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石榴石砂行業(yè)市場狀況分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 金紅股份    2024-02-26

1、石榴石砂行業(yè)整體發(fā)展情況

石榴石砂是由石榴子石原礦加工而成的天然磨料。石榴子石最初用來生產(chǎn)半珍貴寶石，生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量均較為有限，發(fā)展也十分緩慢。自十八世紀中葉到十九世紀中葉，世界產(chǎn)業(yè)革命推動經(jīng)濟競爭加劇和科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們開始利用石榴子石的硬度特點制作磨料，這一新的用途出現(xiàn)使石榴子石的生產(chǎn)由零星、分散、小量變?yōu)榧小⑴可a(chǎn)而進入一個新的階段。隨著產(chǎn)品質(zhì)量和工藝技術(shù)的不斷提升，石榴子石的工業(yè)價值逐漸凸顯。

20 世紀 90 年代，超高壓水射流切割系統(tǒng)逐步商業(yè)化，使得作為優(yōu)質(zhì)水刀砂的石榴子石市場以每年大約 20%的增速迅速擴張。21 世紀以來，受益于全球經(jīng)濟快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、高端制造產(chǎn)業(yè)迅速鋪開，石榴子石行業(yè)進入快速發(fā)展時期，以運輸機械、軍工部門和尖端工業(yè)領(lǐng)域為代表的石榴子石下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高速發(fā)展。

石榴石砂可用于航天器、飛機制造等切割和拋光作業(yè)，以及艦船、油氣服務(wù)等切割和噴砂除銹作業(yè)，其在噴砂除銹、拋光研磨等領(lǐng)域的應(yīng)用價值被廣泛認可。

此外，隨著環(huán)保壓力與經(jīng)濟發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，石榴石砂以其兼具節(jié)能環(huán)保和成本經(jīng)濟的優(yōu)勢，在替代人造磨料方面有著巨大市場潛力。我國磨具磨料市場規(guī)模超兩千億，目前以人造磨料為主。近年來，人造磨料在各類原材料價格高位徘徊、電費逐漸上升、“碳中和”等國家政策導(dǎo)向等多重因素影響下，高能耗、高污染的落后產(chǎn)能正被逐步淘汰，石榴石砂等可替代人工磨料的優(yōu)質(zhì)天然磨料將持續(xù)提升市場份額。

2、石榴子石儲量及分布情況

①全球儲量情況

世界上石榴子石資源豐富，因主要成因不同，在自然界中廣泛分布于各種地質(zhì)作用中。例如，鎂鋁榴石主要產(chǎn)于金伯利巖及地幔巖包體和玄武巖中，鐵鋁榴石主要產(chǎn)于區(qū)域變質(zhì)的片巖、角閃巖、片麻巖、榴輝巖、麻粒巖及其砂礦中。

全球范圍內(nèi)來看，大型石榴子石礦床主要存在于澳大利亞、加拿大、中國、印度和南非等國家。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）《礦產(chǎn)品概要（2023）》，2022 年美國查明的石榴子石儲量約為 500萬噸，印度查明石榴子石總儲量約為 1,300 萬噸。由于石榴子石多為伴生礦石，通常較少作為主礦石進行研究和開發(fā)，儲量核實具有一定的局限性。

②國內(nèi)儲量情況

我國主產(chǎn)鐵鋁榴石，石榴子石礦床主要分布于河北、山西、江蘇、四川等地。根據(jù)自然資源部資料，截止 2015 年底，我國石榴子石礦物保有查明資源儲量為 38,766.52 萬噸。

3、石榴子石生產(chǎn)情況

從生產(chǎn)地區(qū)來看，澳大利亞、中國、南非、印度和美國是世界上石榴子石主要生產(chǎn)國家，澳大利亞和中國的石榴子石產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的一半以上，是主要的石榴子石出口國。

2010 年至 2015 年，全球石榴子石產(chǎn)量較為平穩(wěn)，2017 年，因澳大利亞關(guān)閉礦山、印度打擊非

法采礦和港口限制造成全球石榴子石產(chǎn)量降低。我國石榴子石行業(yè)在經(jīng)歷 2016 年中央環(huán)保督察和安全生產(chǎn)巡查后，大量小型加工廠被關(guān)停整改，私挖亂采、小作坊生產(chǎn)現(xiàn)象得到進一步遏制，導(dǎo)致市場供給大幅下降。隨著行業(yè)規(guī)范性提升，行業(yè)向規(guī)?；⒓s化發(fā)展，我國石榴子石產(chǎn)量逐步增加，成為石榴子石的主要生產(chǎn)國。

4、石榴子石需求情況

放眼全球市場，石榴子石除在運輸機械、軍工部門和尖端工業(yè)等領(lǐng)域作為良好的研磨介質(zhì)材料和水射流切割介質(zhì)使用外，在水過濾處理、油氣服務(wù)等多個領(lǐng)域和場景也均有應(yīng)用。目前國內(nèi)石榴子石產(chǎn)品的下游主要應(yīng)用于水射流切割、表面處理和磨具生產(chǎn)等領(lǐng)域，其他領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于市場開拓期?？傮w而言，我國石榴子石產(chǎn)品的需求存在較大的成長空間，具體如下：

①廣闊的應(yīng)用前景推動國內(nèi)需求持續(xù)走高

從國內(nèi)需求來看，一方面隨著數(shù)字工業(yè)和智能制造的深入推進，水射流切割的自動化和智能化水平不斷提升，加之其具有通用性強、冷態(tài)切割不改變材料物理狀態(tài)、切縫小、清潔環(huán)保、切割面整齊平滑等優(yōu)勢，未來將得到進一步廣泛的應(yīng)用，作為水射流切割主要耗材的石榴石砂需求也將持續(xù)增長。

另一方面，參考全球磨料磨具行業(yè)的發(fā)展趨勢，隨著國家對環(huán)保要求的日益提升，石榴石砂等硬度較高的天然磨料以其環(huán)保的特性將在表面處理和磨具生產(chǎn)等領(lǐng)域逐步替代石英砂及棕剛玉砂等人造磨料，市場滲透率正在不斷提升。表面處理和磨具生產(chǎn)的市場空間較大，預(yù)期將帶動石榴石砂的國內(nèi)需求快速增長。

②出口仍有較大增長空間

石榴子石原礦根據(jù)成因可分為巖礦和海濱砂礦。我國石榴子石原礦主要為巖礦，具有開采選礦難度大、有效礦物含量低等固有特點，砂礦則由于海水沖刷，多為天然單晶體，粒度圓潤飽滿、無需破碎、磨礦等人工解離環(huán)節(jié)。

因此，長久以來，海外市場的供給主要來自印度、南非和澳大利亞等盛產(chǎn)石榴子石砂礦的國家，我國利用巖礦生產(chǎn)的石榴石砂走向國際市場面臨品質(zhì)和成本的雙重壓力。但隨著我國企業(yè)持續(xù)的研發(fā)投入，石榴石砂生產(chǎn)技術(shù)不斷提升，國內(nèi)石榴石砂在產(chǎn)品性能上與國外同類產(chǎn)品相比差距逐步縮小，性價比優(yōu)勢逐漸凸顯。

在水射流切割應(yīng)用場景下，由于巖礦石榴子石棱角分明、比重大、硬度高，相較砂礦具有切削效率高、使用成本低等優(yōu)勢，在海外市場我國石榴石砂產(chǎn)品已經(jīng)率先進入水射流切割領(lǐng)域，并持續(xù)提升市場占有率。

此外，天然氣和石油工業(yè)也是主要的石榴子石消費行業(yè)，石榴石砂通常用于石油管道表面處理，也可用于作為油氣開采用壓裂支撐劑。因此在海外市場，尤其是俄羅斯、中東等化石能源豐富的國家，石榴石砂存在較大的市場空間。

隨著我國石榴子石加工行業(yè)逐步向規(guī)?；鸵?guī)范化發(fā)展，我國企業(yè)逐漸進入海外下游行業(yè)的供應(yīng)體系，預(yù)計未來石榴石砂外銷市場仍具有較大的增長空間。

5、下游領(lǐng)域應(yīng)用情況

石榴石砂作為天然磨料，兼具環(huán)保屬性和良好的使用性能。相比石英砂等傳統(tǒng)磨料，石榴石砂不含游離硅或放射性元素，使用后無需二次處理；同時，石榴石砂可部分替代棕剛玉等高耗能人造磨料，屬于硬度較高的天然磨料。

基于上述優(yōu)勢，石榴石砂成為水射流切割領(lǐng)域的主流磨料選擇，并在表面處理領(lǐng)域占據(jù)重要地位。未來，石榴石砂在替代傳統(tǒng)磨料進行磨具生產(chǎn)、環(huán)保水處理等應(yīng)用領(lǐng)域仍有較大的開拓空間。

①水射流切割行業(yè)

A. 水射流切割行業(yè)概況

水射流切割，俗稱水刀切割，是一門興起于 20 世紀 90 年代的新型切割技術(shù)，具有冷態(tài)切割及對材料無選擇性的特點，即對軟、硬、韌、脆、金屬或非金屬均可切割加工，且不產(chǎn)生熱應(yīng)區(qū)，無火花與粉塵。因此，水射流切割技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)從普通石材的切割，擴展到工業(yè)非金屬材料、復(fù)合材料、超硬耐磨材料、貴金屬材料等特種材料的切割應(yīng)用。

B. 水射流切割行業(yè)市場狀況

水射流切割市場的主要工具為水刀切割機，以磨料為主要耗材，其中，石榴石砂是磨料的重要組成部分。根據(jù)中國玻璃網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，隨著汽車行業(yè)以及其他行業(yè)對精切割操作中嚴格公差的要求增加，水射流切割機的需求將得到提振，預(yù)計到 2030 年底水刀切割機市場將達到 26 億美元，2020-2030 年復(fù)合年增長率將達 7.80%。

C. 水射流切割行業(yè)市場前景廣闊

由于水射流能夠切割具有高精度和特殊表面光潔度的微小零件，微水刀切割技術(shù)成為未來的發(fā)展趨勢，對磨料的精細度要求更高。隨著切割精密度的提升，水射流切割在高端制造領(lǐng)域、運輸機械、軍工部門和尖端工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒂休^大的應(yīng)用前景，對水刀切割機的需求將大規(guī)模增長，高品質(zhì)水刀砂磨料市場也將持續(xù)向好。

②表面處理行業(yè)

A. 表面處理行業(yè)基本情況

表面處理是去除物體表面因受到物理、化學(xué)或生物的作用而形成的污染層或覆蓋層等污垢，使其恢復(fù)原表面狀況的過程。按照清洗方法，通?？煞譃槲锢砬逑春突瘜W(xué)清洗。物理清洗主要通過噴氣機、噴砂機、高壓冷水、熱水清洗機等高壓清洗設(shè)備實現(xiàn)，與其他清洗方法相比，具有高效、節(jié)水、節(jié)能、無污染、無腐蝕、節(jié)省勞動力投入等優(yōu)勢，近年來逐漸替代了人工清洗和化學(xué)清洗等傳統(tǒng)的清洗方式。

噴砂表面處理作為物理清洗的一個重要分支，采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴磨材料高速噴射到需處理工件表面，使工件表面的外表或形狀發(fā)生變化。由于磨料對工件表面的沖擊和切削作用，使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，使工件表面的機械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲勞性，增加了它和涂層之間的附著力，延長了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和裝飾。

傳統(tǒng)噴砂表面處理一般采用銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海砂等噴料進行干噴砂作業(yè)，傳統(tǒng)噴料含有游離硅，對周邊環(huán)境污染極大，噴砂工人塵肺患病率居高不下。石榴石砂作為一種高效經(jīng)濟環(huán)保型表面處理噴砂材料，不含游離硅，符合歐美和世界衛(wèi)生組織相關(guān)標準的規(guī)定。在國家政策引導(dǎo)和公眾環(huán)保意識提高的背景下，石榴石砂替代傳統(tǒng)磨料已經(jīng)成為大勢所趨。

石榴石砂是一種新型環(huán)保的表面處理噴磨材料，與其他傳統(tǒng)磨料相比，具有高效、環(huán)保、安全等優(yōu)點。

B. 行業(yè)市場規(guī)模與發(fā)展前景

根據(jù)國際投資咨詢機構(gòu) Markets and markets 數(shù)據(jù)，2019 年，全球工業(yè)清洗市場規(guī)模為 468 億美元，預(yù)測到 2024 年達到 582 億美元左右，年復(fù)合增長率為 4.5%。全球工業(yè)清洗需求市場主要集中在亞太市場，2019 年，亞太地區(qū)工業(yè)清洗需求市場占全球的35%，份額仍在不斷增加，并以中國市場為主導(dǎo)。

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)，近幾年，我國工業(yè)清洗行業(yè)保持良好發(fā)展態(tài)勢，2019 年行業(yè)規(guī)模已達 853.7 億元，近五年年均復(fù)合增長率為 6.39%。隨著中國制造產(chǎn)業(yè)升級的逐步實施以及中國本土企業(yè)在中高端制造業(yè)不斷取得突破，中國工業(yè)清洗市場還將取得跨越式發(fā)展。

③磨具生產(chǎn)行業(yè)

磨具是在加工工序中起到磨削、研磨、拋光工作的加工工具，被稱為“工業(yè)的牙齒”，通常有結(jié)合劑將磨粒粘接而成。

A. 全球磨具行業(yè)基本情況

根據(jù) Industry Research 數(shù)據(jù)，2019 年全球磨具市場規(guī)模為 415.4 億美元，預(yù)計 2030 年市場規(guī)模可達到 848.4 億美元，復(fù)合增速為 6.71%。在建筑和制造業(yè)的發(fā)展下，全球磨具市場仍將保持較快增長。國際上通常將磨具市場按照固結(jié)磨具、涂附磨具和其他磨具進行市場劃分。固結(jié)磨具是用磨料與結(jié)合劑制成的具有一定形狀和一定磨削能力的工具，是一種傳統(tǒng)磨具，常見的固結(jié)磨具如砂輪、切割片、磨頭、油石等。

2020 年全球固結(jié)磨具占總市場規(guī)模比例為 43%，是磨具市場中占比最大的一類。涂附磨具是用粘結(jié)劑將磨料粘接在布、紙等可撓性材料上而制成的可以進行研磨和拋光的工具，如砂卷、砂頁、砂帶等。涂附磨具使用極其廣泛，在工業(yè)發(fā)達國家，涂附磨具的產(chǎn)值占磨具總產(chǎn)值比例在 40%左右，未來將會有較大的增速。

亞太地區(qū)是目前全球最大的磨具市場，未來仍將引領(lǐng)全球市場。grand view research 數(shù)據(jù)顯示，

2020 年亞太地區(qū)磨具行業(yè)收入占全球總額的比例為 54%，未來 8 年亞洲地區(qū)將仍保持全球最快的復(fù)合增長率，主要驅(qū)動力包括亞洲地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、制造業(yè)投資增長以及電動汽車的大量生產(chǎn)。

B. 我國磨具市場情況

a. 固結(jié)磨具

2015-2019 年，我國固結(jié)磨具年產(chǎn)量穩(wěn)定，保持在 70-80 萬噸/年左右。從進出口情況來看，出口產(chǎn)量約為 25 萬噸，占總產(chǎn)量的 31%-36%，出口單價約 0.26 萬美元/噸；進口量在 1 萬噸左右，進

口單價約為 1.86 萬美元/噸，且呈現(xiàn)上漲趨勢。從需求情況來看，我國每年消耗的磨具中，97.8%為國產(chǎn)中低端產(chǎn)品，0.3%為國產(chǎn)高端產(chǎn)品，1.9%為進口磨具產(chǎn)品。我國 80%的高端磨具需依賴進口，高端磨具需求還有較大的提升空間。

b. 涂附磨具

隨著全球和中國經(jīng)濟與科技的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)制造產(chǎn)值得以迅速增加，帶動高檔精密涂附磨具市場需求的快速增長。根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會涂附磨具分會數(shù)據(jù)，2021 年行業(yè)產(chǎn)值規(guī)模達近年來最高值 68.74 億元，同比增長 18.20%，涂附磨具產(chǎn)量達 5.4 億平方米，同比增長 15.60%。

從行業(yè)進出口貿(mào)易情況來看，我國涂附磨具主要以出口為主，出口規(guī)模遠大于進口規(guī)模。2022 年我國涂附磨具出口金額為 6.57 億美元，同比增加 0.90%；進口金額為 2.10 億美元，同比下降 6.30%。未來還需要本土企業(yè)進一步提高產(chǎn)品磨削性能、提升產(chǎn)品附加值，通過研發(fā)高端產(chǎn)品以刺激行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

④環(huán)保水處理市場

石榴石砂在水過濾領(lǐng)域的應(yīng)用自 20 世紀 80 年代興起，也是目前石榴子石在非磨料領(lǐng)域中應(yīng)用最大的一項。石榴石濾料具有熔點高、比重大、耐酸、耐磨、強度高、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點，可用作化工、石油、制藥等領(lǐng)域水處理過濾介質(zhì)，用作過濾的石榴子石粒級一般在 0.25-5.0mm 范圍內(nèi)。

⑤油氣壓裂支撐劑市場

油氣壓裂支撐劑產(chǎn)品廣泛使用于石油天然氣開采作業(yè)中，是使地層深處巖石裂隙保持裂開狀態(tài)以保證石油開采順利進行的支撐物。支撐劑是油氣井初期投資成本的重要部分，用來提高油氣層的滲透能力，增加油氣產(chǎn)量，且決定著油氣井的經(jīng)濟壽命。

石榴石砂具有硬度高、耐腐蝕性強、成本經(jīng)濟的優(yōu)勢，在海外市場已作為油氣開采用壓裂支撐劑進行應(yīng)用。隨著油氣井深度逐年增加，在歐洲和亞洲其他地區(qū)，尤其是俄羅斯、中東等能源豐富的國家仍存在巨大的消費缺口。