矽熱還原法制取稀土矽鐵合金過程，由於稀土金屬及其化合物的熱力學資料不足，含稀土爐渣熔體和RE-Si-Fe系合金熔體中有關元素的活度數據缺 乏，從而造就了利用熱力學資料計算實際冶煉過程的困難。但可以利用冶金熱力學的基本原理，結合生產實踐，對冶煉過程可能發生的化學反應進行推斷，從而進一 步加深對反應機理的認識。

爐料熔化期的化學反應

熔化期是指從開始加入稀土原料和石灰到加矽鐵之前的冶煉階段，其任務 是熔化爐料形成渣相。使用稀土富渣或稀土精礦渣作原料 [其礦物組成有鈰鈣矽石、槍晶石、螢石和硫化鈣等，稀土元素存在於鈰鈣矽石礦物（3CaO·Ce2O3·SiO2）中]，當冶煉溫度達到 1100～1200℃時，熔化的爐渣和石灰發生化學反應，並促進了石灰的熔化，這時有下列反應發生。

①鈰鈣矽石分解：

3CaO·Ce2O3·2CiO2＋CaO====Ce2O3＋2(2CaO·SiO2)        （1）

②槍晶石分解：

3CaO·CaF2·2SiO2＋CaO====CaF2＋2(2CaO·SiO2)          (2)

③在有充足的CaO條件下：

2CaO·SiO2＋CaO====3CaO·SiO2                       (3)

還原期的化學反應

還原期為加入矽鐵到合金出爐的冶煉階段。隨著矽鐵的熔化，在爐內出現了兩相，即熔融的渣相和合金相。此時的化學反應由以下三部分組成：兩相介面上進行的還原反應、渣相中的造渣反應和合金相中的合金化反應。

（1）矽還原稀土氧化物  由於溶渣中有大量的游離RE2O3出現，矽鐵中有大量的游離矽存在，在兩相介面上RE2O3被矽還原[反應式（-1）]。

物相分析結果表明[13]，合金中的稀土以矽化物的形態存在，渣中SiO2以矽酸鹽形態存在。從而證明，被還原出來的稀土金屬和矽發生合金化反應形成稀土矽化物存在于合金相中：

[RE]＋[Si]====[RESi]                     （4）

[RESi]＋[Si]====[RESi2]                   （5）

還原生成的SiO2與渣中CaO反應生成矽酸鈣存在於渣中：

（CaO）＋（SiO2）====(CaO·SiO2)                (6)

2(CaO)＋(SiO2)====(2CaO·SiO2)                (7)

3(CaO)＋（SiO2）====(3CaO·SiO2)             （8）

稀土矽化物和矽酸鈣的生成，大大降低了合金中稀土的活度和渣中SiO2的活度，使反應式與下式能夠順利進行。

（2）矽鈣還原稀土氧化物  為了進一步探索稀土氧化物的還原機理，研究工作者按矽熱法制取稀土矽鐵合金的實際條件，配製成不含稀土的合成渣，其組成見表1。合成渣熔融後，用75矽鐵還原，冶煉過程中合金含鈣量和含矽量隨時間的變化如表2所示。

表1  合成渣的組成

表2  合金中鈣和矽的含量變化

從 表1可見，用矽鐵還原不含稀土的合成渣，可以獲得含鈣量22.33%的矽鈣合金，但在相同的條件下用矽鐵還原稀土爐渣，最終稀土矽鐵合金的含鈣量不大於 5%。在冶煉稀土矽鐵合金過程中，取樣分析矽鈣變化情況，證實被還原出來的鈣或矽鈣參與了稀土氧化物的還原，有下列反應存在：

（RE2O3）＋[CaSi] === 2[RE]＋(CaO·SiO2)                  (9)

[RE]＋[Si] === [RESi]                           （10）

因此，渣中CaO被矽還原，對稀土氧化物的還原是有利的。

輔助反應

在冶煉稀土矽鐵合金過程中，電弧爐有大量的煙氣逸出，隨著溫度的升高，還會產生熔體的沸騰現象，這是由於電弧爐採用碳素爐襯和石墨電極，其中的碳也可以參與還原反應，例如：

（FeO）＋C === [Fe]＋CO↑                     （11）

（MnO＋C）=== [Mn]＋CO↑                     (12)

(SiO2)＋C === SiO↑＋CO↑                     (13)

爐渣中有大量子的CaF2存在，並與SiO2作用：

2（CaF2）＋2(SiO2) === (2CaO·SiO2)＋SiF↑          (14)

爐渣中SiO2與合金中Si反應：

（SiO2）＋[Si] === 2SiO↑                      (15)

上述反應產生的氣體使熔體沸騰，起到了攪拌作用，使熔融渣相和合金相的接觸條件得到改善，也有利於反應物的擴散，改善了還原反應的動力學條件。

總 之，根據多年的試驗和生產實踐，可以推斷矽熱還原法制取稀土矽鐵合金的反應，是在大量石灰參與反應的條件下，矽首先將石灰還原成鈣形成矽鈣合金，矽鈣再將 稀土氧化物還原成稀土金屬，也不排除矽直接將稀土氧化物還原成稀土金屬的可能性。稀土金屬進一步與矽合金化，以矽化物相存在於合金中。這是一個相當複雜的 氧化還原反應過程，因此，通過控制冶煉工藝條件，如爐料配比、還原溫度和時間等可以有效控制合金組成。


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今日稀土市場較平穩，市場價格變動不大。據瞭解，隨著春節的臨近，一些下游深加工企業已經停止接受新單。一位寧波強磁企業告訴，現在強磁相關的其他 加工廠都已經停產或快要停產，自己公司現在已經不對外報價了，等處理一些尾貨後也將于一周後放假。下游加工企業已經於前期補了一定庫存，年前由於即將停 產，很難再對稀土原材料有過多需求。而原材料市場方面，稀土廠家、貿易商庫存消耗較明顯，由於庫存現貨較少，一些廠家和貿易商報價較堅挺。

市 場活躍度較高的氧化物報價均平穩，今日氧化鐠釹含稅31-32萬元/噸，氧化釓含稅14萬元/噸，氧化鏑含稅210萬元/噸左右，不含稅175-180萬 元/噸，氧化銪含稅530萬元/噸，氧化鋱含稅420萬元/噸。報價維穩已經有一段時間，年前這短暫的十幾天裏報價難有變化，成交更難見增長。

廢 強磁市場今日價格平穩，因為之前有較大的回收商微微提高了廢電機的報價，江浙地區中小個人回收也提高了一塊左右。廢強磁市場各地回收價格相仿，據瞭解，一 些活躍的回收商們現在均比較忙，交易比1月初要明顯增多。有個體回收商透露，等正月底有計劃要出貨，現在在積極囤貨中。

近兩日，關於稀土 整合的消息又再興起。工信部相關人士表示，國家相關部門將適時批准成立大型稀土企業集團。在辭舊迎新的這個時點上，國家再一次提稀土整合，對2013年的 稀土市場是利好的消息。2012年稀土市場整合步伐明顯加快，各省內部整合基本完成，央企與地方企業合作也有推進。2013年稀土市場的進一步整合將有利 於稀土市場的穩定和健康發展，最重要的是可以給價格回暖帶來一定的保障，但不是主要動力。2013年將稀土市場整合為只有2-3家大型稀土企業集團的大目 標可能暫難實現。稀土市場產能嚴重過剩，如果整合後的龍頭企業們都能像包鋼稀土連續停產那樣適度控制產量，加上經濟的微復蘇，稀土價格可能會穩中緩慢回 升。


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據中國海關統計資訊中心日前公佈的資料顯示，2012年中國稀土礦石、金屬及化合物出口量為16265噸，同比下降3.5%，遠低於2012年 30966噸的出口配額。中國商務部2012年12月28日將2013年首批稀土出口配額定為15501噸，並表示這將在全年出口配額中占一半比例。《每 日經濟新聞》記者採訪業內人士認為，未來海外工廠陸續開工，市場對中國稀土需求大幅下降，2013年全年稀土出口配額將與去年水準大體持平，未來稀土形勢 不容樂觀。

據瞭解，我國一直是稀土出口大國，稀土儲量占全球36%，而產量則占世界97%。稀土作為國家戰略儲備資源，具有較高的經濟價 值和發展空間，行業准入門檻較高。商務部2012年12月28日公佈了2013年第一批稀土出口配額共約15501噸。2013年第一批稀土出口配額下達 數量主要是參照各企業2010年至2012年1～10月的出口數量、出口金額進行計算所得，第一批下達數量約為2012年配額總量的50%。其中，包鋼集 團輕稀土和中重稀土分別為1696噸、115噸；五礦集團分別為856噸、207噸；中國有色金屬分別為776噸、166噸。值得注意的是，當下由於受國 內外經濟萎靡緩行，消費市場不景氣影響，2012年國內各大稀土企業利潤都嚴重下滑。

包鋼稀土三季度報顯示，2012年前三季度實現營業 收入19.7億元，同比減少52.2%；實現歸屬于母公司所有者的淨利潤1.2億元，同比下降89.6%。華創證券分析認為，包鋼稀土二、三季度業績較一 季度大幅下滑最主要原因是國家收儲未能持續貢獻利潤。三季度公司營業收入同比大幅下滑主要因稀土產品價格與銷量同比大幅減少。由於稀土產品價格下滑，粘結 釹鐵硼磁體製造商銀河磁體2012年前三季度淨利潤下滑達39.6%，其主營收入4.01億元，與去年同期相比也下滑2.61%。“由於前兩年歐美國家經 濟都不景氣，因此國家全年發放企業的稀土出口配額都沒完成。目前海外的美國、越南、蒙古新的稀土項目在不斷開工建設中，市場普遍處於需求下降價格下滑的境 地，未來形勢不容樂觀。”湘財證券研究所分析師趙鑫接受《每日經濟新聞》採訪時指出。

他認為，當下我國還沒有稀土定價權，因為稀土大量核 心技術還主要掌握在國外發達國家手裏。“一方面是由於私營企業走私出口稀土還很嚴重，這部分不佔用國家出口配額，國家應該重拳出擊。”包鋼稀土旗下某企業 一不願具名的負責人認為，去年我國稀土出口配額只完成一半左右，還有全球經濟萎靡緩行的影響，“市場需求減少，海外主要需求國日本還不斷研製出了一些新產 品以回避使用稀土類原材料。”

上述負責人預測，2013年的出口配額大致和去年同期差不多，包鋼稀土旗下企業停產保價有望到2月25日恢復開工，“受長期停產保價和未來需求市場稍暖的影響，稀土價格未來也許會上揚.”


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1月24日：市場成交清淡，多數工廠已經停產放假。

氧化鑭主流廠家含稅價50,000-51,000元/噸。

氧化鈰主流廠家含稅價49,000-51,000元/噸。

氧化鐠主流廠家含稅價38-39萬元/噸。

氧化鐠釹主流廠家含稅價310,000-315,000元/噸，鐠釹金屬主流廠家含稅價390,500-400,000元/噸。

螢光級氧化銪主流廠家含稅價5,800-6,000元/千克。

螢光級氧化鋱主流廠家含稅價3,800-4,000元/千克。

氧化鏑主流廠家含稅價205-210萬元/噸，鏑鐵主流廠家含稅價210-215萬元/噸。

氧化釓主流廠家含稅價130,000-132,000元/噸。

目前，各廠商均在進行年終總結並制定新一年的規劃，鮮有出貨。各稀土產品價格繼續吃翁。


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稀土永磁發展史的啟示。科技和創新始終是永磁材料行業的第一發展原動力。人類追求更高更強的精神在永磁發展史上,表現為對磁能積的追求。每隔10年 左右,最大磁能積就出現跳躍式發展,平均每10年提高40KJ/m3。釹鐵硼永磁於1983年誕生,在近30年裏,在傳統領域內對鐵氧體永磁進行了一定替 代,也開拓了部分高端新應用領域。然而,目前釹鐵硼永磁市場的快速發展存在2個隱患:近3年來現有應用領域全面受到稀土價格劇烈波動的衝擊,導致需求嚴重 萎縮;重稀土被過度依賴。新需求領域的出現和蓬勃發展是永磁材料行業發展壯大的基礎。雖然材料替代帶來的市場空間可以給人以信心保障,但並不要過多指望替 代作用。圍繞著可能的技術突破,釹鐵硼永磁大的投資機會在於兩方面:1需求突破。緊密圍繞低碳經濟和國防軍工產業需求,按需定制,開發高附加值的新應用領 域。2元素平衡運用、性能弱點攻關。開發低重稀土、高矯頑力、強耐腐蝕性、良好溫度穩定性能的稀土永磁材料。

稀土行業上游一周動 態:重稀土精礦價格小幅反彈,鐠釹價格再次下滑。經過補充,多數價格資料已追溯至2010年8月。上周稀土市場整體表現平淡。中釔富銪礦略有反彈,輕稀土 鐠釹價格再次小幅下滑,重稀土氧化鉺價格也有小幅下跌。近期鐠釹、釓和鏑等部分品種的詢盤量增加,而後市價格是否會上調,目前還很難判斷。我們看淡本月稀 土價格,看多3個月稀土價格。

 稀土行業下游一周動態:價格無變化。上周稀土合金、螢光粉和燒結釹鐵硼價格無變化。預計春節前選擇停產的稀土下游企業會逐步增加,需求出現下降,成交愈加萎靡,春節後下游企業會有所回暖,但回暖幅度還要視國內外需求而定。

 行 業投資策略:稀土行業圍繞“整合+需求”主線挖掘。前期停產保價和國家收儲等利好政策帶來的市場預期已經逐漸消散,春節前下游需求會繼續減弱。我們認為, 要從行業整合的前景和需求端的變化進行挖掘。本期主題中我們探討了目前稀土在中國最重要的消費領域釹鐵硼磁材行業的應用前景。目前各大稀土省份紛紛提出了 以某集團為主體整合稀土產業的構想,各省級別的稀土產業的兼併重組高潮已經或將要來臨。個股方面,建議持續關注受益于福建離子型稀土整合的廈門鎢業和釹鐵 硼磁材龍頭中科三環。


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由湖南藍山縣礦整辦牽頭，漿洞瑤族鄉政府、漿洞派出所組成的聯合執法隊伍對漿洞瑤族鄉史家村鐵丁寨境內的一處稀土非法採礦點進行專項整治行動。

稀 土是國家保護性開採礦種，是國家重要的戰略資源，非法盜采、買賣稀土資源屬於嚴重違法犯罪行為，必須從重從快予以嚴厲打擊。近年來，藍山縣曾多次組織專門 力量進行打擊取締，但部分違法分子仍然無視國家法律法規，擅自開山採礦，偷盜亂采國家資源，極易造成水土流失、山體滑坡等自然災害。

當 天，藍山縣礦整辦接到群眾舉報後，立即聯合當地政府、派出所組成聯合執法隊伍趕赴現場查實取證、搗毀取締非法採礦點。在漿洞瑤族鄉史家村鐵丁寨一深山，只 見非法盜采者亂采亂挖，整個山頭已是“千瘡百孔”。執法人員隨即調來大型吊車、拆除工具等，對漿洞瑤族鄉境內的一處非法開採稀土礦點的廠棚、採礦設備進行 了強制拆除、沒收，確保非法開採點不留工棚、不留機械、不留線路、不留作業人員、不留火工產品、不留礦井和斷水、斷電、撤離採礦設備的“六個不留”和“兩 斷一撤”標準。下一步，執法人員表示將進一步加大巡查整治力度，對擅自開採稀土礦資源的行為，堅決做到發現一起，取締一起。


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1月22日，工信部、發改委、財政部等12個部委聯合發佈《關於加快推進重點行業企業兼併重組的指導意見》(以下簡稱《意見》)，提出了汽車、鋼鐵、水泥、船舶、電解鋁、稀土、電子資訊、醫藥和農業產業化等9大行業和領域兼併重組的主要目標和重點任務。

受此消息影響，稀土、水泥、鋼鐵等板塊輪番活躍，表現強勢，成為當前盤整市中的亮點。

在國土資源部已經連續數年暫停受理新的稀土礦勘查、開採登記申請的背景下，受到福建省政府力挺的廈門鎢業有望獲得“特殊待遇”。

廈 門鎢業位於福建長汀的中坊稀土礦區，去年底已經通過環保部的環評公示。待環保部批文下發後，就將進入國土資源部審批流程。公司方面透露，新採礦證的獲批前 景樂觀。若權證順利下發，這將是福建省的第6張、也是廈門鎢業擁有的第4張稀土採礦權證。但多位業內人士同時表示，這並不意味著我國長期凍結的稀土採礦權 審批全面開閘。廈門鎢業很可能只是個案。

新礦區靜待佳音

“公司申請這個採礦證已經三年了，現在終於有了顯著進展。”廈門鎢業一位元高管昨日接受記者採訪時表示，環評公示已完成，目前正在等待環保部和國土資源部相關審批流程的進行。公司對正式獲批預期樂觀。

據 記者掌握的資料，長汀中坊礦區為離子型稀土礦，面積6平方千米，儲量折合稀土氧化物（REO）為1258.45噸，屬於中小型礦。該礦山的服 務年限為7.69年，廈門鎢業對其年規劃產量150噸。按照評估，產品方案為92%稀土氧化物，產品不含稅銷售價格14.90萬元/噸。

長 汀中坊礦區一度受制於政策，被暫緩審批。環保部檔顯示，2011年6月27日，環保部將該項目列為“擬暫緩審批的建設項目”。但在2012年12月17 日公示的“擬對建設專案環境影響評價檔作出的審批意見”中，該工程狀態變更為“擬批准的建設專案”。此前，國土資源部也在早些時候公示了《廈門鎢業股份 有限公司長汀中坊稀土礦採礦權評估報告》。

廈門鎢業董秘許火耀向記者提及，公司目前已擁有的3個礦區均為上世紀80年代設立，經過長年開採，資源已接近枯竭。“目前公司一年需要約3000噸稀土原料（REO），因此即使中坊礦開始投產，也只能補充150噸左右，原料依然需要大量外采。”許火耀說。

稀土採礦權並非“開閘放水”

不過，多位業內人士明確表示，廈門鎢業長汀中坊礦區採礦權的獲批有望，並不能說明我國稀土採礦權審批完全開閘。廈門鎢業的“特殊待遇”，只是個案。今後我國仍然會在稀土礦開採總量上嚴格控制。

國 土部近年來一直暫停受理新的稀土礦勘查、開採登記申請。這也導致了雖然2010年開始全國稀土行業始積極整合，包括廣東、廣西、湖南等多個地 區也都在申請新的採礦權，但一直沒有新證下發。根據國土資源部公佈的《稀土探礦權名單》和《稀土採礦權名單》，截至去年9月，全國稀土探礦權為10張，采 礦權則反而從113張整合為67張。

“廈門鎢業能夠有機會拿到新的採礦權，主要有兩個原因：福建省政府的大力支持；以廈門鎢業為代表的稀 土產業的‘福建模式’獲得了較高評價。”一位曾參與廈門鎢業調研的中國有色稀土工業協會人士昨日對本報記者表示。所謂“福建模式”宣導從下游高技術含量的 稀土深加工領域切入，逐步向上游延伸，與目前其他省份著重強調資源稟賦的思路不同。

廈門鎢業目前擁有5000噸稀土分離、2000噸稀土金屬、2000噸氧化物、1600噸發光材料和6000噸（首期3000噸）高性能磁材生產線，擴張還在繼續。


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目前所採用的稀土矽鐵合金生產工藝，即富稀土中貧鐵礦經高爐脫鐵後的稀土富渣、稀土精礦脫鐵渣或稀土精加石灰、矽鐵礦石奄弧爐中冶煉合金，這是結合我國稀土資源特點開發的工藝流程。工藝比較穩定成熟，生產能力和產量高，成本低，與國外相比，具有獨創性。

該工藝雖經多年的不斷改革完善，但至今尚處於發展階段，潛力很大。現存的主要問題是工藝冗長、工藝環節複雜，能耗大，總能耗為每噸12000～1400kW·h，使合金成為高能耗產品，並且，稀土的回收率低，工業生產通常僅在65%左右。

多年來，國內許多研究單位為簡化工藝環節、提高回收率、降低成本、改善技術經濟指標等，進行了不斷地探索和開拓。這些探索性的工作主要表現在根據不同用途改變稀土原料結構、還原劑選擇和工藝操作等諸方面。

（1） 選用精料

隨 著我國稀土合金工業的發展，稀土原料經歷了煉鐵高爐渣（REO4%～6%），中貧礦稀土富渣（REO10%～17%）和稀土精礦（REO＞30%）的變 革，原料由粗到精，擴大了產量，節省了能源，減輕了環境污染，推動了我國稀土中間合金的發展，但稀土精礦價高，影響了合金成本。

近 年來，我國開發出利用白雲鄂博或山東微山湖低品位稀土精礦（REO＞30%）直接冶煉稀土矽鐵合金的生產新工藝成功。精礦可不經造塊、脫鐵直接入爐，冶煉 稀土品位大於30%的稀土矽鐵合金，稀土回收率達75%。冶煉含21%～27%的稀土合金，稀土回收率達80%。每噸電耗3000kW·h以下。與現行工 藝相比，節省電耗30%。可直接採用濕法冶金不宜使用的低品位稀土精礦生產稀土中間金屬。稀土精礦和白灰分批均布爐膛，送電升溫，爐料全熔後升溫至 1350℃，停電強化還原，再升溫再次強化還原。當稀土合金中稀土合金含量接近31.5%，爐溫達1400℃左右即可出爐。熔體注入鐵渣分離系統，靜置數 分鐘，將合金注入錠模，爐渣則水淬回收綜合利用。
此工藝不僅成本低，末渣綜合利用後，環境污染也減少。

（2）提高還原劑的還原能力

當 前工業生產中所使用的還原劑由矽、矽鈣、鋁和碳化鈣等，從經濟的角度考慮主要使用矽鐵，以75矽鐵為主。如何提高矽的利用率，減少氧化燒損至關重要。從冶 煉過程中矽含量的變化發現，還原過程中合金矽含量下降的數量接近於合金中稀土增加的數量。也就是說在正常冶煉情況下，稀土與矽的置換當量為1左右，與化學 反應式中計算的資料相差很大。

這一點可用如下的分析來說明。在稀土中間合金冶煉過程中，矽的作用主要是：①合金中稀土、鈣、鎂、錳、鈦和鋁 等元素的還原；②與各元素形成穩定的矽化物，如RESi、CaSi、MnSi、TiSi2、MgSi、FeSi等；③氧化、燒損揮發的矽量。在冶金過程中 只有“自由矽”方能參加還原反應，影響著冶金過程稀土元素的收率和合金中稀土品位。Fe-Si系在固態下是以FeSi、Fe2Si5等化合物構成，由於鐵 和矽間的強烈相互作用，矽的活度明顯地表現出負偏差。

為了說是脫離實際個問題，可進行以下粗略的計算。設某一稀土矽鐵合金的成分為：RE 30%、Ca 3%、Mn 3%、Ti 0.5%、Mg 0.1%、Al 1%、Fe 23%、和Si 40%。制取上述成分合金1t，需加入75矽鐵0.8t，可以計算出還原上述元素（除了矽和矽鐵中含的鐵外）所耗用的矽量和這些元素形成相應的矽化物所需 要的矽量，這兩項為合理消耗。根據矽鐵的加入量和合金中實際含矽，可以分計算出剩餘自由矽的數量和氧化物燒損矽量。計算表明，氧化燒抽約占總矽量的21% 左右，這部分矽的消耗應儘量減少。以前大量冶煉中採用的壓縮空氣攪拌是矽大量燒損的主要原因。新近開發的強化冶煉技術，改用壓縮氮氣攪拌，明顯降低了矽的 氧化損失，稀土收率比原工藝提高10%左右。


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