钨是关系国家国防安全和经济命脉的“战略性矿产”。钨金属因为其硬度大，熔沸点高，能耐高温，耐侵蚀等特点，通常被加工成硬质合金工具，钨特钢等，被应用于交通运输、采掘、工业制造、军工等领域，是加工国之重器的关键工具，素有“工业牙齿”之称，更是“高端制造业的脊梁”。因为钨资源的稀缺性和不可替代性，钨被我国列为24种关键战略性矿产之一，它的开采受到国家的严格管控。

一、钨的发现

钨的历史可以追溯到17世纪。当时，德国萨克森州厄尔士山脉的矿工注意到，锡石的还原会被一些不知名的矿石干扰，这些矿石在冶炼过程中会产生矿渣，好像如狼吞食食物一般降低锡的产出率，人们便用德文狼（wolf）、泡沫（rahm）组合成一个复合词将这种矿石命名为“wolfrahm”，可见钨的登场在最开始并不受人欢迎。

1758年，瑞典化学家和矿物学家克朗斯泰德将该矿石正式命名为“tungsten”，瑞典语里意为“重石”，他深信这种矿物中含有某种未知的元素。

1781年瑞典化学家卡尔·威廉·舍耶尔发现了白钨矿，并从中提取出了钨酸。

1783年西班牙人德普尔亚发现了黑钨矿，也从中提取出钨酸，同年，用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉，钨这种元素才最终展现在世人眼中。

二、钨的发展

19世纪，随着冶金技术和化学学科的不断进步，人们开始逐渐将钨投入到工业生产中去。

1841年，化学家Robert Oxland取得了钨酸钠、钨酸和金属钨生产方法的英国专利权，这是钨现代化学历史上的一个重大进步，为钨的现代化生产开辟了道路。

1864年，马歇特首次将5%的钨加入到工具钢中，制成的刀具使金属切削速度一下子提高了50%。这也是钨首次在工业行业崭露头角。

1900年巴黎世界博览会上首次展出了加入了钨元素的高速钢，从这里开始，钨开始受到全世界工业强国的关注，钨的提取工业的也得到了迅猛发展，钨开始成为最重要的合金元素。

1925年施劳特尔获得发明碳化钨钴硬质合金的美国专利权，这种专利方法于1926年首先在欧洲用于工业生产，这是现代钨工业生产工艺的基础。

1927年，以碳化钨为主成分研制出硬质合金开始被广泛使用，钨进入了其工业发展史中的一个重要阶段，在这一时间段内钨合金各方面的性质都超过了传统工具钢，钨开始在现代技术中得到广泛应用。

三、钨的应用

由于其优秀的金属特性，钨已被广泛应用于几乎所有的工业行业，在哪里都能找到钨及其衍生产品的应用。

1. 工业领域

由于硬度高，钨的加入可以显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，是一种重要的合金元素，被广泛应用于各种钢材的生产中，其产品被用于制作各种工具，如钻头、铣刀以及模具等；碳化钨具有高耐磨性和难熔性，其硬度接近金刚石，因而常被用于硬质合金的生产中。碳化钨基硬质合金主要被用于制造切削工具、矿山工具以及模具等；钨是熔点最高的难熔金属，具有较高的硬度，所以也常被用来制造耐磨合金，生产诸如航空发动机的活门、涡轮机叶片等耐磨零件；而钨与其他难熔金属（如钽、铌、钼、铼）的合金则拥有更加优秀的耐磨性能，可被用于生产火箭喷管、发动机等高热强度的零件；钨也被大范围用于制造高比重合金，这些高比重合金由于强度高、导热系数大、导电性能良好、加工性能优越等特点，常被用于制造散热片、闸刀开关等触头材料。

应用了钨合金的航空发动机

2. 电子领域

钨的可塑性强、蒸发速度小、熔点高、电子发射能力强，因而被广泛应用于电子和电源工业。例如钨丝的发光率高，使用寿命长，而常用来制造各种灯泡灯丝，如白炽灯、碘钨灯等。此外，钨丝还可以用于制造电子振荡管的直热阴极和栅极以及各种电子仪器中的阴极加热器。

3. 化工领域

钨的化合物常用来生产某些类型的油漆、颜料、油墨、润滑剂和催化剂等。如钨酸钠常用于金属钨、钨酸和钨酸盐的制造以及染料、颜料、油墨、电镀等方面；钨酸在纺织工业中常用作媒染剂与染料，在化学工业中用作制取高辛烷汽油的催化剂；二硫化钨常在有机合成中使用，如在合成汽油的制取中用作固体的润滑剂和催化剂；青铜色的氧化钨被用在绘画中。

4. 医疗领域

钨由于硬度和密度都很高，而使得钨合金非常适合应用于X射线以及辐射防护等医学领域。常见的钨合金医用产品有X射线阳极，防散射板，放射性容器和注射器屏蔽容器等。

钨聚合物防辐射材料

5. 军事领域

在一战初期，德国含钨枪管发射1.5万发子弹才报废，而俄法等国生产的轻机枪枪管因为没有含钨，发射6000发子弹就报废了。钨还是动能穿甲弹的重要材料，钨芯穿甲弹最早出现于二战时期，当时广泛使用的风帽穿甲弹、风帽被帽穿甲弹、次口径脱壳穿甲弹都是以碳化钨作为弹芯材料，例如德军虎式坦克的88毫米主炮使用的碳化钨风帽被帽穿甲弹在500米距离上可穿透156毫米均质钢装甲。二战之后又发展出钨合金弹芯，并改进穿甲弹的弹型设计，由此诞生长杆式尾翼稳定钨合金脱壳穿甲弹，能够有效对付先进的复合装甲，长杆式尾翼稳定钨合金脱壳穿甲弹已经成为各类火炮的主用弹种。钨在预制杀伤类弹药方面的应用也非常广泛，例如预制破片杀伤榴弹和高炮用的可编程炮弹就普遍采用钨合金制成的破片或球体。当榴弹或可编程炮弹爆炸后，高速飞散的钨合金预制破片或球体能够有效杀伤人员、击穿轻型装甲车辆的装甲、破坏各类空中目标的结构。

钨芯穿甲弹

四、钨资源大国，战略地位特殊

我国的钨资源丰富，钨储量及矿山钨产量世界第一，2021年占比分别为51%和83%。2021年全球钨资源储量约467万吨，中国钨资源储量为240万吨，占比最大为51%；全球矿山钨产量约10万吨，中国矿山钨产量为8.3万吨，占比最大为83%，且1994年以来，我国一直贡献世界最大的钨矿产量。

国家对钨矿开采实行总量控制，钨矿的主采及综合利用指标逐步提升，但是增量较小。钨矿主采指标由2016年的7.32万吨增长至2022年的8.12万吨，CAGR为2%；综合利用指标由1.81万吨增长至2.78万吨，CAGR为7%；钨矿开采总量指标由9.13万吨增长至10.9万吨，CAGR为3%。我国钨矿主要分布在江西，湖南，广东，广西等地，2022年江西省钨精矿开采总量控制指标为4.06万吨，占全国总量的37%，居第一位，其次为湖南省（2.6万吨），河南省（1.23万吨）。

钨资源虽然在我国蕴藏丰富，但是从全球来看，它在地壳中的含量较少（只占地壳重的0.001%左右）。也正是因为钨资源的稀缺性和不可替代性，我国将钨视为战略性资源，它的开采受到国家的严格管控。

在开采指标的限制下，供应端难有大的增量。2022年（1-11月）钨精矿的产量约为10.7万吨，同比提升8.82%，相比2021、2020年，增速放缓。2022年前三季度，钨精矿的开工率高于去年同期，自10月起，开工率下滑至60%以下，近期为54%左右。

我国每年会进口少量钨精矿，2022年1-10月进口量为4875.83吨，同比增加16.7%，进口国主要是朝鲜（2169.3吨）、缅甸（776吨）、玻利维亚（421.4吨）等。

2022年国内仲钨酸铵产量有所增长，但近期开工率低于去年同期，可能因下游需求较为疲软，生产放缓所致，明年国内需求复苏后或许有所改善。2022年1-11月国内仲钨酸铵产量为11.32万吨，同比增长31.02%。2022年1-8月国内企业开工率高于2020、2021年同期，10月-11月，开工率略有下滑，分别为49.86%和47.52%。

2022年1-10月我国的仲钨酸铵消费量已达到10.53万吨，已经超过去年全年的消费量，今年仲钨酸铵的下游消费结构中，占比最大的是碳化钨领域，消耗约9.02万吨，占比73%，另一领域钨制品消耗量约为3.29万吨，占比27%。2023年随着国内制造业的逐步恢复，对于钨的消费量或将继续提升。

五、从“工业牙齿”到高端制造的“脊梁”，金属钨需求兴起

1. 光伏领域

近年来国内钨消费量呈现稳健增长态势。根据安泰科数据，2018-2021年国内钨消费量由5.8万金属吨增至6.5万金属吨，CAGR为3.7%，其中原钨消费量增加约5527金属吨，废钨消费量增加约1225金属吨。2022年受疫情影响国内钨消费量小幅下滑至6.3万吨。硬质合金领域为钨消费主力，光伏钨丝推动钨材用钨增长。钨主要的四类下游领域为硬质合金、钨材、钨特钢和钨化工。根据安泰科数据，硬质合金是钨的第一大下游，2022年消费量占比约为58%，其次是钨材、钨特钢以及钨化工，占比分别是21%、17%、4%。2018-2022年钨制品的消费结构较为稳定，但其中钨材领域用钨的绝对量于2022年实现同比8.1%的高速增长，且为钨四类消费领域中唯一实现正增长的部分，这主要得益于光伏装机规模放量叠加硅片“大尺寸+薄片化”趋势推动了光伏钨丝的产业化应用。

金刚线主要用于切割高硬脆材料，其中光伏晶硅切片对金刚线需求量占比达90%。光伏硅料、半导体硅材料、蓝宝石材料等高硬脆材料具有抗磨损、硬度高、脆性大等特点，由于自身硬度高且加工过程中容易断裂，因此对加工耗材的要求较高。早期采用涂有金刚石微粉的内圆锯进行切割，因存在切缝大、材料损耗多、切割尺寸受限等问题而被淘汰；后来开发了游离磨料砂浆线锯切割方式，但仍存在加工效率较低、砂浆材料价格昂贵、不利于加工更硬的材料且环境污染严重等问题；金刚线因其可实现高速切割，单位时间能够完成更多的工作量，且只需要水或是水基冷却清洁液就可以实现环保生产而成为目前主流的解决方案。根据中国光伏行业协会（CPIA）数据，用于光伏晶硅切片的金刚线需求量占总需求量的90%以上。

2. 硬质合金领域

硬质合金是钨的重要下游。由于钨具备高硬度、高密度、高熔沸点等良好的物理特性，因此天然适用于生产硬质合金。硬质合金是由碳化钨等难熔金属的硬质化合物粉末和钴、钼、镍等金属粘结剂，通过粉末冶金工艺在高温高压下制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、强度高、韧性好、弹性模量高、耐磨、耐热、耐腐蚀、抗冲击、室温和高温环境下化学性质稳定等一系列优良性能。硬质合金被广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，不仅可以切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材等常用材料，还可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。根据钢百科网站，硬质合金刀具比高速钢刀具切削速度快4-7倍，使用寿命高5-80倍，用硬质合金制造的模具和量具，其寿命比合金工具钢高20-150倍。

根据中国钨业协会数据，2012-2022年国内硬质合金产量由2.3万吨增长至5.0万吨，CAGR达8.3%，实现较快增长。硬质合金拥有广泛的下游应用领域，涉及机械、矿业、汽车、消费电子、航空航天和基础设施等多个行业，因此其产销量与宏观经济走向与工业制造业景气度高度相关，而受单一行业波动的影响较小，2013-2022年国内硬质合金产量的增速与工业制造业GDP增速走势基本一致。

国内硬质合金消费量增长趋势与产量共振，预计2025年将增至7.4万吨。根据中国钨业协会，2017-2022年国内硬质合金表观需求量由3.1万吨增长至5.0万吨，CAGR达10.3%，增长趋势与产量基本一致。另根据前瞻经济研究院预测，随着制造业逐步走出疫情影响实现复苏，预计2025年我国硬质合金表观需求量将增至7.4万吨，对应2022-2025年CAGR为14.0%，增速有望进一步提升。硬质合金产品具有广阔的进口替代空间。根据中国钨业协会数据，2015-2021年国内硬质合金出口量由4438.4吨回落至3190.3吨，在逐年下降后于2021年实现同比33.0%的高增速反弹，同期进口量由1498.1吨微降至1285.8吨，变化不大。我国单吨硬质合金出口价虽然由2015年的5.0万美元/吨大幅升至2021年的8.1万美元/吨，但同期进口价由36.0万美元/吨升至48.2万美元/吨，反映出我国主要出口中低端硬质合金产品，高端硬质合金产品方面对海外进口产品依赖性较强，虽然产品结构升级趋势下出口产品的均价逐步得到提升，但高端产品的国产替代空间依然较大。

3. 电子特气领域

六氟化钨是全球市场需求规模第二大的电子特种气体品种。电子特气是集成电路、显示面板等行业必需的支撑性材料，广泛应用于光刻、刻蚀、成膜、清洗、掺杂、沉积等工艺环节，对于纯度、稳定性、包装容器等具有较高的要求。电子特种气体生产涉及合成、纯化、分析检测、充装等多项工艺技术，具有较高技术壁垒。六氟化钨是全市场需求规模第二大的电子特气，仅次于三氟化氮，其主要应用于逻辑和存储芯片生产流程中的化学气相沉积工艺，其沉积形成的钨导体膜可用作通孔和接触孔的互连线，具有低电阻、高熔点的特点。此外，六氟化钨在电子行业中还主要用作半导体电极和导电浆糊等的原材料。国内芯片厂积极扩产、行业周期触底在即、产品技术迭代共同驱动下，六氟化钨需求将迎来高速增长。根据TECHCET数据，2021年全球六氟化钨需求为5675吨，供给为6497吨，总体供给大于需求，未来全球六氟化钨需求有望快速增长，预计至2025年全球六氟化钨的需求量将超过供给，供需缺口为389吨。

六、金属钨的未来

作为稀有金属资源，钨是极为重要的现代高科技新材料的核心成员之一。随着俄乌冲突破坏了一些关键原料的供应链、表明全球贸易的脆弱性，全球各国开始逐渐意识到，现在迫切需要在未来未知的威胁面前重新增强本土供应。人们将目光转向了钨，这种黑色金属含有少量的碳和氧，对于制造电动汽车、半导体和其他绿色技术的电池阳极至关重要。而且它不会裂解或分解，使其成为“最绿色”的原金属之一。

虽然钨矿资源在我国是属于优势矿产，但是长期以来开采过量，供应充分，且矿产综合利用率低，钨行业的经济效益较低，有相当长的时间丧失了国际钨市场的定价权。没能发挥钨资源作为优质稀缺金属的优势，没有体现其合理的价值。而国外一些发达国家却利用低廉的钨价乘机加大钨矿储备，使得我国的钨资源优势地位完全显现不出来。

韩国是世界上人均最大的钨消费国，其95%的钨进口依赖于中国。不仅如此，中国还在全球贸易格局中的多个行业中占据着可观的份额，包括稀土元素（REE）和对国防和可持续性举措至关重要的资源，即战略矿产。有鉴于此，现在许多国家将矿产开发视为国家安全问题。

根据中国地质调查局2019年的一项研究，在美国列为关键的35种矿物中，中国是13种矿物的最大供应国。报告说，中国是欧盟21种主要矿物的最大来源地，比如用于电池的锑。世界各国在确保关键矿物质（从电动汽车电池中的锂，到笔记本电脑中的镁，再到风力涡轮机中的钕）供应方面所承受的压力。这些矿物质被视为绿色能源转型的关键。国际能源署（International Energy Agency）去年表示，到2040年，对这类稀有矿物的总体需求预计将增长四倍。所以，加大钨资源的储备力度能在国际经济竞争中发挥战略制衡作用，预防资源短缺风暴，增加外交筹码，在国际活动中提高话语权。将研发钨系列新材料作为国家科研攻关重要目标，钨的应用与发展必将无限可期！

注：文章内容整理自网络

☞来源: 前言材料

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