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我國氦氣95%靠進口,價格一直再漲

發表時間:2021-07-14 15:27

氦氣我國每年的需求量超過4000噸,但95%以上都依賴從美國、卡塔爾、澳大利亞等國進口,卡塔爾已經成為全球第二大氦氣生產國家,產量占據全球近30%。隨著中美競爭越發激烈,近年來我國也調整了氦氣進口來源——有60%以上的進口氦氣來自卡塔爾,而進口自美國的比例降至1/4左右。

氦氣,英文名為Helium,化學元素符號為He,是化學周期表的第2個元素,氦氣是種無色無味、不可燃的氣體。充滿氦氣的氣球之所以能飄在空中,是因為氦氣是除了氫氣以外密度最小的氣體,其密度遠小于空氣,空氣的密度為1.29千克/立方米,而氦氣的密度為0.1786千克/立方米。此外,氦氣也是一種惰性氣體,其化學性質不活潑,通常狀態下不與其他元素或化合物結合,幾乎沒有固態或者液態化合物形態,所以氦一般都是以單質氣體存在。

全球氦氣資源儲量約519億立方米,其中美國就存有206億立方米,占比40%左右;而卡塔爾存有101億立方米,俄羅斯存有68億立方米;中國則少的可憐,僅存有11億立方米,占比約2%。


由于具有低密度、化學性質不活潑、液氦零下268.9攝氏度的低沸點等物理性質,氦氣被廣泛應用于軍工、石化、制冷、醫療、半導體、管道檢漏、超導實驗、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產品生產等領域。


氦氣是戰略性極高的氣體資源,用于芯片制造、航空航天等領域。

芯片制造

制造芯片要用到單晶硅,而制作這種材料需要把高純多晶硅放在石英坩堝中加熱,溫度維持在1400度左右。這么高的溫度,如果沒有氦氣保護,就很容易發生化學反應。所以,芯片制造離不開氦氣。4月份就有韓國媒體報道稱,由于氦氣供不應求,用于制造半導體的氦氣價格1年內就暴漲了44%。

航空航天

航天飛機使用液態氫和液態氧作為燃料,但是它們仍然需要使用液氦來清理貯箱,由于在過低的溫度下,使用其它液體清理會凍結并堵塞管道,并且其它物質也可能與罐中殘留的氧氣發生反應并爆炸,但氦氣是惰性的,不會燃燒。

同時氦氣在以液氫為燃料的航天運載火箭發射工程中被廣泛應用于管路安全置換、火箭貯箱安全置換和飛行過程中火箭貯箱的增壓補氣及部分低溫部件的安全吹除。

醫療領域

作為磁共振和核磁共振超導磁體的理想冷凍氣體,氦氣可實現零下232攝氏度的深冷溫度,可有效獲取內臟器官和組織的高分辨率圖像;氦氖激光中的氣體介質由氖氣和高純氦氣組成,可以用來進行外科手術治療弱視,也能用來活化血管進行保健。

圖片

氦氣無法通過人工制備獲得,氦氣在空氣中的含量非常低,只有約0.000524%,從空氣中提取氦氣,成本可能比等體積的黃金還要貴,不具備工業提取價值。目前工業提取的氦氣,主要以含有氦的天然氣作為原料,反復進行液化分餾,然后利用活性炭進行吸附提純,最終得到純氦,但成本高、產量少,遠遠滿足不了國內對氦氣的需求。此外,空分法和氫液化法也是常用的提取純氦氣的方法,這兩種提取方法都能得到99.99%的純氦氣。

氦氣開發需要以開放平臺廣泛吸納國內外相關科研院所及企業單位,深化氦氣勘探開發技術研究。


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