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稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析(項(xiàng)目報(bào)告)

網(wǎng)址:www.ablewa.com 來(lái)源:資金申請(qǐng)報(bào)告范文發(fā)布時(shí)間:2018-09-05 09:45:16

第一節(jié) 稀土產(chǎn)業(yè)范圍及其在產(chǎn)業(yè)鏈中位置

稀土產(chǎn)業(yè)范圍包括:稀土精礦的分解、稀土元素的分離和稀土金屬的制備。

稀土精礦中的稀土,一般呈難溶于水的碳酸鹽、氟化物、磷酸鹽、氧化物或硅酸鹽等形態(tài)。必須通過(guò)各種化學(xué)變化將稀土轉(zhuǎn)化為溶于水或無(wú)機(jī)酸的化合物,經(jīng)過(guò)溶解、分離、凈化、濃縮或灼燒等工序,制成各種混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作為產(chǎn)品或分離單一稀土的原料,這樣的過(guò)程稱為稀土精礦分解也稱為前處理。分解稀土精礦有很多方法,總的來(lái)說(shuō)可分為三類,即酸法、堿法和氯化分解。酸法分解又分為鹽酸分解、硫酸分解和氫氟酸分解法等。堿法分解又分為氫氧化鈉分解或氫氧化鈉熔融或蘇打焙燒法等。一般根據(jù)精礦的類型、品位特點(diǎn)、產(chǎn)品方案、便于非稀土元素的回收與綜合利用、利于勞動(dòng)衛(wèi)生與環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)合理等原則選擇適宜的工藝流程。

由稀土精礦分解后所得到的混合稀土化合物中,分離提取出單一純稀土元素,在化學(xué)工藝上是比較復(fù)雜和困難的。其主要原因有二個(gè),一是鑭系元素之間的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)十分相似,多數(shù)稀土離子半徑居于相鄰兩元素之間,非常相近,在水溶液中都是穩(wěn)定的三價(jià)態(tài)。稀土離子與水的親和力大,因受水合物的保護(hù),其化學(xué)性質(zhì)非常相似,分離提純極為困難。二是稀土精礦分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的雜質(zhì)元素較多(如鈾、釷、鈮、鉭、鈦、鋯、鐵、鈣、硅、氟、磷等)。因此,在分離稀土元素的工藝流程中,不但要考慮這十幾個(gè)化學(xué)性質(zhì)極其相近的稀土元素之間的分離,而且還必須考慮稀土元素同伴生的雜質(zhì)元素之間的分離?,F(xiàn)在稀土生產(chǎn)中采用的分離方法(濕法生產(chǎn)工藝)有:(1)分步法(分級(jí)結(jié)晶法、分級(jí)沉淀法和氧化還原法);(2)離子交換法;(3)溶劑萃取法。

稀土工藝生產(chǎn)流程圖

 

第二節(jié) 稀土產(chǎn)業(yè)總狀

一、稀土產(chǎn)業(yè)規(guī)模

我國(guó)稀土工業(yè)經(jīng)過(guò)40余年的努力,生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。目前礦產(chǎn)品年產(chǎn)能力超過(guò)10萬(wàn)噸,年產(chǎn)量超過(guò)85000噸,冶煉加工年處理能力超過(guò)14萬(wàn)噸,年產(chǎn)商品量超過(guò)75000噸,產(chǎn)品產(chǎn)量和供應(yīng)量達(dá)到世界總量的80-90%。其中高純產(chǎn)品與總商品量之比超過(guò)65%,實(shí)現(xiàn)了合理結(jié)構(gòu)。1986年中國(guó)稀土的總商品量達(dá)到11860噸,第一次超過(guò)了一直處于世界第一的美國(guó),躍居世界第一。1988年,中國(guó)稀土礦產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到29640噸,超過(guò)美國(guó)1984年達(dá)到的歷史最高年產(chǎn)量,中國(guó)成為名副其實(shí)的世界第一稀土生產(chǎn)國(guó)。2002年中國(guó)稀土商品量達(dá)到近75000噸,礦產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到88400噸,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善,高純、高附加值的單一稀土化合物和金屬產(chǎn)量達(dá)到45000噸。上世紀(jì)90年代以來(lái),中國(guó)稀土產(chǎn)品開始并迅速向永磁、熒光等材料方面發(fā)展。2002年我國(guó)稀土永磁材料的產(chǎn)量已達(dá)10200噸(燒結(jié)磁體9000噸,黏結(jié)磁體1000噸,釤鈷磁體200噸),成為世界最大稀土永磁材料生產(chǎn)大國(guó)。隨著中國(guó)成為世界最大電視生產(chǎn)國(guó),中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入彩電熒光材料生產(chǎn)領(lǐng)域,生產(chǎn)量已達(dá)1500噸。稀土燈用熒光粉的產(chǎn)量超過(guò)1000噸(約1100噸),目前中國(guó)稀土熒光材料總生產(chǎn)量已超過(guò)2500噸。

二、稀土產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展和結(jié)構(gòu)調(diào)整,根據(jù)資源和市場(chǎng)走向,基本形成了北、南兩大生產(chǎn)體系。

北方以包鋼稀土集團(tuán)和甘肅稀土公司為軸心,構(gòu)成了以包頭稀土資源為主、四川資源為輔的輕稀土生產(chǎn)體系。主要產(chǎn)品有稀土精礦、稀土硅鐵合金、混合稀土化合物、富集物、混合金屬,各種單一稀土化合物和金屬,以及拋光粉、永磁體、貯氫合金等外延產(chǎn)品。北京、包頭、天津和山西等地還建成了較大規(guī)模生產(chǎn)稀土永磁材料的專業(yè)化工廠。

南方構(gòu)成了以江西、廣東兩省離子型稀土礦為主要資源,以江蘇、廣東兩地稀土冶煉加工企業(yè)為主體的中重稀土生產(chǎn)體系。主要產(chǎn)品是各種高純單一稀土化合物和金屬,富集物,混合金屬和合金,南方稀土分離總規(guī)模已超過(guò)45000噸,近幾年以來(lái)還形成了大規(guī)模加工分離北方輕稀土原料能力。

目前我國(guó)的包鋼稀土高科公司,甘肅稀土公司,宜興新威集團(tuán),溧陽(yáng)方正羅地亞公司等已經(jīng)成長(zhǎng)為世界級(jí)規(guī)模的大型稀土冶煉、分離企業(yè),根本改變了我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模大,單體規(guī)模小的面貌。

三、稀土國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)

近幾年,我國(guó)稀土新材料發(fā)展很快。研發(fā)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距正在縮小,產(chǎn)業(yè)化方面,我國(guó)正在大力發(fā)展稀土材料產(chǎn)業(yè),但是產(chǎn)品質(zhì)量不如德、日等發(fā)達(dá)國(guó)家。自2001年起,稀土在新材料市場(chǎng)的消費(fèi)已經(jīng)成為我國(guó)稀土消費(fèi)第一大市場(chǎng),成為拉動(dòng)我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展最強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)。今后10-20年這一趨勢(shì)還將繼續(xù)和加強(qiáng)。但是我國(guó)稀土永磁產(chǎn)品大多還屬于中低檔產(chǎn)品,與日美歐廠家相比還有較大差距。此外,我國(guó)稀土新材料生產(chǎn)集中度低,多為小型企業(yè)。而在應(yīng)用上,除了新材料本身的差距外,元器件的發(fā)展水平也是一大制約因素。

據(jù)了解,我國(guó)稀土更多的還是應(yīng)用于冶金、機(jī)械、玻璃、陶瓷、輕工、紡織等傳統(tǒng)大產(chǎn)業(yè)中。主要用作煉鋼、鑄造鐵的添加劑,用作鋁電線及其它鋁合金的添加劑,生產(chǎn)近百萬(wàn)噸高強(qiáng)度低合金鋼和150多萬(wàn)噸球鐵、蠕鐵等延性鐵,超過(guò)100萬(wàn)噸鋁電線及各種鋁合金性材;用作玻璃脫色澄清劑、著色劑、研磨和拋光劑;用作陶瓷顏料、乳濁劑和熱穩(wěn)定劑;用作打火石和助染助柔劑等。稀土的應(yīng)用對(duì)于增加這些 行業(yè) 的品種、提高質(zhì)量、降低成本、減少污染、改善環(huán)境等起到了很好的作用。

據(jù)專家統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年應(yīng)用稀土帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)430億元。自2000年起,我國(guó)稀土消費(fèi)量已超過(guò)美國(guó)(2000年消費(fèi)稀土REO17900噸)居于世界第一位。

隨著生產(chǎn)的發(fā)展,我國(guó)稀土的出口外銷取得了同步、高速發(fā)展,尤其是高純稀土出口比例逐年提高,出口數(shù)量已穩(wěn)定在總出口量的80%以上。創(chuàng)匯穩(wěn)定在總創(chuàng)匯額的85-90%之間。

從數(shù)量看,中國(guó)高純稀土產(chǎn)品每年進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)已達(dá)25000-30000噸,主要銷往日本、美國(guó)和歐洲。在這些國(guó)家和地區(qū),中國(guó)高純稀土已占市場(chǎng)份額的70-80%,某些商品,如用于彩電熒光材料制造的氧化釔、氧化銪,市場(chǎng)份額占到世界總需求的90%以上??梢院敛豢鋸埖卣f(shuō),中國(guó)不僅僅在數(shù)量上是世界最大稀土生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó),同時(shí)也是世界上最大的高純稀土生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。中國(guó)可以滿足國(guó)內(nèi)外不同用戶對(duì)不同稀土產(chǎn)品的需要,已成為世界上惟一的、可以大量供應(yīng)各種不同品種、品級(jí)稀土產(chǎn)品的國(guó)家;成為世界稀土市場(chǎng)的主導(dǎo)和支配力量。

 

四、稀土產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)

據(jù)專家介紹,稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將主要依靠稀土新應(yīng)用、新市場(chǎng)開發(fā),也就是依靠稀土應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展來(lái)拉動(dòng),所以影響中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的力量應(yīng)該是整個(gè)世界稀土材料科學(xué)的發(fā)展及其應(yīng)用科技的發(fā)展。

例如,自上世紀(jì)80年代末以來(lái),歐美日等西方發(fā)達(dá)國(guó)家出于環(huán)境保護(hù)方面的考慮,開發(fā)使用了用于治理汽車尾氣的含稀土的凈化催化劑,1995年以來(lái)僅在美國(guó)市場(chǎng)上年消費(fèi)稀土量就超過(guò)10000噸,成為美國(guó)第一大稀土消費(fèi)市場(chǎng)(占美國(guó)稀土消費(fèi)市場(chǎng)總量高達(dá)45%以上)。隨著我國(guó)加入WTO,隨著我國(guó)政府和人民對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視,國(guó)外汽車尾氣凈化產(chǎn)品和生產(chǎn)企業(yè)逐漸進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)。

我國(guó)目前汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是歐洲Ⅰ號(hào),2004年將執(zhí)行歐洲Ⅱ號(hào),2007年將執(zhí)行歐洲Ⅲ號(hào)甚至Ⅳ號(hào),屆時(shí)我國(guó)汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)將基本與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。據(jù)估計(jì)2005年我國(guó)當(dāng)年需要汽車尾氣凈化催化轉(zhuǎn)換裝置800-1000萬(wàn)套,消費(fèi)稀土近1000噸。2010年這組數(shù)據(jù)將是1200萬(wàn)套和1200噸。今后幾年國(guó)內(nèi)外稀土材料的發(fā)展將繼續(xù)以稀土永磁材料,稀土發(fā)光材料,稀土儲(chǔ)氫材料(電池負(fù)極材料),拋光研磨材料,催化材料,磁光材料,著色顏料等為主。據(jù)我國(guó)稀土發(fā)展“十五”計(jì)劃,我國(guó)稀土傳統(tǒng)市場(chǎng)的稀土消費(fèi)發(fā)展目標(biāo)是22000噸,高技術(shù)市場(chǎng)的稀土消費(fèi)目標(biāo)超過(guò)10000噸,兩項(xiàng)總和超過(guò)32000噸。

 

第三節(jié) 稀土資源開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展的主要任務(wù)

一、稀土資源特點(diǎn), 分布及儲(chǔ)量

稀土元素在地殼中豐度并不稀少,只是分散而已。因此,雖然稀土的絕對(duì)量很大,但就目前為止能真正成為可開采的稀土礦并不多,而且在世界上分布極不均勻,主要集中在中國(guó)、美國(guó)、印度、前蘇聯(lián)、南非、澳大利亞、加拿大、埃及等幾個(gè)國(guó)家,其中中國(guó)的占有率最高。

1、中國(guó)

中國(guó)占世界稀土資源的29%,是一個(gè)名符其實(shí)的稀土資源大國(guó)。稀土資源極為豐富,分布也極其合理,這為中國(guó)稀土工業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。主要稀土礦有白云鄂博稀土礦、山東微山稀土礦、冕寧稀土礦、江西風(fēng)化殼淋積型稀土礦、湖南褐釔鈮礦和漫長(zhǎng)海岸線上的海濱砂礦等等。白云鄂博稀土礦與鐵共生,主要稀土礦物有氟碳鈰礦和獨(dú)居石,其比例為3∶1,都達(dá)到了稀土回收品位,故稱混合礦,稀土總儲(chǔ)量REO為3500萬(wàn)噸,約占世界儲(chǔ)量的38%,堪稱為世界第一大稀土礦。微山稀土礦和冕寧稀土礦是以氟碳鈰礦為主,伴生有重晶石等,是組成相對(duì)簡(jiǎn)單的一類易選的稀土礦。江西風(fēng)化殼淋積型稀土礦是一種新型稀土礦種,它的選冶相對(duì)較簡(jiǎn)單,且含中重稀土較高,是一類很有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的稀土礦。

中國(guó)的海濱砂也極為豐富,在整個(gè)南海的海岸線及海南島、臺(tái)灣島的海岸線可稱為海濱砂存積的黃金海岸,有近代沉積砂礦和古砂礦,其中獨(dú)居石和磷釔礦是處理海濱砂回收鈦鐵礦和鋯英石時(shí)作為副產(chǎn)品加以回收??傊袊?guó)的稀土資源儲(chǔ)量大,礦種和稀土元素齊全,稀土品位高,礦點(diǎn)分布合理等。

2、美國(guó)

美國(guó)它的稀土資源約占16%,其稀土消費(fèi)和氟碳鈰礦產(chǎn)量幾年來(lái)一直居世界第一,但近幾年稀土產(chǎn)量已退居第二位,讓位于中國(guó)(由于美國(guó)政府十分重視稀土的保護(hù),而中國(guó)稀土由于管理不善被嚴(yán)重浪費(fèi))。美國(guó)稀土資源主要有氟碳鈰礦、獨(dú)居石及在選別其它礦物時(shí),作為副產(chǎn)品可回收黑稀金礦、硅鈹釔礦和磷釔礦。位于加利福尼亞的圣貝迪諾縣的芒廷帕斯礦,是世界上最大的單一氟碳鈰礦,該礦山1949年勘探放射性礦物時(shí)發(fā)現(xiàn),稀土品位為5~10%REO,儲(chǔ)量達(dá)500萬(wàn)噸之多,是一大型稀土礦。美國(guó)很早就開采獨(dú)居石,現(xiàn)在開采的砂礦量是佛羅里達(dá)州的格林科夫斯普林斯礦。礦床長(zhǎng)約19km,寬1.2km,厚為6m,獨(dú)居石較為豐富。此外,北卡羅來(lái)納州、南卡羅來(lái)納州、佐治亞州、愛達(dá)荷州和蒙大拿州也有砂礦分布,儲(chǔ)量也相當(dāng)可觀。

3、印度

印度主要礦床是砂礦。印度的獨(dú)居石生產(chǎn)從1911年開始,最大礦床分布在喀拉拉邦、馬德拉斯邦和奧里薩拉邦。有名礦區(qū)是位于印度南部西海岸的恰瓦拉和馬納范拉庫(kù)里奇稱為特拉范科的大礦床,它在1911~1945年間的供礦量占世界的一半,現(xiàn)在仍然是重要的產(chǎn)地。1958年在鈾、釷資源勘探中,在比哈爾邦內(nèi)陸的蘭契高原上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的獨(dú)居石和鈦鐵礦礦床,規(guī)模巨大。印度獨(dú)居石釷含量高達(dá)8%ThO2。在馬納范拉庫(kù)里奇采的重砂獨(dú)居石占5~6%。鈦鐵礦占65%,金紅石3%,鋯英石5~6%,石榴石7~8%。

4、前蘇聯(lián)

前蘇聯(lián)的稀土儲(chǔ)量很大,主要是伴生礦床位于科拉半島,存在于堿性巖中的含稀土的磷灰石。前蘇聯(lián)的主要稀土來(lái)源就是從磷灰石礦石中回收稀土,此外,在磷灰石礦石中,還可回收的稀土礦物有鈰鈮鈣鈦礦,含稀土為29~34%。另外,在赫列比特和森內(nèi)爾還有氟碳鈰礦。

5、澳大利亞

澳大利亞是獨(dú)居石的生產(chǎn)大國(guó),獨(dú)居石是作為生產(chǎn)鋯英石和金紅石及鈦鐵礦的副產(chǎn)品加以回收。澳大利亞的砂礦主要集中在西部地區(qū)。澳大利亞也產(chǎn)磷釔礦。澳大利亞可開發(fā)利用的稀土資源,還有位于昆士蘭州中部艾薩山的采鈾的尾礦,南澳大利亞州羅克斯伯唐斯銅、鈾金礦床。

6、加拿大

加拿大主要從鈾礦中副產(chǎn)稀土。位于安大略省布來(lái)恩德里弗-埃利特湖地區(qū)的鈾礦,主要由瀝青鈾礦、鈦鈾礦和獨(dú)居石、磷釔礦組成,在濕法提鈾時(shí),可把稀土也提出來(lái)。此外,在魁北克省的奧卡地區(qū)擁有的燒綠石礦,也是稀土的一個(gè)很大潛在資源。還有紐芬蘭島和拉布拉多省境內(nèi)的斯特倫奇湖礦,也含有釔和重稀土正準(zhǔn)備開發(fā)。

7、南非

南非是非洲地區(qū)最重要的獨(dú)居石生產(chǎn)國(guó)。位于開普省的斯廷坎普斯克拉爾的磷灰石礦,伴生有獨(dú)居石,是世界上唯一單一脈狀型獨(dú)居石稀土礦。此外,在東南海岸的查茲貝的海濱砂中也有稀土,在布法羅螢石礦中也伴生獨(dú)居石和氟碳鈰礦,正計(jì)劃和 研究 回收。

8、馬來(lái)西亞

主要從錫礦的尾礦中回收獨(dú)居石、磷釔礦和鈮釔礦等稀土礦物,曾一度是世界重稀土和釔的主要來(lái)源。

9、埃及

埃及從鈦鐵礦中回收獨(dú)居石。礦床位于尼羅河三角洲地區(qū),屬于河濱沙礦,礦源由上游風(fēng)化的沖積砂沉積而成,獨(dú)居石儲(chǔ)量約20萬(wàn)噸。

10、巴西

巴西是世界稀土生產(chǎn)的最古老國(guó)家,1884年開始向德國(guó)輸出獨(dú)居石,曾一度名揚(yáng)世界。巴西的獨(dú)居石資源主要集中于東部沿海,從里約熱內(nèi)盧到北部福塔萊薩,長(zhǎng)達(dá)約643km地區(qū),礦床規(guī)模大。

稀土資源的世界分布

二、我國(guó)3種稀土工業(yè)礦物保有儲(chǔ)量及資源利用率 

稀土元素在地殼中主要以礦物形式存在,其賦存狀態(tài)主要有三種:(1)作為礦物的基本組成元素,稀土以離子化合物形式賦存于礦物晶格中,構(gòu)成礦物的必不可少的成分。這類礦物通常稱為稀土礦物,如獨(dú)居石、氟碳鈰礦等。(2)作為礦物的雜質(zhì)元素,以類質(zhì)同象置換的形式,分散于造巖礦物和稀有金屬礦物中,這類礦物可稱為含有稀土元素的礦物,如磷灰石、螢石等。(3)呈離子狀態(tài)被吸附于某些礦物的表面或顆粒間。這類礦物主要是各種粘土礦物、云母類礦物。這類狀態(tài)的稀土元素很容易提取。

目前,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的稀土礦物約有250種,但具有工業(yè)價(jià)值的稀土礦物只有50~60種,目前具有開采價(jià)值的只有10種左右,現(xiàn)在用于工業(yè)提取稀土元素的礦物主要有四種:氟碳鈰礦、獨(dú)居石礦、磷釔礦和風(fēng)化殼淋積型礦,前三種礦占西方稀土產(chǎn)量的95%以上。獨(dú)居石和氟碳鈰礦中,輕稀土含量較高。磷釔礦中,重稀土和釔含量較高,但礦源比獨(dú)居石少。

我國(guó)稀土礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量多、品種全,為發(fā)展稀土金屬工業(yè)提供了優(yōu)越的資源條件。現(xiàn)已探明的稀土儲(chǔ)量達(dá)1億t以上,而且還有較大的資源潛力。品種全,17種稀土元素除钷尚未發(fā)現(xiàn)天然礦物,其余16種稀土元素均已發(fā)現(xiàn)礦物、礦石。在所勘查和開發(fā)的礦床中,通過(guò)選冶工藝從礦石礦物中提取出16種稀土金屬,現(xiàn)已生產(chǎn)出幾百個(gè)品種和上千個(gè)規(guī)格的稀土產(chǎn)品,不僅滿足了國(guó)內(nèi)需求,而且已大量出口,成為我國(guó)出口創(chuàng)匯的主要礦產(chǎn)品及加工產(chǎn)品之一。

另外,我國(guó)共伴生稀土礦床多,綜合利用價(jià)值大。在已發(fā)現(xiàn)的數(shù)百處礦產(chǎn)地中,2/3以上為共伴生礦產(chǎn),頗有綜合利用價(jià)值。但多數(shù)礦床物質(zhì)成分復(fù)雜,礦石嵌布粒度細(xì),多為難選礦石,如白云鄂博礦床中有70余種元素,170多種礦物,其中稀土、鈮鉭儲(chǔ)量巨大,為世界罕見的大型稀土、稀有金屬礦床。在鐵礦石中共生的獨(dú)居石、氟碳鈰礦、氟碳鋇鈰礦、黃河礦等稀土礦物,雖然礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜,嵌布粒度細(xì)微。但經(jīng)過(guò)不斷選冶試驗(yàn) 研究 ,精礦品位和冶煉提取及回收率已有很大提高,成為我國(guó)輕稀土主要原料基地。

 

第四節(jié) 稀土冶煉提取工業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展

一、稀土產(chǎn)品冶煉能力及分布

據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委稀土辦負(fù)責(zé)人介紹,我國(guó)稀土初加工產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩,深加工能力不足。目前世界上90%的彩電粉原料都依賴中國(guó)的稀土產(chǎn)品。我國(guó)現(xiàn)有稀土企業(yè)100多家,稀土冶煉分離能力超過(guò)20萬(wàn)噸。其中,產(chǎn)能占比最大的是內(nèi)蒙古包鋼稀土高科技股份有限公司,該公司發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì),運(yùn)用市場(chǎng)手段,整合包鋼內(nèi)部稀土資產(chǎn),加大對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的收購(gòu)力度,進(jìn)一步提高了產(chǎn)業(yè)集中度。目前,該企業(yè)冶煉分離能力(含參、控股的企業(yè))約占全國(guó)總產(chǎn)能的40%。

另外,廣東珠江稀土有限公司聯(lián)合江蘇卓群納米股份有限公司、常熟盛昌稀土有限公司,擬采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝改造和整合現(xiàn)有生產(chǎn)能力,將企業(yè)搬遷至廣東韶關(guān),建設(shè)具有一定規(guī)模的離子型稀土分離企業(yè),預(yù)計(jì)產(chǎn)能將有所提高。

二、稀土冶煉技術(shù)現(xiàn)狀和產(chǎn)品產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)

稀土冶煉方法有兩種,即濕法冶金和火法冶金。

濕法冶金屬化工冶金方式,全流程大多處于溶液、溶劑之中,如稀土精礦的分解、稀土氧化物、稀土化合物、單一稀土金屬的分離和提取過(guò)程就是采用沉淀、結(jié)晶、氧化還原、溶劑萃取、離子交換等化學(xué)分離工藝過(guò)程。現(xiàn)應(yīng)用較普遍的是有機(jī)溶劑萃取法,它是工業(yè)分離高純單一稀土元素的通用工藝。濕法冶金流程復(fù)雜,產(chǎn)品純度高,該法生產(chǎn)成品應(yīng)用面廣闊。

火法冶金工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)率較高。稀土火法冶煉主要包括硅熱還原法制取稀土合金,熔鹽電解法制取稀土金屬或合金,金屬熱還原法制取稀土合金等?;鸱ㄒ苯鸬墓餐攸c(diǎn)是在高溫條件下生產(chǎn)。

高新技術(shù)的發(fā)展要求使用較純的稀土金屬,以便提高材料性能,為此 研究 和使用6種稀土金屬提純的工藝方法。這些工藝技術(shù)都不是對(duì)去除所有雜質(zhì)有效,因此要根據(jù)欲除去的雜質(zhì)的性質(zhì)如蒸氣壓、溶解度、離子遷移率、電極電位等性質(zhì)選擇某種工藝方法,為去除更多雜質(zhì)往往需要幾種方法配合使用。

稀土金屬中的雜質(zhì)(指非稀土雜質(zhì))是在制備金屬過(guò)程中通過(guò)原料、坩堝材料、操作工具和環(huán)境進(jìn)到稀土金屬中的,因此不同工藝和原料獲得的稀土金屬純度也不盡相同。熔鹽電解和金屬熱還原法制備的工業(yè)純稀土金屬一般為95%~98%。為去除氣體(如O、N、H、Cl、F等)、非金屬(如C、Si等)和金屬雜質(zhì)采用的提純工藝方法及進(jìn)展見下表。

20世紀(jì)90年代以來(lái),由于鋱鏑鐵大磁致伸縮材料用途的開發(fā),高純鋱的需求旺盛,促進(jìn)了鋱?zhí)峒児に嚰夹g(shù)進(jìn)一步發(fā)展。金屬熱還原法制得的金屬鋱,在保護(hù)氣氛中通過(guò)對(duì)熔融金屬鋱的熔鹽萃取去除金屬中的氣體雜質(zhì),再進(jìn)行高真空蒸餾,在冷凝區(qū)合理設(shè)置的情況下,有效地去除了蒸氣壓高的和低的金屬雜質(zhì)。該提純技術(shù)已產(chǎn)業(yè)化,目前單爐產(chǎn)量已達(dá)10公斤,鋱的回收率達(dá)到95%。在 分析 22個(gè)非稀土雜質(zhì)后,鋱的相對(duì)純度大于99.99%,難去除的Si、Al、C、N、O、Cl-的含量(%)分別達(dá)到小于0.001、0.001、0.007、0.003、0.02和小于0.01,完全滿足了大磁致伸縮材料的使用要求,目前全國(guó)年產(chǎn)量已達(dá)250公斤。高純鋱的工藝技術(shù)完全適用高純鏑、釤、鐿和銩的生產(chǎn)。

在本世紀(jì)20年內(nèi),隨著高新技術(shù)和功能材料的發(fā)展及其產(chǎn)業(yè)化,表5列出的各種稀土金屬提純技術(shù)必將不斷完善和達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)水平,而且也會(huì)不斷開發(fā)出可一次去除不同性質(zhì)雜質(zhì)的高效新技術(shù)。

 

稀土金屬提純工藝方法和進(jìn)展

年代 方法 工藝方法、條件 有效去除的雜質(zhì) 特點(diǎn) 方法的有效性
20世紀(jì)60年代 真空熔融 真空熔融(感應(yīng)、電弧、電子束加熱);真空度大于10-3托①,溫度高于稀土金屬熔點(diǎn)以上500~1000℃ 蒸氣壓高于稀土金屬的元素,如Ca、Mg、CaF2 簡(jiǎn)便,不能去除氣體、非金屬及過(guò)度族金屬以及Ta、Ti、Mo、V等金屬 對(duì)Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb及Lu適用
真空蒸餾或升華 真空蒸餾和升華,真空度大于10-6乇,溫度~1500℃ 蒸氣壓低的金屬存留于坩堝中,如Ta、W 簡(jiǎn)便,不能去除氧、氮、非金屬元素 對(duì)于Sm、Eu、Yb、Tb、Dy、Ho、Er、Tm適用

20世紀(jì)60年代中~70年代
電傳輸法 當(dāng)真空度為10-7~10-9乇,溫度在熔點(diǎn)以下100~200oC向稀土金屬棒通直流電保持1~3周時(shí)間,不同雜質(zhì)向試棒兩端遷移達(dá)到提純的目的 C、O、N、Mg、Al、Si、Sc、Fe、Co、Ni(雜質(zhì)可降低10%~90%) 周期長(zhǎng)、要求超高真空和高純惰性氣氛,能去除氣體和金屬雜質(zhì) 適用于蒸氣壓低的稀土金屬提純
區(qū)域熔融 在惰性氣氛,多次移動(dòng)熔區(qū),雜質(zhì)按其在固-液兩相中的不同分配系數(shù)移動(dòng) O、N、C和金屬雜質(zhì) 產(chǎn)率低 對(duì)Ce、Y、Tb有數(shù)據(jù)
多孔W坩堝過(guò)濾 在高純氣氛中使熔融的稀土金屬通過(guò)多微孔鎢坩堝過(guò)濾,使在W中溶解度大的金屬雜質(zhì)滯留在鎢中 Ta、Mo、Cr、Nb、V、Fe、Mn 簡(jiǎn)便、效率高 對(duì)Y提純有數(shù)據(jù)
電解精煉 粗金屬如釔作陽(yáng)極,鎢棒作陰極,選用適當(dāng)?shù)臉O電壓,電解質(zhì),在密閉純惰性氣氛中進(jìn)行電解 Al、Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Mo、Cr 較簡(jiǎn)便,對(duì)氣體和非金屬雜質(zhì)提純效果不佳 對(duì)Y精煉有數(shù)據(jù)


2007年,我國(guó)稀土 行業(yè) 認(rèn)真貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,完善宏觀管理,按走新型工業(yè)化道路的要求,加強(qiáng)資源保護(hù),提高自主創(chuàng)新能力,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí),轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,促進(jìn)節(jié)能減排和企業(yè)兼并重組等工作。稀土生產(chǎn)穩(wěn)步發(fā)展,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化,出口實(shí)現(xiàn)量減價(jià)增,國(guó)內(nèi)消費(fèi)明顯增長(zhǎng),產(chǎn)品價(jià)格大幅上漲,經(jīng)濟(jì)效益顯著提高,運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)一步改善。全 行業(yè) 累計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值287.64億元,實(shí)現(xiàn)銷售收入281.71億元,分別比上年增長(zhǎng)50.79%和52.07%。2007年,國(guó)家對(duì)稀土礦產(chǎn)品和冶煉分離產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)行指令性計(jì)劃管理。稀土礦產(chǎn)品產(chǎn)量為12.08萬(wàn)噸(以REO計(jì),下同),比上年減少8.83%。稀土冶煉分離產(chǎn)品產(chǎn)量12.60萬(wàn)噸(含廢料回收所得近1.8萬(wàn)噸),比上年減少19.75%。

第五節(jié) 稀土終端應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展

稀土終端產(chǎn)品主要有稀土永磁電機(jī)、鎳氫電池、稀土節(jié)能燈、稀土潤(rùn)滑油等。

一、稀土永磁電機(jī)

稀土永磁電機(jī)是釹鐵硼磁體最大的應(yīng)用領(lǐng)域,約占磁體總量的70%,計(jì)算機(jī)硬盤配套的圈電機(jī)(VCM)占40%~50%,所以計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)是永磁電機(jī)的最大用戶。

進(jìn)入90年代以來(lái),隨著永磁材料性能的不斷提高和完善,特別是釹鐵硼永磁的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性的改善以及電力電子元件的進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn),加上永磁電機(jī) 研究 和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的逐步成熟,除了大力推廣和應(yīng)用已有 研究 成果外,稀土永磁電機(jī)的應(yīng)用和開發(fā)進(jìn)入了一個(gè)新階段,目前正向大功率化(超高速、高轉(zhuǎn)矩),高功能化和微型化方向發(fā)展。

稀土永磁電機(jī)市場(chǎng)潛力大,是國(guó)內(nèi)尚未充分開發(fā)的巨大領(lǐng)域。目前稀土永磁電機(jī)約有200萬(wàn)kW,只相當(dāng)于各類電機(jī)總?cè)萘?億kW的0.5%。若用稀土高效節(jié)電機(jī)替代老式J-JO及J2-JO2系列電機(jī)的50%,即1億kW,則約需高性能燒結(jié)釹鐵硼磁體5萬(wàn)噸。使用稀土永磁高效電機(jī)可節(jié)能15%~20%,減輕電機(jī)重量20%以上。稀土永磁高效電機(jī)已列為科技部"稀土應(yīng)用工程"重點(diǎn)項(xiàng)目。我國(guó)開發(fā)的高效節(jié)能稀土永磁電動(dòng)機(jī),在力能指標(biāo)及價(jià)格方面,國(guó)外高效電機(jī)不能與之相比,在國(guó)際市場(chǎng)有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

 

二、鎳氫電池

隨著消費(fèi)者和產(chǎn)業(yè)的環(huán)保意識(shí)增強(qiáng),鎳氫電池已成為堿性電池的良好替代品。電動(dòng)汽車和電動(dòng)自行車、摩托車和玩具是對(duì)其鎳氫電池需求最強(qiáng)勁的應(yīng)用領(lǐng)域。便攜電子、玩具,以及數(shù)碼相機(jī)等耗電量較高的產(chǎn)品,繼續(xù)推動(dòng)對(duì)鎳氫電池及電池組件的需求。鎳氫(NiMH)電池繼續(xù)在電池市場(chǎng)中占有相當(dāng)大的份額,大陸鎳氫電池的年產(chǎn)量一直穩(wěn)步增長(zhǎng)。中國(guó)鎳氫電池產(chǎn)量超過(guò)9.6億只,2007年產(chǎn)量繼續(xù)以超過(guò)15%的速度增長(zhǎng),達(dá)到11億只左右。

近年來(lái)我國(guó) 研究 開發(fā)的熱點(diǎn)是電動(dòng)自行車用Ni-MH動(dòng)力電池。由于我國(guó)是自行車生產(chǎn)大國(guó),自行車的保有量上億輛,若其中10%能成為電動(dòng)自行車,對(duì)電池的需求量將十分可觀, 市場(chǎng)發(fā)展 潛力巨大。目前,由于成本及技術(shù)成熟度等問(wèn)題,國(guó)內(nèi)研制的電動(dòng)助力車采用的動(dòng)力電池大多為鉛酸電池和鎳鎘電池,進(jìn)一步降低鎳氫電池的成本及提高電池性能的穩(wěn)定性,才能迅速搶占此巨大市場(chǎng)。

到2010年,鎳氫電池還將繼續(xù)處于混合動(dòng)力車用電池的主導(dǎo)地位,但是今后將有可能落后于鋰離子電池。預(yù)測(cè)2010年鋰離子電池將占據(jù)5%的市場(chǎng),2015年將占據(jù)36%的市場(chǎng)。

三、稀土節(jié)能燈

我國(guó)從20世紀(jì)80年代就開始了燈用稀土三基色熒光粉的研制生產(chǎn)。產(chǎn)量從1986年的1.2噸增加到2007年令人振奮的6000多噸,產(chǎn)量比2006年有較大增長(zhǎng),占全球約70%以上。目前,我國(guó)不僅成為全球最大的燈用稀土熒光粉生產(chǎn)國(guó),也是最大的出口國(guó);由于燈用稀土熒光粉工業(yè)的飛速發(fā)展,推助了我國(guó)熒光燈制造業(yè)的發(fā)展,使我國(guó)成為全球最大的熒光燈制造與出口國(guó),出口量占全球90%以上。節(jié)能減排,淘汰白熾燈無(wú)疑是我國(guó)照明業(yè)面臨的重大機(jī)遇,更是燈用稀土熒光粉的重大機(jī)遇。

第六節(jié) 稀土應(yīng)用市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展預(yù)測(cè)

2007年我國(guó)稀土應(yīng)用快速增長(zhǎng),稀土應(yīng)用量達(dá)到7.26萬(wàn)噸,比上年增長(zhǎng)15.61%。其中冶金/機(jī)械、石油/化工、玻璃/陶瓷和農(nóng)輕紡等傳統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用量達(dá)3.41萬(wàn)噸,比上年增長(zhǎng)6.26%,占總量的47%;稀土熒光材料、液晶拋光、永磁材料、儲(chǔ)氫材料和催化材料等稀土新材料領(lǐng)域應(yīng)用量達(dá)到3.85萬(wàn)噸,比上年增長(zhǎng)25.24%,占總應(yīng)用量的53%。

緊湊型稀土節(jié)能燈產(chǎn)量為30億多支;稀土永磁電機(jī)產(chǎn)量達(dá)4124萬(wàn)臺(tái),其中:大中型節(jié)能電機(jī)(30萬(wàn)千瓦以上)6.5萬(wàn)臺(tái),微特電機(jī)3200萬(wàn)臺(tái),自行車電機(jī)917.5萬(wàn)臺(tái);生產(chǎn)各類車用稀土尾氣凈化器約1085萬(wàn)套。
 

免責(zé)申明:本文僅為中經(jīng)縱橫 市場(chǎng) 研究 觀點(diǎn),不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問(wèn)題,敬請(qǐng)來(lái)電垂詢:4008099707。特此說(shuō)明。

 

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