كاربردهاي وسيع فلزات كمياب

آنتوني ليپمن مديرعامل شركت انگليسي ليپمن اند والتون مي گويد خوشحاليم از اينكه كانون توسعه كاربردهاي متنوعي براي فلزات كمياب هستيم . فلزاتي كه در گذشته عمدتا به عنوان مواد غيرقابل مصرف بيرون ريخته مي شدند. با وجود اينكه فلزات كمياب در صنايع مختلفي استفاده مي شوند اما در سال گذشته تقاضا براي همه اين نوع فلزات نسبت به سال 2012 رشد نداشتند.
فلزات كمياب در صنايع الكترونيك، خودروسازي ، هوافضا، باطريسازي، نيروگاهي، انرژي و ذوب فلزات كاربرد دارند .
در بعضي از موارد تقاضاي جديد براي اين فلزات آنچنان بالاست كه تاكنون پيش بيني نشده بود به طوري كه بعضي از مصرف كنندگان زماني كه قيمت ها بسيار نوسان داشت، از خريد بيشتر ، به موجودي انبارهاي خود در حد قابل توجهي مي افزودند.
مسايل عرضه براي اين فلزات كه معمولا ماده مصرفي در محصولات جانبي فلزات پايه مختلفي هستند نيز بسيار متفاوت است. عامل پيچيده ديگري كه تاثيرگذار بوده و يا خود تحت تاثير قرار گرفته ، بورس فلزات فنياي چين است كه تعدادي از فلزات همراه مانند اينديوم، هرمانيوم، بيسموت، كبالت ، آنتيموان ، واناديوم ، سلنيوم و تلوريوم در آن داد و ستد مي شود.
رونق اقتصاد جهان تاثير زيادي بر روي بازارهاي فلزات كمياب دارد. كريستوفر اكلستون مدير و كارشناس معدني هالگارتن اندكو در لندن مي گويد: گرچه اقتصاد امريكا و اروپا رو به رشد است اما ميزان اين رشد كمتر از رقم مطلوب است.
بسياري از ناظران صنعتي اميدوارند اقتصاد چين از حالت صادرات محوري به سمت اقتصادي بر مبناي مصرف گرايي داخلي تغيير وضعيت دهد. در حالي كه نرخ رشد اقتصادي آن به طور مشخص كمتر از آن است كه چند سال پيش پيش بيني شده بود و در محدوده يا چارچوب تعيين شده توسط دولت جديد است.

رشد صنايع الكترونيك بالا است
يكي از مهمترين نيروهاي محركه براي فلزات كمياب در سال جاري همچنان بازار مصرف تجهيزات الكترونيكي در جهان است.
استيو كونيگ مدير بخش آناليز صنعت براي انجمن تجهيزات الكترونيكي مصرفي ( CEA) در آرلينگتون ويرجينيا مي گويد: در سال 2013 ميزان سرمايه گذاري در بخش تجهيزات الكترونيكي مصرفي در جهان به 1.1 تريليون دلار رسيد كه نسبت به سال 2012 حدود 4 درصد افزايش داشت. در ميان اين تجهيزات الكترونيكي تلفن هاي هوشمند، تلويزيون هاي LCD ، كامپيوترهاي لپ تاپ، تبلت ها و دوربين هاي ديجيتال بيشترين تقاضا را دارند كه همه آنها داراي صفحه نمايش كريستال مايع ( LCD) و صفحات نمايش بوده و نيز از ديودهاي متصاعد كننده نور ( LED) استفاده مي كنند. هر دو صفحه نمايش LCD و لامپ هاي LED داراي انواع فلزات همراه به طور عمده اينديوم و گاليوم هستند.
با توجه به اينكه بيشترين رشد سالانه در بخش تجهيزات الكترونيكي مربوط به تلفن هاي هوشمند است، كونيگ پيش بيني مي كند شاهد افزايش فروش سالانه 18 درصدي در سال جاري و 14 درصدي در سال 2015 خواهيم بود كه ارزش فروش جهاني آن به حدود نيم تريليون دلار خواهد رسيد.
در حال حاضر تلفن هاي هوشمند حدود 38 درصد سهم هزينه هاي فناوري جهاني را به خود اختصاص داده است كه بيشترين رشد مربوط به اقتصادهاي نوظهور بخصوص افريقا بوده كه در آنجا گوشي هاي هوشمند مي تواند نخستين وسيله الكترونيكي مصرفي باشد . او مي گويد: همين داستان براي ساير تجهيزات موبايل از جمله كامپيوترهاي تبلتي و لپ تاپ ها وجود دارد.
در مقايسه بازار تلويزيون LCD شاهد ميزان رشد بسيار كمتري بوده به طوري كه CEA پيش بيني مي كند هزينه هاي سرمايه اي براي اين گونه تلويزيون ها حدودا با 0.76 درصد افزايش امسال به 132 ميليارد دلار رسيده و با همين نرخ رشد در سال 2015 به 133 ميليارد دلار برسد كه تا حدي نرخ رشد بالاتري براي تلويزيون هاي 60 اينچ و بالاتر را داشته و در اندازه هاي كوچكتر كاهش داشته است؛ به طوري كه كونيگ مي گويد مصرف كنندگان ترجيح مي دهند از تبلت ها يا تلفن هاي هوشمند خود به جاي صفحات كوچكتر استفاده كنند.
همچنين با كاهش تقاضا براي تلويزيون LCD مصرف كنندگان، تلويزيون هاي قديمي خود را با تلويزيون هاي پيشرفته جديد فوق العاده شفافيت بالا (UHD) جايگزين مي كنند.
برايان اونيل مدير اينديوم از شركت فلزات مخصوص AIM در كرانستون رودآيلند توضيح مي دهد كه قيمت UHD دو برابر قيمت تلويزيون هاي معمولي با وضوح بالا بوده و چندان نمي خواهند به اين قيمت آن را بخرند.
در بخش ديگري كه استفاده از صفحه نمايش هاي LCD افزايش پيدا كرده ، خودرو است. به گفته وي امروزه هر خودرويي كه وارد بازار مي شود، در واقع داراي يك صفحه نمايش LCD است.
كونيگ CEA اشاره مي كند كه امروز در واقع خودروها مصرف كننده تجهيزات الكترونيكي هستند كه بر روي چهار چرخ سوارند. اين خودروها داراي تجهيزات ايمني و حفاظتي و سرگرمي هستند.
او اضافه مي كند كه بسياري از خودروسازان براي توسعه و رقابت در بازار به همان اندازه به فناوري تاكيد دارند كه به موضوعاتي چون كاهش مصرف سوخت و افزايش ايمني در خودرو توجه دارند.
علاوه بر اين فلزات كمياب نقش كاربردي كليدي در ساير قسمت هاي الكترونيك خودرو از جمله حسگرهاي متعدد دارند كه شامل مدارهاي يكپارچه اينديومي و گاليومي و نيز خازن هاي تانتاليومي است.

افزايش كاربرد آنتيموان در خودروسازي

با رشد تقاضا براي خودرو تقاضا براي فلز آنتيموان نيز افزايش يافت. مركز تحقيقات اكو استون گزارش كرده كه آنتيموان در پلاستيك هاي مصرفي در خودروها كاربرد دارد كه ضد شعله و ضد حريق است.
يك تحليگر ارشد مركز خدمات اطلاعاتي راكسيل در لندن مي گويد: 65 درصد آنتيموان اوليه ( و حدود نصف كل آنتيموان) براي خواص ضد حريق آن و ساير كاربردها مصرف مي شود. بدر معتقد است نوسانات تاريخي قيمت هاي آنتيموان ( اگر چه نسبتا در مدت 18 تا 24 ماه گذشته تغييري نداشته است) منتهي به بهينه سازي فرمولاسيون تركيب خاصي براي استفاده كمتر از آنتيموان شده است. آنتيموان در باطري هاي سربي اسيدي كه بيشترين درصد كاربرد آن نيز براي خودروها و ساير وسائط نقليه است، استفاده مي شود.

عصر آزمايش تنتالوم
به گفته پاتريك استراتون مدير شركت راسكيل در امريكاي شمالي با وجود اينكه كاربرد اصلي تنتالوم در خازن هاي مورد استفاده در ابزارهاي الكترونيكي بوده و نيز اينكه تمام ابزارهاي الكترونيكي داراي خازن هاي متعددي هستند روزهاي رونق تقاضا براي تنتالوم بسرآمده است. خازن هاي خاص اين فلز در صنايع هوافضا بسيار مهم است؛ اما به دليل هزينه بالاي تنتالوم و مشكلات عرضه آن دست اندركاران سعي دارند مصرف تنتالوم را بتدريج در صنعت كاهش دهند كه بخشي از آن در حال حاضر اتفاق افتاده است. بنابر اين استراتون مي گويد: در بهترين شرايط تقاضا براي تنتالوم در خازن ها بر اساس حجم خازن توليد شده رشد آرامي خواهد داشت. او اضافه مي كند سوپر آلياژها براي هوافضا و توربين هاي گازي زمينه هاي اصلي براي رشد مصرف تنتالوم هستند.
علاوه بر اين، استراتون با توجه به موجودي بالاي تنتالوم مي گويد: در سال 2013 تقاضاي جديد براي تنتالوم كاهش يافت و احتمالا امسال باز هم كاهش خواهد داشت؛ اگر چه با توجه به اينكه موجودي آن كاهش خواهد يافت اما در سال آينده شاهد افزايش تقاضاي دوباره براي آن خواهيم بود.

رنيوم آرام و يكنواخت پرواز مي كند
رابرت بي ليس مديرعامل شركت راسكيل مي گويد: همين ميزان موجودي براي رنيوم نيز وجود دارد كه به طور عمده در قسمت انتهايي داغ تيغه هاي توربين موتورهاي جت استفاده مي شود. در پايان دهه اخير حجم زيادي از اين عنصر خريداري شد كه قيمت هاي آن را افزايش دادو به موجودي رنيوم شركت ها افزوده شد. بي ليس اضافه مي كند: در يك يا دوسال گذشته بازار صنايع هوافضا شاهد اندكي ركود تقاضا براي سوپرآلياژهاي حاوي رنيوم بود. اگر چه ساخت سفارشات هواپيما بخصوص هواپيماهاي بازرگاني حدود هفت تا هشت سال است كه عقب افتاده و همچنان سفارشات زيادي هم در راه است، سيكل عرضه فوق العاده طولاني در صنعت هوافضا وجود دارد.
بي ليس اشاره مي كند: در سال هاي 2011 تا 2012 بود كه شركت ها خود را براي فاز كنوني ساخت مهيا مي كردند؛ اما تحليل گران مي گويند شرايط بسيار حساس است و مي تواند سريعا تغيير كند چون بازار رنيوم واقعا كوچك است و مصرف سالانه آن حدود 50 تا 60 تن بوده و تخمين زده مي شود ميزان موجودي انبارهاي اين فلز 9 ميليون تن باشد. اگر زماني اين موجودي مصرف شده و يا زماني كه تقاضا اندكي افزايش پيدا كند، بازار مي تواند با كمبود مواجه شود.
كارشناسان اضافه مي كنند: دو منبع جديد احتمالي تقاضا براي رنيوم وجود دارد يكي چين و ديگري روسيه است كه هر دو آنان علاقه مند به افزايش ناوگان صنايع هواپيماي داخلي خود هستند.
تحليلگران اضافه مي كنند كه سوپرآلياژهايي كه رنيوم در آن استفاده مي شود، علاوه بر مصرف در صنايع هوافضا، در صنعت شيشه سازي مانند خود پاكسازي( self – cleaning) ، كاهش تشعشات خيره كننده حتي صنايع برق كاربرد دارد كه زمينه وسيعي را براي رشد فلزات كمياب از جمله رنيوم ايجاد كرده است. همچنين رنيوم به عنوان كاتاليست اصلاح كننده در صنايع نفت و گاز طبيعي و براي توليد آهن رباهاي خاك هاي نادر خاصي استفاده مي شود.
در حال حاضر هر كيلوگرم اين فلز 3000 دلار است . قيمت هاي رنيوم رو به كاهش گذاشته است؛ اما تحليلگران معتقدند كه قيمت آن به كف قيمتي خود رسيده و بتدريج در بازار افزايش پيدا خواهد كرد. بي ليس مي گويد انتظار نمي رود كه امسال قيمت رنيوم بهبود قابل توجهي داشته باشد و بسته شدن اخير واحدهاي ذوب مس در قزاقستان كه محصول جانبي آن رنيوم است، نتوانست چندان تاثيري از خود برجاي بگذارد. به هر صورت احتمالا سال آينده اين روند بهبود پيدا كند بخصوص اگر در صنايع هوافضا بهبودي رخ دهد؛ مانند اينكه سفارشات بيشتر جت از طرف چين و روسيه افزايش يابد و يا اينكه به طور كل ميزان توليدات صنايع هوافضا رشد پيدا كند، اين اتفاق خواهد افتاد. قيمت رنيوم كاملا به سرنوشت معادن بزرگ مس در شيلي هم بستگي دارد كه به قول يك تحليلگر رو به كاهش گذاشته است. به طور كل بنظر نمي رسد كه بازار رنيوم در كوتاه مدت ( از نظر بي ليس) رونق پيدا كند.

بازار گاليوم درخشان مي شود
در حال حاضر بازار جهاني گاليوم با عرضه مازاد مواجه است و وضعيت بازار اينديوم نيز به همين صورت است و پيش بيني مي شود كه در مدت حدود پنج سال آينده رونق پيدا كند چون به طور كل همه لامپ ها به چراغ هاي LED تبديل مي شود. حتي اگر سالانه بين سال هاي 2014 و 2020 حدود 16درصد تقاضا براي چراغ هاي LED بر مبناي نيترور گاليوم افزايش پيدا كند، بازار گاليوم احتمالا باز هم با ظرفيت مازاد مواجه خواهد بود.
ديوهرست مشاور شركت راسكيل مي گويد: در حال حاضر مصرف نيترور گاليوم در صنعت لامپ سازي به 55 تن در سال رسيده است. درمقايسه اين رقم در سال هاي 2010 -2011 معادل 20-30 تن در سال بود چون در حال حاضر چراغ هاي LED آخرين دستاوردهاي فناوري در زمينه روشنايي منازل ، كاربردهاي معماري و تجاري محسوب مي شوند كه بتدريج لامپ هاي قديمي تنگستن ، هالوژني و حتي لامپ هاي مهتابي منسوخ مي شوند.
ديوهرست مي گويد: سريعترين رشد مصرف لامپ هاي LED در چين است كه چراغ هاي خياباني به لامپ هاي LED تبديل مي شوند.
تاكنون بزرگترين بازار مصرف براي لامپ هاي LED ژاپن بوده و همچنان ادامه خواهد داشت؛ گرچه سهم اين كشور از بازار جهاني آن به طور تخميني از 80 درصد در اواسط دهه 2000 به حدود 50 درصد در سال 2013 كاهش پيدا كرده است. با توجه به رشد صنايع اپتوالكترونيك ( تجهيزات الكترونيكي براي تامين منابع برق ، كشف و كنترل نور) و الكترونيكي در چين و نيز عرضه مازاد آن در چين ، راسكيل در آخرين گزارش خود تحت عنوان "گاليوم : چشم انداز و بازارهاي جهان صنعتي" آورده است كه اين احتمال وجود دارد كه چين در نهايت به بزرگترين مصرف كننده نيترور گاليوم تبديل شود.
راسكيل پيش بيني مي كند كه مصرف بازار جهاني با 40 درصد افزايش تا سال 2020 به حدود 422 تن و مصرف عمومي چراغ هاي آن از 18 درصد به 33 درصد كل تقاضا خواهد رسيد. ديوهرست مي گويد : استفاده از نيترور گاليوم براي نورپردازي از پشت صحنه ( backlighting) توسط چراغ هاي LED بسيار متداول تر از روشنايي عمومي آن است و به گونه اي است كه روند اين كاربرد از ابتداي دهه 2000 به سمت نيترور گاليوم در حركت بوده است. اما ابداعاتي در اين زمينه صورت پذيرفته كه بتازگي حدود 65 تن نيترور گاليوم در سال مصرف مي شود.
كونيگ با ارائه مثالي مي گويد: " ابروها" به طور فزاينده اي در زير چراغ هاي جلويي خودرو استفاده مي شوند. بزرگترين بازار براي گاليوم ( به شكل ارسيندگاليوم و نيز نيترور گاليوم) همواره در مدارات يكپارچه و ترانزيستورها براي مديريت برق الكترونيكي استفاده مي شود؛ اما پيش بيني مي شود كه ميزان اين مصرف از 50 درصد كل مصرف گاليوم در حال حاضر به 45 درصد تا سال 2020 كاهش پيدا كند. ارسيندگاليوم از نظر تاريخي بيشترين كاربرد آن به صورت تركيب گاليوم نيمه هادي بوده و بالاترين مصرف در آمپلي فايرهاي برق براي ابزار الكترونيكي را داشته و نيز ماده زيرلايه سريعتر، كارآمدتر از سيليكون براي تراشه هاي مدارات يكپارچه است. اما نيمه هادي هاي برقي نيترورگاليوم مي تواند در درجه حرارت ها ، سطوح برقي ، ولتاژ و فركانس هاي بالاتر از ارسيندگاليوم يا سيليكون عمل كند.

اينديوم
بااستفاده از اينديوم سيكل تركيبات مس، اينديوم، گاليوم، سلنيت ( CIGS ) به كمك ادغام در صنعت بويژه اينكه Hanergy چين چندين رقيب خود مانند سوليبرو، گلوبال سولار و مياسول را خريده و از حالت ركود خارج شده است.
تحليلگران پيش بيني مي كنند كه تقاضاي بالا براي CIGS و معاملات حاصله از آن منتج به افزايش چشمگير قيمت هاي آن در سال 2011 شده كه مانع رشد كاربرد ماده CIGS در صنايع خورشيدي شده است. اين بدين معني نيست كه تقاضا براي انرژي خورشيدي به اين دليل تحت تاثير قرار گرفته است. زيرا در شش تا هشت سال گذشته همواره تقاضا براي انرژي خورشيدي در سطح جهان رو به افزايش بوده كه البته ميزان اين تقاضا در مناطق مختلف متفاوت بوده است؛ به طوري كه بيشترين تقاضا را مواد سيليكوني پاسخگو بوده و CIGS فقط سه درصد بازار انرژي خورشيدي را در اين مرحله پوشش داده است.در ابتدا بيشترين تقاضا در اسپانيا و آلمان بود اما در حال حاضر امريكا، چين و ژاپن بيشترين تقاضا و كاربرد را دارند.
به طور كل پيش بيني مي شود كه رشد سالانه اينديوم 5 درصد باشد كه در ماه هاي ژانويه و فوريه تقاضا بالاتر بوده است چون مصرف كنندگان بدنبال پوشش دادن نيازهاي خود به اينديوم براي نيمه اول سال 2014 بوده اند كه موجب افزايش قيمت هاي آن از 670 دلار در هر كيلوگرم در پايان سال گذشته به 770 دلار در هر كيلوگرم شده است. در حال حاضر قيمت اينديوم 745 – 755 دلار در هر كيلوگرم است. دست اندركاران بازار نگران هستند كه با استمرار خريد بورس فلزات فانيا مي تواند قيمت ها را بالا ببرد. متاسفانه فانيا قيمت هاي فلزات توليد شده در چين را افزايش مي دهد كه در حال حاضر ميزان موجودي اين بورس 2485 تن اينديوم است. اين ميزان ذخيره بسيار بالايي است چون سالانه فقط 700 تن اينديوم در جهان توليد مي شود.

كبالت
تحليلگران پيش بيني مي كنند كه تقاضا براي كبالت احتمالا سالانه 5 – 6 درصد افزايش پيدا كند چون روند سهم بازار باطري هاي يون ليتومي در مقايسه با باطري هاي نيكل – كادميومي روبه افزايش است. اما تا چه حد كبالت از اين روند منتفع مي شود، نامشخص است. با توجه به نوسانات قيمت هاي كبالت باطري سازان مي خواهند ميزان مصرف كبالت در اين باطري ها را كم كنند. مطالعاتي در خصوص كاتدهاي برپايه نيكل انجام مي شود كه ميزان كبالت آن صفر است اما اين احتمال وجود ندارد كه بدون سوپرآلياژهاي بر مبناي كبالت كه به طور عمده در صنعت هوافضا استفاده مي شود، جايگزين ديگري وجود داشته باشد.