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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中國是全球最大的稀土生產和消費國，其稀土消費量已佔據全球稀土消費的半壁江山。但是，稀土資源優勢並不等於產業優勢和經濟優勢，我國只是稀土資源 大國和生產大國，還不是應用大國，更不是稀土強國。由於我國近20多年對稀土資源的過度開採，以及世界稀土新礦藏的不斷發現，使我國的稀土儲量占世界總儲 量的比重不斷下降，我國稀土資源大國的優勢正在逐漸削弱。在稀土生產方面，儘管我國的稀土分離技術達到世界領先水準，但存在著生產企業多、規模小，產業集 中度低，產品結構不盡合理，且資源利用率低、能耗高、污染嚴重。產品附加值低，出口創匯值不高，我們還沒有掌握稀土產品的定價權，特別是由於無序競爭、低 價競銷，造成出口量越來越多，而價格卻越來越低，讓外國人從中漁利。另外與美國、日本等發達國家相比，我國在對稀土資源的利用方面差距很大。我國稀土主要 是應用在傳統領域中，應用在高新技術領域中還不到50%，特別是在稀土新材料領域，我國幾乎沒有自主知識產權。這些存在的事實已嚴重危害到我國稀土資源安 全問題。制定和實施科學有效的資源安全管理對策，確保戰略性資源的長期有效供給，對維持國民經濟平穩健康發展是非常必要的。

我國稀 土產業經過近年的快速發展，積極參與國際競爭，已確立了在世界上稀土生產量、出口量和消費量第一的地位。但是，稀土產業的快速發展並不能掩蓋存在的嚴重問 題，體現在：稀土資源掠奪性和破壞性開採、稀土資源流失嚴重、稀土價格缺乏主導權、環境污染、技術研發力量不足，高技術專利受制於人等。

一、稀土資源掠奪性和破壞性開採

盡 管我國對稀土行業實行限量開採政策，但上世紀80年代以來，由於稀土價格比較高，大量國有資金湧入稀土行業，新建和擴建了一大批冶煉廠，再加上成千上萬家 民營企業一哄而上，造成國家對稀土資源開採管理上的失控。多數中小型稀土企業無證開採、越界開採、過量開採，亂采濫挖和“挑肥揀瘦”等現象十分嚴重。每年 稀土實際開採量往往是國家下達的指令性計劃的數倍，例如2007年，國土資源部給南方稀土企業下達指令性限額開採量是8000多噸，但統計資料卻達到 4.5萬噸。目前稀土資源的現狀已是千瘡百孔地破壞性開採。

二、稀土資源流失嚴重

稀土資源大量無節制出口是造成我國稀土資源 流失的重要原因。據統計，2005年我國產稀土產量為11.9萬噸，占世界總產量的96%以上。由於我國稀土產品出口價格低廉，造就了一些國家的貪婪，例 如，日本、韓國自身資源短缺，對稀土嚴重依賴於進口，中國稀土出口量的近70%都是這兩個國家；稀土儲量世界第二的美國，早早便封存了國內最大的稀土礦－ 芒廷帕斯礦，轉而從我國大量進口。在稀土價格低迷的時候，一些國家大量購買，增加儲備，例如日本從中國採購稀土礦以後，將其沉入海底作為戰略資源庫。西方 發達國家的貪婪還表現在，它們不但通過政府撥款超額購進，存儲於各自倉庫中，還通過投資開工廠等方式規避中國法律，逃避稀土出口配額限制，公開進行掠奪。僅 包頭市已有外國稀土企業10多家，其中不少企業收購稀土原料或初級產品後，稍做加工便運往國外，這種投資開工廠實質是變相掠奪我國稀土資源。如按目前我國稀 土企業的開採水準和出口規模，用不了多少年，我國將成為稀土資源純進口國。據2005年底美國礦物部公佈的資料，全球累計探明稀土工業儲量為1.54億 噸，我國擁有的比重從早年的90%以上降為58%左右，資源優勢大幅下滑。

三、我國稀土技術研發力量不足，專利技術受制於人，缺乏高附加值產品

我 我國是稀土大國，卻是稀土技術弱國，稀土產品深加工和後處理工藝、自主研發能力遠落後於發達國家。我國稀土產品主要是永磁材料、發光材料、儲氫材料和拋光 粉等中低端產品，初級產品出口量占出口總量的75%，缺少高附加值產品，生產企業的利潤只有1%～5%。國外企業採取附帶自主開發的方式，用其稀土技術專 利對我國進行覆蓋和限制，給我國稀土產業科技創新和自主研發帶來很大阻力。美國、日本、歐洲等發達國家掌握了稀土高技術材料的核心和關鍵技術，壟斷了系列 專利，利用其專利技術優勢對中國稀土產業的發展進行扼制。專利不僅代表著技術，還意味著市場和利益，由於缺乏自主知識產權的專利技術，中國企業沒有權利進 行生產加工附加值高的產品，意味著國際市場的喪失，而西方發達國家卻利用他國資源攫取著稀土產品生產的大部分利潤。

四、稀土價格缺乏主導權

按 國際定價慣例，一個企業或國家如果擁有某類產品的一半市場份額，就應具有市場價格的決定權和主導權。經濟學上認為的，當某一勢力對一種產品的供應量佔有相 對比例優勢時，就會形成某種程度的壟斷。如石油輸出國組織（OPEC）在世界石油市場中的份額還不到50%，卻能左右著石油的價格。但是，儘管中國擁有稀 土儲量、產量、消費量和出口量4個世界第一，卻在世界市場沒有主導權，甚至缺乏相應的話語權。什麼原因造成如此現狀？中國稀土出口量過大且秩序混亂，西方 進口商同時和國內上百家稀土生產企業發生購銷上的接觸，人為誘導我國稀土供應商相互壓價、惡性競爭，造成我國稀土產業全面虧損。2007年全球稀土供缺於 求，這是自 2001年以來第一次出現這種情況。全球稀土供給下降10%，而消費卻上漲了16%，供需缺口為5570噸。也正是2007年底到2008年5月，全國稀 土價格出現了令人不可思議的“大跳水”：原礦從7.6萬元/噸降到了6.4萬元/噸，稀土的標誌性產品氧化鐠釹從每噸22萬元一度下降至每噸13.5萬 元……僅僅半年時間，幾乎所有的稀土原礦和產品都出現價格持續下滑現象。追究其價格下滑的原因，主要是一些國際大買家在低價時大量購進我國稀土產品，並作 為戰略物資儲備起來，價格上漲時則停止採購使用庫存，待再次降價時再行購進，這就逼著國內企業競相降價出售。另外還有一定的惡性競爭因素。我國稀土資源主 要集中在江西、內蒙古等省區，地理分佈相對集中，但對外銷售卻很分散，出口稀土的企業達100多家，多家競爭的結果是競相壓價出口。目前“稀土”只是賣了 個“土”的價錢！就象人參賣了個蘿蔔價！

五、稀土企業佈局混亂

目前全國有稀土開採、冶煉等生產企業100多家，應用企業更是達1000多家，僅內蒙古就擁有稀土生產及應用企業80多家，分屬冶金、有色、核工業等系統以及地方和民營企業，產業佈局和競爭秩序混亂，給國外進口商規避配額限制以可乘之機。

六、監控管理困難

我 國稀土資源產地大多位於邊遠山區，而礦產資源管理機構又大多在城市，這給監控管理帶來了很大的難度：在既得利益的驅動下，亂采濫挖的中小企業抓住這一特 點，採用迂回遊擊戰術，巧妙地避開抑制性的稀土資源政策的管制，依然從自身利益出發從事生產活動，治理效果不佳。再則條塊分割，多頭管理，企業隸屬關係複 雜，加之一些地方的保護，有的相關部門違規或越權審批稀土專案，使得稀土行業直接取得了擴張性的效果。

七、稀土配額倒賣嚴重

為 防止資源流失，督促產業升級，1998年以來，我國對稀土產品出口開始實施配額管理制。但隨著稀土的需求日益擴大和配額總量的減少，出口配額炙手可熱，部 分獲得配額較多的企業為牟暴利，存在違規倒賣配額、代理出口等不法行為，擾亂了出口秩序。除了各級政府機構管理不善，一些企業的行為不端更是問題存在的根 源。

八、稀土開採造成嚴重的環境污染對稀土礦的亂采濫挖

稀土亂采濫挖，以及“三廢”問題，造成地下水嚴重污染，大量耕地荒 蕪。而且由於稀土礦伴生大量放射性元素“釷”，因此稀土礦開採的環境問題也嚴重於一般礦床的開採。白雲鄂博地區大量稀土礦的尾礦壩分佈在黃河附近，一旦出 現地震或者大規模降雨將致使尾礦壩決堤，尾礦流入黃河後，大量放射性廢物將進入黃河水源地，帶來的生態災難是我們不能想像的。


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稀土中間合金是我國最主要的稀土產品之一，它在鋼鐵中的應用是我國稀土中間合金最大的應用領域。隨著鋼鐵工業對稀土中間合金需求量的日益增加，開發價廉物美的稀土中間合金，是稀土中間合金工業今後的發展趨勢。

（1） 選用稀土品位高的稀土精礦作原料我國稀土中間合金工業從採用含REO4%～6%的大高爐渣改為採用含REO10%～15%的富稀土中貧鐵礦除鐵渣為原料， 使合金的技術經濟指標有了大幅度的改善，採用精料（REO25%）對冶金工業來說是提高經濟效益的必由之路，儘快讓我國的主要合金生產廠都用上稀土品位高 的精礦，是提高我國稀土中間合金產品在國際市場上競爭能力的有效措施。

（2）選擇經濟合理的冶金流程碳熱法是世界上生產稀土鐵合金 的主要流程，大量實踐證明，對大規模生產來說，它是經濟合理的流程，我國在20世紀70年代的碳熱法生產實踐由於稀土原料品位太低而告失敗。在稀土精礦大 量問世後，應該通過試驗重新評價這一流程，以便給稀土中間合金工業帶來的經濟效益。

採用熔渣入爐，或熔渣與液態矽鐵在搖包中快速反應冶煉合 金，是節省能源的好辦法。溶渣入爐早在1966年就進行過試驗，試驗證明高爐熔渣經過11m長的渣槽（其中5m為水冷渣槽）注入電爐仍能保持一定的流動 性，入爐後只需短時間送電提溫或直接加入矽鐵即可進行還原精煉。1987年用爐渣入爐生產含PE30%的合金，比冷渣入爐節電30%，提高生產效率 15%～20%。採用熔渣入爐需慎重選擇比渣爐或混渣爐。20世紀60年代曾有人建議用全水套鼓風爐熔化塊狀冷渣。鼓風爐的熱效率一般在60%～70%， 適宜處理塊狀料，風口區每晝夜熔煉能力為100～150t/m2。用焦碳代替電能來化渣對我國大多數地區是可取的。60年代後期曾作過鼓風爐化渣的試驗， 在渣中配入適量石灰石，使爐渣入電爐就可煉合金。

熔渣與液態矽鐵在搖包（或其他合適爐子）中快速反應冶煉合金的設想，尚未進行過試驗，有待證實。

（3） 生產多規格、多劑型的合金產品合金產品的系列化應該包括針對不同的應用領域、不同的使用條件、不同的技術裝備提供相應的有特色的稀土中間合金，合金的化學 成分要因地制宜，劑型也應多樣化。近年來，由於稀土國入法的改進，對粉、包芯線、壓塊等形式供貨提上了日程，國內也不斷有商品上市，應該把這些規格逐步納 入標準，使生產穩步發展。

稀土中間合金工業的發展必須依靠技術進步，對科技的投入終將在生產中取得巨大的經濟效益。改進工藝、降低消耗、穩定品質、開發適銷對路的新產品，是我國稀土中間合金工業的發展方向。


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一、稀土磁性材料：三方面引領潮流

稀土永磁主要是指釹鐵硼系永磁材料、釤鈷永磁材料和稀土鐵氮系永磁材料。釤鈷永磁是最先發 展起來的一種稀土磁性材料，具有高居裏溫度、高矯頑力特點，因含有昂貴的戰略金屬鈷使其發展受到很大限制。目前用量維持在600～700噸，主要應用於軍 工領域；釹鐵硼永磁發明於1983年，正值電子電腦、辦公自動化、家電產品普及和微型化的關鍵時刻，迫切需要強力磁體，釹鐵硼不僅磁性能高，而且價格低 廉，它的問世給磁體帶來了革命性變化，同時使全球電腦、通訊等產業得到了飛速發展，目前是稀土磁性材料的主力軍，09年產量9.4萬噸（全球1.44萬 噸）；稀土鐵氮永磁主要指2:17型釤鐵氮化合物及我國楊應昌原始發明的1∶12型釹鐵氮化合物，同時具有較高的磁性能和耐蝕性，由於工藝問題，目前應用 較少。

我國的釹鐵硼應用分高科技用途、傳統用途和低擋用途。高科技用途包括MRI，VCM，DVD/CD記憶體，CD拾音器，電動 自行車（EB）和電動助力車（EAV）等，這部分用量增長最快，占我國釹鐵硼磁體消費的50%左右，近年來是拉動釹鐵硼磁體消費的主要動力；傳統領域的應 用包括揚聲器、磁分離器和磁化器包括用於油田和石油工業的脫蠟器，每年用量較為穩定，約占我國釹鐵硼消費的30%；低牌號用途主要是在浙江慈溪等地生產的 服裝、箱包用的磁性紐扣或傢俱上門吸等，在此方面的用途所占比例正逐漸降低，但絕對量仍逐年增加，因為它作為廢料回收利用，仍有一定的生命力。

我 國磁體生產主要集中在江浙、山西、京津、包頭和江西地區，09年我國釹鐵硼磁體產量在9.4萬噸左右，其中出口約占20%。從釹鐵硼在高科技領域的消費結 構看，增長最快的是電動自行車（EB）和電動助力車（EAV），以DVD/CD記憶體和CD拾音器用磁體主要供給國外用戶。另外，電動自行車已成第十大家 電下鄉品種。由於電動自行車的驅動是釹鐵硼電機，由於電動自行車的成本比摩托車低很多，農村用戶龐大，未來釹鐵硼在這上面的應用仍能保持較快的增長。

釹鐵硼“質”和“量”之飛躍將被引爆：釹鐵硼的傳統應用目前沒有衰退，而隨著低碳經濟的到來，新的應用領域正在形成，下面三個方向以後會引領釹鐵硼的消費：

1、 風力發電：在目前裝備的各類風力發電機組中，永磁風力發電機因其效率高、體積小、可靠性高、結構簡單等特點，成為風力發電機的首選。使用稀土永磁材料，能 使發電機的效率從普通電機0.50提高到0.85以上，同時採用永磁發電機，還可做到風力機與發電機的直接耦合，省去變速箱，從而提高可靠性，減小系統噪 聲，降低維護成本。2008年，我國新增風電機組5130多台，裝機容量630萬千瓦，總裝機容量連續第四年翻番增長，全國累計裝機容量已達到1221萬 千瓦。預計到2020年我國風電有望實現1億千瓦裝機容量，按照每台1MW級永磁風力發電機需用釹鐵硼0.6～1.5噸計算，約消耗釹鐵硼6～15萬噸， 這為釹鐵硼永磁材料今後的應用提供了極其廣闊的空間，可以預見，風力發電將成為釹鐵硼的應用的一大新的領域。

2、新能源汽車：經濟危機下， 為順應節能環保的大勢，各國政府不約而同地選擇了新能源產業作為刺激經濟走出危機的契機，將新能源產業從醞釀期推向了加速期的臨界點。中國新能源汽車產業 得到國家政策多方面扶持。未來3年（2009～2012）國家將投入數百億美元，力爭到2012年全國新能源汽車市場份額占到汽車市場的10%。由於永磁 同步電機的能效利用率極高，所以它們被用於HEV，每輛車需要高性能釹鐵硼約7公斤。僅豐田公司“普銳斯”混合動力汽車的今年產量就將達到100萬量，由 此可見，釹鐵硼磁體市場必將因汽車用途而迅速擴大。

3、無刷直流電動機：目前在日本和歐美等國變頻空調已經成為空調行業的技術平臺，98% 左右的空調均為變頻空調，但我國目前應用較少。變頻空調由於具有舒適、節能等特點，勢必成為未來的一種趨勢。目前，變頻空調壓縮機驅動電機為單相非同步電動 機或直流電機，因為非同步電動機存在轉差損耗，直流電機電刷的存在使得其故障率高、使用壽命低，所以非同步電動機和直流電動機都不是空調壓縮機的理想部件。永 磁無刷直流電動機(BLDCM)是新一代高性能的驅動電機，很好地克服了這些缺點，一方面永磁無刷直流電機本體具有交流電動機的結構，同時又有直流電動機 的速度調節性；另一方面BLDCM為永磁勵磁，減小了定子無功電流，提高了功率因數。永磁無刷直流電動機將被廣泛運用於空調機、空氣壓縮機、風機等家用電 器領域。由於我國空調市場巨大，變頻空調的發展，必將為永磁開拓一個新的應用領域。

因此，隨著新的應用領域不大開發，預計未來5年釹鐵硼行業全球仍將保持15%的增速，而我國有望將保持20%的增速。

二、稀土發光材料：照明節能引領新機遇

稀 土發光材料是利用銪、鋱、鈥、鉺、銩等元素的獨特光電性質，製造出的具有發光效率高、節能、環保、壽命長等一系列優良性能的發光材料。應用範圍涉及稀土節 能燈、顯示、光電器件、現代醫療電子設備等多個領域，是現代綠色照明產業的關鍵基礎材料。2009年，我國共生產各類稀土螢光粉約7200噸，居世界第 一。

三基色螢光燈（節能燈）約占稀土發光材料的75%，是目前主要發光材料的主要應用領域，由於三基色螢光燈可比白熾燈節電 70%－80%，而且具有高顯色性、高光效、長壽命、節能環保等優點，因此具有廣闊的市場前景。近年來歐盟、美國、澳大利亞、加拿大、中國臺灣、日本及韓 國等國家和地區相繼開始推行禁用白熾燈計畫，出臺補貼政策推廣節能燈以減少能源消耗。2009年7月24日，發展改革委與聯合國開發計畫署(UNDP)、 全球環境基金(GEF)簽訂“中國逐步淘汰白熾燈、加快推廣節能燈”專案，計畫三年內逐步淘汰白熾燈，推廣普及節能燈。

2009年我國稀土 三基色螢光燈產量超過30億隻，若80%的白熾燈被替代，每年還需增加約30億隻稀土三基色螢光燈，合計年均需要螢光粉約1萬噸，到2015年合計需要稀 土三基色螢光粉約6萬噸。可見，隨著世界各國對環保節能問題日益重視和綠色照明理念的深入人心，我國節能燈產業將迎來新的發展機遇，稀土發光材料亦將迎來 新的發展時機。

稀土發光材料生產企業：目前我國各類稀土發光材料生產能力已達到10000噸左右，主要的稀土發光材料生產企業有廣東江門科 恒實業有限公司、大連路明發光科技股份有限公司、陝西彩虹螢光材料有限公司、杭州大明螢光材料有限公司、常熟市江南螢光材料有限公司、浙江衢州國光照明有 限公司、江蘇天彩科技材料有限公司、無錫新威螢光材料有限公司、廈門通士達新材料有限公司、上海躍龍新材料股份有限公司、四川新力光源有限公司、廣州有色 院、有研稀土新材料股份有限公司、內蒙古天彩稀土發光材料有限責任公司等。其中，江門科恒實業有限公司是目前國內規模最大的稀土三基色螢光粉生產企業，年 生產能力達到1440噸。大連路明是我國最大的稀土長餘輝發光材料生產企業，年生產能力約為1000噸。此外還有歐司朗（中國）照明有限公司三基色螢光粉 生產能力將達到2000噸，廈門鎢業公司年產1050噸稀土三基色螢光粉將於近期試車。江西稀有稀土金屬鎢業集團有限公司年產1500噸稀土三基色螢光 粉。

稀土儲氫材料：應用量或將迅猛上升

鎳氫電池在電動工具和電動汽車領域正顯示出巨大的發展前景。最近幾年的汽車市場上，混 合動力汽車的發展前景受到各方面的一致看好，各大合資和本土汽車廠商也紛紛推出混合動力汽車車型和開發計畫，國家發改委于2008年初適時地為在服務於奧 運的奇瑞A5、一汽奔騰等混合動力汽車頒發了“准生證”，同時加緊制定混合動力汽車的鼓勵政策和相關標準，鼓勵混合動力汽車的發展。隨著技術的進步和廠商 針對性的推廣，中國混合動力汽車市場的大門將逐漸打開。

專家預計2010年左右中國混合動力汽車市場將迎來井噴式增長，年均增長率將達到 12%。2010年全年，預計電動汽車生產量將超過800萬輛，其中混合電動汽車占95%。2009年，我國稀土儲氫材料產量達到19000噸，比 2000年的1200噸增加了16倍，應用稀土量達7900噸，占到全部稀土應用量的11%。未來應用量或將迅猛上升。

稀土儲氫材料生產企 業：目前我國儲氫材料合計產能在2萬噸以上，主要有珠海金峰航電源科技有限公司、廈門鎢業股份有限公司、內蒙古稀奧科貯氫合金有限公司、遼寧瀋陽鑫普新材 料有限公司、包頭三德電池材料公司、甘肅稀土集團有限責任公司、贛州華京稀土新材料有限公司、中山市天驕稀土材料公司等。

另外，江西江鎢浩運科技有限公司年產5000噸稀土儲氫材料的生產線，廈門鎢業股份有限公司新增2000噸稀土儲氫材料的生產線目前正在建設中。

三、稀土拋光材料：產業發展正積極推進

稀 土拋光粉廣泛應用於顯示器、玻璃、光學器件、電子元件的拋光，特別是近年來隨著液晶顯示器的產業興起，高性能液晶拋光粉得到了快速發展，2008年，世界 稀土拋光粉用量約為20000噸，其中液晶液晶顯示器用拋光粉用量達到了8000噸，；2008年我國共生產稀土拋光粉約7900噸，其中液晶拋光粉產量 約3260噸。

據有關專家估計，隨著世界稀土拋光粉需求的進一步增長，包頭、四川、江西等稀土資源正在積極推進稀土拋光粉產業的發展，預計2010全年，我國稀土拋光粉的年生產能力將達到2萬噸。

稀 土拋光材料生產企業：目前我國稀土拋光粉合計產能超過15000萬噸，主要生產企業有包頭天驕清美稀土拋光粉有限公司、甘肅稀土新材料股份有限公司、包頭 羅地亞稀土有限公司、宜興興威利成稀土有限公司、上海華明高納稀土新材料有限公司、上海福納稀土新材料有限公司、成都君臣科技有限責任公司等。

稀土催化材料：總消費需求將驚人矚目

稀 土催化材料具有良好的助催化性能，已形成石油化工催化劑、汽車尾氣淨化催化劑、柴油清潔添加劑、天然氣催化燃燒材料、有機廢氣淨化催化劑、固體氧化物燃料 電池（SOFC）催化材料以及合成橡膠稀土催化劑等多種產品，成為石化、環境、能源、化工等催化應用領域不可或缺的重要組分。

石油化工裂化 催化是稀土目前稀土催化劑最主要的應用領域。2009年，我國原油加工量37460萬噸，使用的FFC稀土分子篩催化劑消費稀土約7500噸。據專家預 測，2015～2020年，我國原油加工量將保持在5億噸以上的規模，用於FCC催化劑的稀土用量將超過10000噸。

稀土除用於製造石油 裂化催化劑外，在汽車尾氣淨化催化領域也已得到了廣泛應用。採用稀土作為助催化劑，可以有效提高催化劑的性能並減少貴金屬的消耗量。自美國於20世紀70 年代中期推行汽車淨化催化劑的應用以來，目前已有40多個國家實施了排放控制法。2000年歐洲制定歐Ⅱ標準，對一氧化碳、氮氧化物等排放規定的具體標 准，到2005年實施歐Ⅳ標準時，上述排放物允許數量又下調了40%～50%。隨著環保法規對汽車尾氣排放日益嚴格的控制，稀土汽車尾氣催化劑市場將進一 步擴大。2009年，我國各類車用尾氣淨化催化器產量為1300萬套，消耗稀土約3300噸。其中，汽車尾氣淨化器960萬噸。據專家預測，2015年我 國汽車產量將達到2000萬輛，2020年將超過2500萬輛，我國汽車尾氣淨化器市場需求量至少在2000萬套以上，對稀土催化材料的消費需求將超過 5500噸。

此外，隨著燃料電池、天然氣催化燃燒、水污染治理、空氣淨化等領域對稀土催化材料需求的大幅度增加，2015～2020年，我國稀土催化材料總消費需求將超過17000噸。


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稀土在冶金工業方面：稀土金屬或氟化物、矽化物加入鋼中，能起到精煉、脫硫、中和低熔點有害雜質的作用，並可以改善鋼的加工性能；稀土矽鐵合金、稀 土矽鎂合金作為球化劑生產稀土球墨鑄鐵，由於這種球墨鑄鐵特別適用於生產有特殊要求的複雜球鐵件，被廣泛用於汽車、拖拉機、柴油機等機械製造業；稀土金屬 添加至鎂、鋁、銅、鋅、鎳等有色合金中，可以改善合金的物理化學性能，並提高合金室溫及高溫機械性能。

在石油化工方面：用稀土製成 的分子篩催化劑，具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強的優點，因而取代了矽酸鋁催化劑用於石油催化裂化過程；在合成氨生產過程中，用少量的硝酸稀土 為助催化劑，其處理氣量比鎳鋁催化劑大1.5倍；在合成順丁橡膠和異戊橡膠過程中，採用環烷酸稀土－三異丁基鋁型催化劑，所獲得的產品性能優良，具有設備 掛膠少，運轉穩定，後處理工序短等優點；複合稀土氧化物還可以用作內燃機尾氣淨化催化劑，環烷酸鈰還可用作油漆催乾劑等。

在玻璃陶 瓷方面：稀土氧化物或經過加工處理的稀土精礦，可作為拋光粉廣泛用於光學玻璃、眼鏡片、顯像管、示波管、平板玻璃、塑膠及金屬餐具的拋光；在熔制玻璃過程 中，可利用二氧化鈰對鐵有很強的氧化作用，降低玻璃中的鐵含量，以達到脫除玻璃中綠色的目的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光學玻璃和特種玻璃，其中 包括能通過紅外線、吸收紫外線的玻璃、耐酸及耐熱的玻璃、防X－射線的玻璃等；在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以減輕釉的碎裂性，並能使製品呈現不同的顏色和 光澤，被廣泛用於陶瓷工業。在新材料方面：稀土鈷及釹、鐵、硼永磁材料，具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積，被廣泛用於電子及航太工業；純稀土氧化物和三氧 化二鐵化合而成的石榴石型鐵氧體單晶及多晶，可用于微波與電子工業；用高純氧化釹製作的釔鋁石榴石和釹玻璃，可作為固體鐳射材料；稀土六硼化物可用於製作 電子發射的陰極材料；鑭鎳金屬是70年代新發展起來的貯氫材料；鉻酸鑭是高溫熱電材料；近年來，世界各國採用鋇釔銅氧元素改進的鋇基氧化物製作的超導材 料，可在液氮溫區獲得超導體，使超導材料的研製取得了突破性進展。此外，稀土還廣泛用於照明光源，投影電視螢光粉、增感屏螢光粉、三基色螢光粉、複印燈 粉；在農業方面，向田間作物施用微量的硝酸稀土，可使其產量增加5%～10%；在輕紡工業中，稀土氯化物還廣泛用於鞣制毛皮、皮毛染色、毛線染色及地毯染 色等方面。


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熔鹽電解精煉法提純金屬是將金屬在一定的熔鹽體系中經電解除去雜質提純金屬的方法。電解精煉法提純稀土金屬週期短，對除去某些雜質有明顯效果。

電 解精煉過程中，以雜質較高的稀土金屬為陽極，研究得最為透徹得是金屬Gd[16]，最初含有810μg/gO和920μg/gTa。進入LiF-GdF3 電解槽並用He氣保護，H、O、N和Al、Fe、Ta等金屬雜質經過電解精煉後含量明顯下降，但C含量仍維持不變，F含量略有增加，經電子束熔煉脫除。電 解精煉除Ta尤為合適。圖1為電解精煉金屬釔的裝置示意圖。用粗金屬釔作陽極，用鎳襯或鎢坩堝做電解槽。電解質組成cm2，槽壓為0.4～0.6V，電解 後針狀或片狀的金屬釔沉積在陰極上，然後將這種金屬在880℃下進行真空蒸餾，除去金屬上附著的鹽類後熔鑄成釔錠。

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稀土元素是從比較稀少的礦物中發現的，“土”原指不溶于水的物質，故稱稀土。英文Rare Earth Element(簡寫RE或R）。

稀土家族是來自鑭系的15個元素，加上與鑭系相關密切的鈧和釔共17種元素。它們是：鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。你若想用中文呼喚這個家族的某個成員，不用管那貼在一旁的“金”，直接喊邊上的“名”，包你八九不離十。

稀 土是一個神奇的家族。天然的稀土元素常常是結伴同行，人們必須想方設法才能把它們分離。人類在認知稀土的早期，常常在得到某種稀土元素時，卻 不知道還有別的“頑皮”的元素隱藏其中，或者無法將不願分手的夥伴分開。比如“鑭”就是在“鈰”中發現的，它的名字“La”就是希臘語“隱藏”一詞的縮 寫。 “鐠釹”在希臘語中意為“雙生子”，“鐠釹”是在“鑭”中間發現的，而40年以後，它們才得以被分離成兩個元素，所以一個就叫“鐠”，另一個則取名 “釹”。還有，“釤”是在“鐠釹”中發現的，“釓”又是在“釤”中發現的……。

由於特殊的原子結構，稀土家族的成員非常的活潑，且個個身手不凡，魔力無邊。它們與其他元素結合，便可組成品類繁多、功能千變萬化、用途各異的新型材料，且性能翻番提高，被稱作當代的“工業味精”。

如：在超音速飛機中應用含稀土的АЦР1和ЖП207合金，可在400℃以下長期工作，它是現今高溫性能最好的合金之一，它的持久強度比一般鋁合金可提高1～2倍；

鋼中加入稀土後，製成的薄料橫向衝擊韌性提高50%以上，耐腐蝕性能提高60%，而每噸鋼只要加稀土300克左右，作用十分顯著，真可謂四兩撥千斤；

稀土添加在酸性紡織染料中，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、並可節約染料及減少環境污染和減輕勞動強度等；

稀土元素可以提高植物的葉綠素含量、增強光合作用、促進根系的發育和對養分的吸收。還能促進種子萌發、促進幼苗生長，還具有使作物增強抗病、抗寒、抗旱的能力；

用稀土鉕作熱源，可為真空探測和人造衛星提供輔助能量。鉕電池可作為導彈制導儀器及鐘錶的電源，此種電池體積小，能連續使用數年之久。

在今天的世界上，無論是航太、航空、軍事等高科技領域，還是人們的日常生活用品，無論工業、農牧業、還是化學、生物學、醫藥，稀土的應用及其作用幾乎是無所不在，無所不能。


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（一）稀土加入到有色金屬中的主要作用

稀土具有很高的化學活性和較大的原子半徑，加入到有色金屬及其合金中，可細化晶粒、防止偏析、除氣、除雜和淨化以及改善金相組織等作用，從而達到改善機械性能、物理性能和加工性能等綜合目的。

 由於稀土金屬的淨化、調質作用，對這些有色金屬都能起到細化晶粒，提高再結晶溫度，從而對鑄造合金能顯著地改善工藝性能，對變型合金能顯著地提高加工性 能；對鎳、鈷基的耐熱合金能提高抗氧化和抗高溫腐蝕的能力，對超硬合金可以改善韌性和耐磨性。這些性能的改善，都顯著地提高了生產企業及使用單位的經濟效 益，並能為國家減少這些寶貴資源的消耗。

（二）稀土在有色金屬中的應用

1、稀土在鋁電線、電纜中的應用

目前我 國的稀土鋁導線主要有高強度稀土鋁合金電纜，成份為Al－Mg－Si－RE，用於高壓輸電線路，它的抗拉強度達到26kg/mm2，弧垂性能和彎曲性能 好，使用壽命長。高導電鋁電線，成份為Al－RE，稀土的加入量為0.15～0.3%。在較高溫度下（＜150℃）使用的高導電稀土鋁導線其成份為 Al－Zr－RE，其載流量為純鋁線的1.6～2.0倍，用作大電流導線。每年生產的稀土鋁電纜、電線不僅滿足國內市場的需求，還大量出口，經濟效益顯 著。稀土鋁高導電電線和稀土鋁合金電纜線產量預計1999年將達到50萬噸左右，稀土消費量在1000噸左右。

2、6063稀土鋁合金及應用

這 是一種最常用的變形合金，多用於工業和民用建築，其成份（%）為Mg0.67～0.70，Si0.45～0.48，Fe0.20～0.21，餘為鋁。在該 合金熔煉過程中加入0.20～0.25%的稀土金屬，抗拉強度提高24%，擠壓速度提高0.5倍，成材率提高3%，並改善了表面品質。增加了耐蝕性和著色 性。另外還有添加稀土的Al－Si－M(M=Cu,Mg,Mn)合金用於製造汽缸缸體和活塞。

3、稀土鋅鋁熱鍍合金

為防止鋼材腐蝕，通常用Zn－Al熱鍍合金（Galfan）比鍍鋅具有更好的加工成形性和耐腐蝕性，但鋅耗較高，耐蝕性也有待改善。近年Zn－Al－Mg－RE熱鍍合金開發成功並投入生產。這種稀土熱鍍合金的流動性、耐蝕性、鍍層的形成性能都優於鋅和Zn－Al合金。

4、稀土銅耐磨合金

一般軸瓦材料用錫青銅（即巴氏合金），但價格較貴。稀土耐磨鉛青銅合金（RPH）的使用壽命是巴氏合金的1.5倍，而噸成本比後者又降低了5000～6000元。目前已在紡織機械中使用。

5、稀土硬質合金

硬質合金用於金屬切削、鑽頭、模具等方面，其硬度大、強度高，但抗彎性差、易打損。稀土添加劑同粘結劑與硬質相WC、TiC一起球磨鈦，製備硬質合金原料粉，再經壓型燒結工藝過程生產的硬質合金，抗彎強度提高約15%，硬度提高0.5RHA，使用壽命提高一倍以上。

6、稀土鎂合金

稀 土鎂合金比強度高，對減輕飛機重量，提高戰術性能具有廣泛的應用前景。中國航空工業總公司研製的稀土鎂合金包括鑄造鎂合金及變形鎂合金約有10個牌號，很 多牌號已用於生產，品質穩定。稀土元素在鎂合金中溶解度大，因而有明顯的熱處理強化作用。在鑄造和變型鎂合金中加入金屬釹、釔顯著地提高強度和工藝性能。 目前已工業生產的鑄造鎂合金有ZM2、ZM4、ZM6；變型稀土鎂合金有BM6、BM25。另外稀土鎂合金在醫學工程上的應用也在研究中，目前該材料正在 做醫學生物實驗，有望用稀土鎂合金作為人工骨接材料代替現用金屬夾具，減少病人第二次取出夾具的手術，這又將開闢稀土鎂合金一個新的廣闊的應用天地。

（三）稀土在有色金屬中的應用發展現狀

稀 土在有色金屬及合金中應用開發潛力大，但開發的深度和廣度不夠。目前稀土在有色金屬及其合金中應用研究表明，對加入稀土元素有明顯效果的有鋁、銅、鎂、 鈦、鉬、鎳、鈷、鉭、鈮及鉑族金屬等，稀土金屬在這些有色金屬及合金中的添加量通常不少於0.5%，但產生的效果極為顯著。

目前除稀土在鋁導線和少部分鋁合金上的應用開發達到工業化規模外，在其他有色金屬及合金中的應用，還未達到工業規模。我國生產的稀土鋁電纜年產約30萬噸，稀土在有色金屬中的用量呈逐年遞增的趨勢，1991～1997年我國稀土在有色金屬中的用量見表4。

表41991～1997年我國稀土在有色金屬中的用量（REO，噸）

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鑄鐵是高碳矽鐵合金的通稱，其碳含量在1.8～4.5之間，鑄鐵以碳在合金中的分佈狀態可分為灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、珠光體鑄鐵、可鍛鑄鐵和白口鐵。 我國從60年代中期開始研究稀土與鐵的作用機理和處理工藝，先後解決了稀土球化劑、孕育劑的冶煉製備、稀土加入方法等問題。目前稀土處理的鑄鐵主要分三大 類：球鐵件、蠕鐵件和高強灰鑄鐵件以及稀土處理的合金鑄鐵件。

（一）稀土加入鑄鐵中的主要作用

變質作用：突出表現為使片狀石墨變成球狀石墨。石墨球化可以減少應力集中，並細化鑄態組織，改善非金屬夾雜物的形狀和分佈，有利於材質性能的提高，因而稀土球鐵具有高於灰鑄鐵的機械性能，其抗震性、耐磨性和切削加工性能比鋼還好。

淨化作用：鐵水中經常含有氧、硫等有害雜質，這些雜質會使鑄件產生氣孔、裂縫，並形成夾渣，使材質的強度、韌性和塑性降低。而稀土元素與硫、氧的結合能力強，生成難熔化合物，在鐵水中能起脫硫除氧作用。同時稀土還能消除鐵水中有害元素如Pb、Zn、Bi等的不良影響。

改善鑄造性能：稀土加入鐵水中能顯著的提高鐵水的流動性，並減少偏析和熱裂等鑄造缺陷。

（二）稀土鑄鐵發展現狀

目前，我國年生產稀土鑄鐵約150萬噸，其中球鐵管30萬噸。稀土在鑄鐵中的消費量占我國稀土消費總量的25%。1991～1997年稀土在鑄鐵中的用量見表3。

表31991～1997年稀土在鑄鐵中用量（REO，噸）

稀 土鑄鐵主要應用於冶金行業的軋輥、鋼錠模；汽車及拖拉機行業的曲軸、氣缸體、變速箱、履帶；機械行業的各種齒輪、凸輪軸、各種機座；建築行業的各種口徑的 輸水、氣的管線和暖氣片。我國稀土鑄鐵的產量自1993年以來均以9%的年增長速度遞增，1998年產量在110萬噸左右，其稀土用量為3800噸，占國 內稀土總用量的1/4左右，已成為國內稀土應用最大的領域。


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