريات الليثيوم عالية الطاقة وتوفر عزلًا موثوقًا. يستخدم الجيل الجديد من صناعة تكنولوجيا المعلومات البلورات السائلة المفلورة والمواد الكيميائية الإلكترونية في شاشات العرض المسطحة وأشباه الموصلات وكابلات الاتصالات. في علم الأحياء، تُمكّن المواد الوسيطة الجديدة من الفلور وكواشف الفلورة الفعالة من إنتاج أدوية متطورة. تعتمد حماية البيئة على أغشية الألياف المجوفة المصنوعة من PVDF لمعالجة مياه الصرف الصحي وأغشية ترشيح PTFE لإزالة الملوثات. كما تلعب الطلاءات الفلوروكربونية وشحوم التفريغ المشبعة بالفلور دورًا مهمًا في البناء والزجاج منخفض الانبعاثية الموفر للطاقة. علاوة على ذلك، توفر المواد اللاصقة المصنوعة من الفلوروسيليكون أختامًا متينة في محركات السيارات، وغالبًا ما تظهر مواد فلورو عالية الأداء أخرى في عملية الإنتاج في صناعات السيارات والفضاء والطاقة الكهروضوئية.
(2) الوضع الحالي واتجاهات التطور المستقبلية لصناعة الفلورسبار
الفلورسبار معدن استراتيجي في الصين. في عام ٢٠١٩، حققت الصين أربعة مراكز أولى عالميًا في مجال الفلورسبار: أكبر منتج، وأكبر مستهلك، وأكبر منتج لكل من المواد الكيميائية الفلورية الأساسية وحمض الهيدروفلوريك. مع تمتعها بمزايا سوقية، يبقى دور الصين إلى حد كبير موردًا للمواد الكيميائية الفلورية الأساسية. مع تطور الصناعات التحويلية، سينمو استهلاك الفلورسبار بنحو ٣٫٠١ طن سنويًا بين عامي ٢٠١٩ و٢٠٣٠، ليصل إلى ٥٫٦٧٩ مليون طن بحلول عام ٢٠٣٠.
تشمل التوصيات الموجهة لصناعة الكيماويات الفلورية في الصين تعزيز البحث التكنولوجي للمنتجات عالية الجودة. يوفر الطحن باستخدام مطحنة النفاثة مزايا كبيرة في معالجة خام الفلوريت وتحويله إلى مساحيق دقيقة ضرورية للتفاعلات الكيميائية. إن قدرته على إنتاج مسحوق فلوريت فائق الدقة بأقل قدر من التلوث والتحكم الدقيق في الجسيمات يعزز بشكل مباشر كفاءة وإنتاجية إنتاج حمض الهيدروفلوريك اللاحق، مما يشكل أساسًا ماديًا لصناعة كيماوية فلورية قوية ومتطورة.
4. البايروفيليت
البيروفيليت معدن سيليكات طبقي، يتميز بثباته الكيميائي، وتمدده الحراري المنخفض، وموصليته الحرارية والكهربائية المنخفضة، وعزله العالي، ونقطة انصهاره العالية، ومقاومته الجيدة للتآكل. وهو مادة خام مهمة في صناعة السيراميك الوظيفي، مثل السيراميك فائق الصلابة، والسيراميك الكهربائي عالي الجهد، والمواد الحرارية الخضراء الجديدة، وألياف الزجاج عالية الأداء، والمواد فائقة الصلابة (الماس الصناعي). كما أنه مادة مهمة في مجالات الطاقة الجديدة، مثل طاقة الرياح، وشفرات التوربينات، والمواد الوظيفية الجديدة.
للاستفادة الكاملة من هذه الخصائص في التطبيقات المتقدمة، يُعدّ التحكم الدقيق في حجم الجسيمات أمرًا بالغ الأهمية. تتميز تقنية سحق النفث في معالجة البروفيليت إلى مساحيق دقيقة التحكم دون إضافة شوائب. يُعدّ هذا أمرًا بالغ الأهمية لتصنيع ألياف زجاجية عالية الأداء، كما يُعدّ وسيطًا ثابتًا وموثوقًا لنقل الضغط في صناعة الماس الصناعي، حيث تُعدّ نقاء المادة وتجانسها أمرًا بالغ الأهمية.
(1) التطبيقات في الصناعات الناشئة الإستراتيجية:
تصنيع المعدات الراقية: تُستخدم منتجات الألياف الزجاجية التي تحتوي على البيروفيليت كمادة حشو رئيسية في الصناعات العسكرية والفضائية والدروع الواقية. تُحسّن طلاءات البيروفيليت نعومة السطح وبياضه وامتصاصه، مما يُظهر تطبيقات واسعة في مجال الطيران والفضاء.
الطاقة الجديدة: مادة مهمة للطاقة الجديدة (طاقة الرياح، شفرات التوربينات) والمواد الوظيفية الجديدة.
تكنولوجيا المعلومات من الجيل الجديد: تستخدم في تصنيع الألياف الزجاجية البصرية، وهي مادة أساسية في تكنولوجيا الاتصالات الحديثة.
المواد الجديدة: إنتاج كرات زجاجية خالية من القلويات ومتوسطة القلوية للألياف الزجاجية. تُستخدم كوسيط ناقل للضغط في صناعات التركيب عالية الضغط، مثل الماس الصناعي. كما تُستخدم أيضًا كمواد خام للمنظفات والمناخل الجزيئية.
علم الأحياء: يستخدم كحامل للمبيدات الحشرية والحشرية.
(2) حالة الصناعة والاتجاهات المستقبلية:
تستخدم الصناعات الاستراتيجية الناشئة بشكل رئيسي مادة البيروفيلليت عالية الجودة لإنتاج ألياف زجاجية عالية القوة ومواد فائقة الصلابة مثل الماس الصناعي. يعتمد إنتاج الألياف الزجاجية على البيروفيلليت ورمل الكوارتز والحجر الجيري، حيث يُشكل البيروفيلليت أكثر من 50% من محتواه. تستخدم المجالات الناشئة، مثل الصناعات العسكرية والفضائية والدروع الواقية والهندسة البحرية، منتجات الألياف الزجاجية عالية القوة هذه على نطاق واسع. تشير توقعات الصناعة إلى تزايد الطلب على البيروفيلليت، بمعدلات نمو سنوية تتراوح بين 5.0% و7.0% بين عامي 2019 و2030. تشمل التوصيات زيادة جهود الاستكشاف للعثور على البيروفيلليت عالي الجودة وتأمين إمداداته المستقبلية.
بين هذه المعادن الاستراتيجية الأربعة غير المعدنية، يكمن القاسم المشترك في تعزيز قيمتها في اعتماد تقنيات المعالجة المتقدمة. ويُعد الاستثمار في هذه الأساليب وتطبيقها أمرًا أساسيًا لتعزيز السلسلة الصناعية بأكملها.
مسحوق ملحمي
مع استمرار هذه المعادن الاستراتيجية في دعم التقنيات الناشئة، سيزداد الطلب على المعالجة الدقيقة والمتسقة. آلات مسحوق ملحمةنحن شريككم الموثوق في هذا المجال. نوفر لكم تقنية الطحن المتطورة اللازمة لمواجهة هذه التحديات، وندعم سلسلة الصناعة بأكملها، من المواد الخام إلى الاستخدام النهائي.