稀土、稀散金屬礦生產現狀

中國稀土工業是在新中國成立後建立和發展起來的，經歷了三個發展階段：1950～1962年，為初創階段，學習、研究和引用世界已有的科學成果，掌握冶煉、分離、提純技術，為工業化準備了條件。1963～1975年為工業化階段，陸續開發南方獨居石、包頭稀土、江西離子吸附型稀土礦等資源，建立了一批選礦廠和冶煉廠。1976年後進入改革和振興階段，創造性地解決了包頭稀土資源綜合利用問題，不斷採用新工藝方法，產量、品質和經濟效益顯著提高，同時開發新材料，並大量推廣應用，產品和技術進入國際市場。

經過40多年的發展，已形成從地質勘查到采、選、冶和材料加工與應用等完整的稀土工業生產體系，擁有一批大中小型礦山和冶煉提取與材料加工廠等，生產幾百個品種和上千個規格的稀土產品，並創造了許多獨特的稀土冶煉工藝方法，稀土工業的生產技術和一些技術經濟指標已達世界先進水準。我國已成為稀土儲量、產量、出口量居世界首位的稀土大國之一。

我國近年來的稀土產能產量，據國家計劃委員會專家組調查，1996年稀土濕法冶煉能力已接近9萬t，處理稀土精礦的能力達8萬t以上。產量據國家計劃委員會稀土辦公室的最新報導：1997年我國稀土礦產品產量53250t，其中包頭稀土精礦產量35000t，四川冕寧稀土礦11000t，山東微山稀土礦1200t，獨居石產量50t，離子型礦產量6000t。稀土冶煉加工產品產量46500t，比1996年增長(以上資料引自《有色金屬工業》，1998，№.7)。1990～1995年我國主要稀土礦產品產量及結構。

我國稀土產業自改革開放以來取得了長足的發展。中國不僅是世界稀土第一資源大國，而且已成為第一稀土生產大國，也是稀土最大的出口國和主要消費國之一。可由下列一組數字表明〔據國家計劃委員會稀土辦公室(簡稱國家計委稀土辦)紅楓在《世界有色金屬》，1996，№.10期發表的資料〕：

（一）1980年，我國稀土產量僅2524t，1986年我國稀土總商品量達11860t，超過了一直處於世界第一的美國當年產量11000t，躍居世界首位。

（二）1988年，我國稀土礦產品產量達29640t，超過美國1984年達到的歷史最高年產量25950t。使我國居世界第一稀土生產國的地位得以鞏固和確認。

（三）1995年，我國稀土總商品量達4萬t，礦產品產量達4.8萬t，達到世界總產量的70%～80%，產銷率幾乎達100%。1980～1995年15年間，我國稀土產量增長了15倍，年均遞增速度20%(其中“六五”期間27%，“七五”期間23%，“八五”期間22%)，處於高速、穩定發展時期。

（四）我國稀土出口量，1980年稀土出口處於初始階段，當年出口量800t，創匯590萬美元；1995年出口量達27000t，創匯27129萬美元。15年出口量和創匯額分別增長32倍和44倍，年均遞增分別約為26%和29%(其中“六五”期間分別為41%和45%，“七五”期間是15%和25%，“八五”期間是23%和18%)。

世界稀土年總消費量是5～5.5萬t，其中60%～70%由我國供應，中國已成為世界最大稀土供應國。

（一）我國國內稀土消費量，1980年為1724t，1995年達1.3萬t。15年增長6.5倍，年均遞增14.4%(其中“六五”期間15.2%，“七五”期間15.7%，“八五”期間12.4%)。中國已成為繼美國之後，第二大稀土消費國。

（二）我國稀土產值，1980年全國稀土產業產值不過7000萬元，現在產值過億元的企業已超過10家，骨幹企業的人均產值達30～50萬元。

我國稀土冶煉產品主要包括混合稀土氧化物、氯化物鹽類、各種單一稀土氧化物、鹽類及混合稀土金屬、單一稀土金屬和合金等。品種規格如按冶金加工過程和用途來劃分，可分為稀土化合物與鹽類、稀土氧化物、稀土金屬、稀土合金、稀土材料、稀土農用產品等6大類。目前生產的品種已達300多個，最多的是上海有色金屬有限公司有252個品種，508個規格；甘肅稀土公司有71個品種，140多個規格；廣州珠江冶煉廠有44個品種，172個規格。我國單一稀土氧化物純度一般為2～3N(N代表9，下同)，最高達4～6N；單一稀土金屬純度為2～3N。多種產品品質已達到國家稀土產品品質標準，不少產品達到或接近國際同類產品品質標準。甘肅稀土公司熊貓牌氯化稀土，廣州珠江冶煉廠螢光級氧化釔、光學級氧化鑭與氧化釹，上海有色金屬有限公司的10多種優質產品，均已暢銷國內外。


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稀土在輕工紡織領域的應用前景十分廣闊。“七五”以來，稀土在該領域的應用有了長足發展，我國先後開發出稀土催乾劑、稀土保溫材料、稀土塑膠穩定劑、各類稀土有機無機催化劑、稀土添加劑等幾十種。目前我國稀土催乾劑生產技術非常成熟，已被油漆行業所採用，代替了鈷及其它傳統的有色金屬催乾劑，具有無鉛低毒等優點，我國每年需稀土催乾劑7000噸，市場潛力巨大。

一、稀土在塑膠工業中的應用

塑膠工業是重要的基礎原材料工業。稀土化合物在塑膠工業中主要被用作塑膠助劑。塑膠助劑，亦稱塑膠添加劑或配合劑，是塑膠製品工業中不可缺少的原材料。塑膠助劑不僅能顯著地改善塑膠的加工性能和使用性能，而且可以降低其生產成本、降低能耗、提高生產效率。因此，助劑對塑膠工業的發展具有不可忽視的重要作用。稀土可以用作聚氯乙烯塑膠的熱穩定劑，消除鉛、鎘等重金屬的污染，提高產品性能。作為改性劑的稀土可以使我國重要的MC尼龍工程塑料的物理機械和化學性能明顯提高。

目前，稀土化合物已經成功地用作聚氯乙烯的穩定劑，同時正進行塑膠功能性添加劑的研究，如利用稀土化合物的螢光性質，製成發光塑膠；利用磁性稀土材料，製成磁性塑膠；利用稀土化合物的光轉換性能，製成具有光轉換性質的塑膠等。

PVC加工用稀土穩定劑是近幾年來新開發出來的一種稀土應用產品，目前已顯示出非常好的應用前景。該產品以30%的氧化鑭為主要原料，現已有商品出售，生產廠家十餘家，生產規模2500噸左右。國內PVC塑材主要用作民用建築材料，塑鋼門窗是它的主要產品。根據國家建築節能規劃，國家將鼓勵發展塑鋼門窗，限制使用鋁合金門窗，到2000年，鋁合金門窗將完全被塑鋼門窗所替代。隨著我國塑膠加工行業的發展，稀土在該領域將有一個大的發展。

塑膠工業中用的紅色顏料有無機、有機二大類。無機鹽有鎘、鉛及與鐵的鹽類。鎘鹽顏色鮮紅，但因鎘有毒，而日益受到環境保護的限制；鉛鹽是桔紅色，也因有毒不宜採用；鐵鹽是棕紅色、不鮮豔。有機紅雖然色彩豔麗，但其遮蓋能力、彌散能力、抗滲漏及熱穩定性不如無機顏料。無機顏料還不易退色和變形。法國羅納普朗克公司開發出稀土硫化物棧無機紅顏料，這種顏料無毒，無環保問題。已在聚丙烯塑膠中試用。Ce2S3在氧化氣氛中350℃下能保持穩定，在惰性或還原氣氛中1500℃仍保持穩定。據報導，僅在美國和歐洲，分別有87%和80%的塑膠中使用到鎘顏料，這兩個市場每年就需2100噸以上的顏料，而全世界的塑膠年消費量超過4300萬噸。稀土硫化物顏料將能給稀土提供可觀的新市場。

二、稀土在油漆工業中的應用

稀土在油漆工業中主要作催乾劑，催乾劑是油漆工業的主要助劑，傳統催乾劑是由可變價的金屬鈷、錳、鉛、鋅、鈣、鋇、銅、鐵等和7～22個碳原子的一元羧酸化合反應生成的不溶于水的化合物，稱為金屬皂。

催乾劑主要對不飽和動植物油脂（脂肪酸）中雙鍵自動氧化起催化作用。凡使用不飽和動植物油脂（脂肪酸）作原料的油漆，不用催乾劑，其塗膜就不能乾燥。具體需用催乾劑的油漆品種有油脂漆、天然樹脂漆、瀝青漆、酚醛漆、醇酸漆等五大類以及部分氨基、環氧、聚氨酯、改性有機矽等品種。這些品種約占我國油漆總產量的70%左右，每年使用液體催乾劑的用量在萬噸以上，可見，催乾劑對於油漆工業是十分重要的。

傳統的鈷/鉛催乾劑體系存在不少缺點，鉛有毒，產品易沉澱，鈷資源少，依靠進口，且顯異色，影響清漆和淺色漆的色相。稀土催乾劑是一元羧酸稀土鹽（複合物、絡合物），稀土來自混合氯化輕稀土，產地主要是包頭，含鑭、鈰、鐠、釹等，其中鈰含量占50%以上。稀土催乾劑和鈷催乾劑配合，全部取代鉛、錳、鋅、鈣催乾劑，其用量只相當於油漆原配方中鉛、錳、鋅、鈣總量的35～80%，塗膜實幹性能及硬度、附著力等優於加鉛、錳、鋅、鈣催乾劑的配方。用稀土作油漆的催乾劑，不僅原料易得，可以減少毒性，減輕油漆生產和使用中的環境污染，並能改進塗膜性能，使油漆具有顏色淺、漆膜堅硬、成本低等優點。

三、稀土在紡織工業中的應用

稀土用於紡織工業是我國科技工作者開拓出的獨具特色的稀土應用領域。經過多年的研究和推廣，應用領域不斷擴大，工藝技術也日臻完善，並取得了明顯的經濟和社會效益。稀土在紡織工業中主要用於皮革鞣制、皮毛染色、棉紡、毛紡和合成纖維的印染等。由於稀土染色是在原有染色工藝流程和設備的基礎上，經過適當改進而形成的一種新工藝，這就為稀土染色工藝的推廣奠定了基礎。

稀土（主要用氯化稀土）添加在酸性染料（包括強酸性、弱酸性及酸性媒介染料）中起到助染作用，可以提高上染率、調整染料和纖維的親和力、提高染色牢度、改善纖維的色澤、外觀品質及手感柔軟度、節約染化料及減少環境污染、減輕勞動強度和降低動力消耗等。


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我國是世界稀土資源和產量第一的稀土大國，又是鋼產量第一的鋼鐵大國，但不是鋼鐵強國，品種品質與國外先進水準相比還有相當大的差距，仍有不少鋼材需要進口。用稀土這個高技術材料來強化和提升鋼鐵傳統產業，在低合金鋼、合金鋼中加入微量稀土，提高鋼質增強國際競爭力，把稀土的資源優勢轉化為鋼材的品種優勢和經濟優勢，具有十分重大的意義。

一、稀土在鋼中應用有三大作用

1.淨化鋼液。稀土具有去氧、脫硫作用，減少並細化鋼中夾雜物。2.變質夾雜。稀土加入鋼中生成球狀稀土硫化物或硫氧化物，取代長條狀硫化錳夾雜，使硫化物形態得到完全控制，提高鋼的韌塑性特別是橫向衝擊韌性，改善鋼材的各向異性。稀土使高硬度的氧化鋁夾雜轉變成球狀硫氧化物及鋁酸稀土，顯著地提高鋼的抗疲勞性能。3.微合金化。稀土在鋼中有一定的固溶量，它在晶界的偏聚能抑制磷硫及低熔點雜質鉛、錫、砷、銻、鉍在晶界的偏析或與這些雜質形成熔點較高的化合物，消除低熔點雜質的有害作用；稀土淨化和強化晶界，阻礙晶間裂紋的形成和擴展，有利於改善塑性尤其是高溫塑性；稀土能抑制動態再結晶、細化晶粒和沉澱相尺寸並促進鐵素體中Nb（C、N），（Nb、Ti）（C、N）和V（C、N）的析出；溶解的稀土可改變滲碳體的組成和結構並使碳化物球化、細化和均勻分佈。

稀土既是優良的變質劑，也是一種強效微合金元素。稀土具有捕氫性，能使鋼的氫致延遲斷裂性能得以改善；稀土可提高耐候鋼、不銹鋼的抗腐蝕性能，耐熱鋼的抗氧化性能和高溫強度，彈簧鋼、齒輪鋼和軸承鋼的抗疲勞性能，難變形高合金鋼的熱塑性，鋼軌及耐磨材料的耐磨性等。鋼中加入稀土後，一般能使鋼板、無縫鋼管的橫向衝擊韌性提高50%以上，耐腐蝕性能提高60%，同時提高其他性能。每噸鋼加稀土300克左右，但作用十分顯著，真可謂四兩撥千斤。

對鋼進行稀土處理，具有投資少、無污染、見效快、經濟效益高的特點。北京鋼鐵研究總院與武漢鋼鐵公司共同做的幾種鋼的鹽霧腐蝕對比試驗結果表明，稀土耐候鋼的耐腐蝕性能是普通鋼（Q235）的近2倍，超過了國際名牌耐候鋼美國的Corten鋼的水準。

中科院瀋陽金屬研究所研製了一種水電站水輪機、水泵用加稀土的不銹鋼，抗磨損性能比目前國內外使用最多的0Cr13Ni4Mo鋼提高近1倍。該所做了大量對比試驗，這種不銹鋼加適量稀土（0.3%）比不加稀土的性能大幅度提高，稀土對合金抗腐蝕、抗磨損和抗磨蝕性能分別比不加稀土的合金提高57%、55%、83%。

稀土處理鋼也有缺點：

（1）稀土夾雜物比重大，一般在5.5～6.5之間，不易上浮，特別是當稀土加入量過量時，會增加鋼中的夾雜，甚至產生脆性的稀土與鐵的金屬間化合物惡化鋼的性能。通過電腦仿真計算，確定最佳稀土加入量和稀土喂絲機的自動化，可以實現稀土加入量的準確控制，達到提高鋼質的目的。

（2）稀土處理鋼澆注時水口易結瘤，用強去氧劑如A1、Zr去氧時，也常出現水口結瘤問題。目前是採用在連鑄結晶器喂稀土絲，繞開水口的方法來解決這個問題。杜挺、韓其勇、王常珍教授指出，用熔融石英水口和鋯質水口，對防止含稀土鋼水口的結瘤具有較好效果。

（3）稀土金屬的價格較貴。稀土金屬絲和棒的價格是9～9.8萬元/噸，比矽鈣合金貴，這影響了稀土鋼的擴大推廣。


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