砂产业是指利用沙漠原沙、石英砂等矿物原料,对沙子进行物理、化学和生物处理后,实现工业化应用的战略性新兴产业,它是绿色可循环的生态产业。
20世纪80年代初,中国科学家钱学森提出了“沙产业”的重要论述,被有关方面称为“第六次产业革命”。通过自主创新,中国原创性发明了300项完全拥有自主知识产权的科研成果并转化为生产力,开创出以用沙为标志的新兴产业——砂产业。砂产业已经在生态建筑、家居、节水农业、沙漠和盐碱地治理、精确铸造、油气增产、雨水利用、污水处理等领域得到了应用,并取得了良好的效果。例如把沙漠中的风积沙加工成新型精密铸造材料——覆膜砂以及加工成“透油不透水”的压裂支撑剂——选择性孚盛砂。砂产业的产业技术路径包括硅砂提纯、数字化生产装备研发及固废资源化利用等。
砂产业从材料的选用,到产品的生产及应用都体现出节能、环保、生态的特征,对国民经济发展具有重大影响力,占据重要战略地位。中华人民共和国国家发展和改革委员会《战略性新兴产业分类(2018)》中,机制砂被列入中国战略新兴产业的重点产品服务,并入选《工业战略性新兴产业分类目录(2023)》。
历史沿革
20世纪80年代初,中国科学家钱学森提出了“沙产业”的重要论述,构想在沙漠戈壁以技术进步为依托,发展农林生产,形成知识密集、技术密集、高效能的产业体系,被有关方面称为“第六次产业革命”。
在沙产业构想的启发下,通过自主创新,中国原创性发明300项完全拥有自主知识产权的科研成果并转化为生产力,开创出以用沙为标志的新兴产业——“砂产业”。
核心技术
砂产业中的硅砂提纯技术实现纯度99.6%,中国建材通辽公司采用无氟浮选工艺建成30万吨超白砂产线。数字化机制砂装备符合GB/T40416-2021标准,集成数字孪生技术提升生产效率。武汉格睿特科技有限公司与农业农村部农业废弃物肥料化重点实验室(湖北省农业科学院植保土肥研究所)联合攻关,利用谷壳制备高纯石英砂,产品纯度达到99.99%(4N)以上,为谷壳高值化利用开辟了一条新道路。
应用领域
砂产业已经在生态建筑、家居、节水农业、沙漠和盐碱地治理、精确铸造、油气增产、雨水利用、污水处理等领域得到了应用,并取得了良好的效果。例如:把沙漠中的风积沙加工成新型精密铸造材料——覆膜砂,90%以上的中国国产化汽车发动机铸件,均采用此砂。把沙漠中的风积沙加工成“透油不透水”的新型压裂支撑剂——选择性孚盛砂。经大庆市、吉林市、长庆、胜利等多家油田数千口油井的应用,至少增油15%,一般增油100%,高的可达300%,被石油界专家称为“石油支撑剂领域的一场革命”。
把沙漠中的风积沙加工成新型生态透水与防水材料,系统集成创新形成雨水利用系统,由传统的“点式”排水变成“收集、蓄用、渗补、排放”于一体的生态雨水利用系统,经受住了2012年北京“7.21”特大暴雨考验。把沙漠中的风积沙加工成生态节水、保水材料,生态透气防渗砂、生态防蒸发砂等,为沙漠变绿洲提供了系统解决方案。在内蒙古自治区、宁夏回族自治区、新疆、甘肃省等地近万亩沙漠种植试验,成活率高达97%,节水75%。把沙漠中的风积沙加工成生态建筑材料,生态硅砂墙体内、外挂板,生泰膨化保温砂等,替代粘土砖,集成创新形成硅砂生态建筑,集装饰、结构、保温、防火、抗震于一体,冬暖夏凉,实现住宅工业化,还可替代木材制造生态家具等。把沙漠中的风积沙加工成透气不渗水能呼吸的生态保水产品,为沙漠变粮田与现代都市高效节水农业,提供了系统解决方案。经过数百个沙漠设施大棚,对比试验种植节水70%,增产45%。把沙漠中风积沙加工成“砂雕”和替代纸浆的“砂宣”纸。砂雕应用于城市景观小品中,砂宣写字画画已应用于文化建设中。
硅砂主要用来制造环保覆膜砂、石油压裂砂、超白砂、铸造砂、玻璃砂和绿色建材等。高纯石英砂是光伏、光纤及芯片生产中重要的基础原材料。
标准规范
2014年12月24日,行业标准《机制砂石生产技术规程》发布,由中国建筑材料联合会归口上报,主管部门为中国建筑材料联合会。
2018年10月,自然资源部发布《砂石行业绿色矿山建设规范》,使砂石行业的绿色矿山建设有了标准依据。随后,河南省发布了中国砂石行业首个省级绿色矿山建设系列地方标准。截至2019年,海南省、广东省、江西省、湖南省、安徽、河南、湖北、陕西省、四川省等11个省份20多个地区已实行或准备实行砂石资源国有化统一管理。
2021年8月20日,国家标准《砂石骨料生产成套装备技术要求》发布,由TC465(全国建材装备标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会。
相关政策
中华人民共和国国家发展和改革委员会《战略性新兴产业分类(2018)》中,机制砂、砂石尾矿再利用等被列入中国战略新兴产业的重点产品服务。《工业战略性新兴产业分类目录(2023)》中,机制砂和数字化机制砂石生产成套装备、制备再生骨料的强化利用装置等多个重点产品和服务入选。2023年4月10日,自然资源部发布《自然资源部关于规范和完善砂石开采管理的通知》,从科学规划开发布局、合理有序投放采矿权、积极落实“净矿”出让、严格工程建设项目动用砂石的管理、规范矿山开采产生的砂石料管理、积极推进绿色矿山建设、加强监管和执法等几个方面提出了要求。工信部已将高纯石英砂列入《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》清单,指导推动相关技术研发及产业化。2025年4月,中国自然资源部将高纯石英砂确定为战略性矿产。
产业发展
发展现状
随着中国天然砂、河砂等资源的枯竭和政府对开采管控力度加大,机制砂替代天然砂、河砂成为混凝土生产必不可少的原料。早在20世纪60年代,水利人员在贵州省开展研究机制砂,并成功把机制砂混凝土用于水电站建设。经过50多年的研究,机制砂技术日渐成熟,机制砂混凝土工程应用不断扩大,中国已成为世界最大的机制砂石生产国和消费国,年产量高达200亿吨,占全世界的50%。中国机制砂石生产正逐步由简单分散的人工或半机械的作坊逐步转变为标准化规模化的工厂。
高纯石英砂是光伏、光纤及芯片生产中重要的基础原材料,主要从高品质石英矿中提取。由于高品质石英矿为稀缺性矿产资源,主要存在于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、印度等国家,截至2024年12月,中国每年需要进口300余万吨高品质石英矿,制约了中国光伏、光纤及芯片等战略新兴产业自主发展。
区域发展实践
产自科左后旗的原砂将经过分级沉砂、浮选、提纯等工艺流程,最终成为优质光伏砂。通辽市科左后旗围绕环保覆膜砂、石油压裂砂、超白砂、铸造砂、绿色建材方向,延伸硅砂新材料全产业链条,提高产品附加值,做大做强硅砂产业,带动工业经济转型升级。科左后旗拥有丰富、优质的硅砂资源,远景储量高达350亿吨,占全区硅砂资源储量的50%,居中国旗县首位。科左后旗先后引进长江造型、福耀玻璃等大型吃沙用沙企业,严格落实生态环保要求,不断推动硅砂产业向智能化、高端化、绿色化发展。其中长江造型材料(集团)科尔沁左翼后旗有限公司是集硅砂采选、深加工、销售为一体的专业性高新技术企业,截至2023年,公司累计建设2条年产50万吨自动化擦洗砂生产线、4条年产25万吨烘干砂生产线、4条年产20万吨焙烧砂生产线、4条德国覆膜砂生产线。
截至2022年,青川县完成石英砂资源普查,探明储量10亿吨。青川县将石英砂资源富集优势转变为产业发展优势,把石英砂产业确定为青川经济开发区主导产业,招引光伏玻璃等6个深加工项目。
2025年4月10日,重庆市地质矿产勘查开发局举行优质石英砂岩高效分选技术探索与创新培训会,邀请行业专家聚焦高纯石英砂矿石评价、工艺矿物学研究、包裹体分析及提纯技术等关键问题进行探讨。高纯石英作为半导体、光伏新能源、光通讯等战略性新兴产业的关键基础材料,其地位日益凸显,需求也持续攀升。重庆及周边云贵川地区的石英砂岩普遍存在“三高两难”的特征:铁铝杂质含量较高、微细粒级占比较高、包裹体密度高,这些特性导致了高效分选难和深度提纯难。针对这些技术瓶颈,急需在基础理论研究和应用技术创新上实现更大突破。
赣州市机制砂发展规划(2020-2025)提出建设固废制砂产业集群,建筑废弃物利用率提升至40%。据不完全统计,截至2019年底,赣州市现有各类建筑用石料有效采矿权134个,矿山保有储量超过6亿吨,各类尾矿、废石资源存量巨大,仅赣南钨矿2开采产生的废石累计堆放量就已超过1亿吨。规划到2030年,,赣州市境内建设用砂市场基本实现供需平衡、价格稳定的局面。在机制砂核心产区周边区域发展机制砂下游应用产业构建机制砂优势产业集群。
价值意义
砂产业及其系列砂技术产品,主要是以沙漠中的沙子作为原料,通过创新,转化为对人类有益的技术和产品。其“低投入、高产出,低消耗、少排放,能循环、可持续”不仅符合低碳经济发展需要,而且满足建设生态文明要求。“砂产品”都是生态的、环保的、绿色的自主创新产品。并且经济效益、社会效益、生态效益都收到了良好的效果,同时发展潜力巨大。从战略地位看,砂产业具有国际视野和战略思维。砂产业其产品坚持高端、高效、高辐射的产业发展方向,能带动产业持续升级和竞争力提升,具有国际领先优势。根据战略性新兴产业的特征,立足中国国情和科技、产业基础,砂产业从材料的选用,到产品的生产及应用都体现出节能、环保、生态的特征,对国民经济发展具有重大影响力,占据重要战略地位。
参考资料 >
砂产业初步形成 沙漠有望变害为宝.生态中国网.2025-10-15
特写|向“新”向“绿”推动工业转型升级.微信公众平台.2025-10-18
湖北科研团队谷壳制备高纯石英砂技术取得重大突破.腾讯网.2025-10-26
重磅消息 | “机制砂”入选国家工业战略性新兴产业重点产品和服务!.微信公众平台.2025-10-26
通辽市科左后旗:一粒砂的蜕变之路.微信公众平台.2025-10-17
机制砂石生产技术规程.全国标准信息公共服务平台.2025-11-01
绿色发展,砂石行业转型升级的跳板.中华人民共和国自然资源部.2025-10-18
砂石骨料生产成套装备技术要求.全国标准信息公共服务平台.2025-11-01
名 称 自然资源部关于规范和完善砂石开采管理的通知.中国自然资源部信息公开目录.2025-10-18
自然资源部有关司局负责同志就《新发现矿种公告》答记者问.中国地质调查局.2025-10-26
关于印发《赣州市机制砂产业发展规划(2020-2025年)》的通知.兴国县人民政府.2025-10-18
青川县加快推动石英砂产业提档升级.微信公众平台.2025-10-18
视频|共探石英砂产业高质量发展 重庆举行这场培训会.百家号.2025-10-18