一.輕稀土

1.含氟碳鈰礦、獨居石的原生礦床

邊界品位：Ce2O31%；工業品位：Ce2O32%；可采厚度≥2m；夾石剔除厚度≥2m。

2.獨居石砂礦

邊界品位：礦物100～200g/m3；工業品位：礦物300～500g/m3；可采厚度≥1m；夾石剔除厚度≥1m。

二、重稀土

1.含釔(磷釔礦、矽鈹釔礦)偉晶岩和碳酸岩礦床

工業品位：Y2O30.05%～0.1%；可采厚度≥1～2m；夾石剔除厚度≥2m。

2.磷釔礦砂礦

邊界品位：礦物30g/m3；工業品位：礦物50～70g/m3；可采厚度≥0.5m；夾石剔除厚度≥2m。

三、風化殼離子吸附型稀土礦

邊界品位：RE2O3重稀土0.05%，輕稀土0.07%；工業品位：RE2O3重稀土0.08%，輕稀土0.1%；可采厚度≥1m；夾石剔除厚度≥2m。


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方離子型稀土礦的開採方法

離子型稀土第一代提取工藝，可簡述為"異地提取工藝"，或歸結為"池浸工藝"。

其主要工藝過程為：表土剝離→開挖含礦山體、搬運礦石→浸礦池→將按一定比例（濃度要求）配置的電解質溶液作為"洗提劑"或"浸礦劑"，加入浸礦池，溶液對池中含"離子相"稀土礦石進行"滲濾洗提"或"淋洗"→溶液中活潑離子與稀土離子交換，"離子相"稀土從含礦載體礦物中交換出來，成為新狀態稀土；加入"頂水"，獲含稀土母液；母液經管道或輸液溝流入集液池或母液池，然後進入沉澱池；浸礦後廢渣從浸礦池中清出，異地排放→在沉澱池中加入沉澱劑、除雜劑，使稀土母液中稀土除雜、沉澱，獲混合稀土；池中上清液經處理後，返回浸礦池，作"洗提劑"迴圈使用→混合稀土經灼燒，獲純度≥92%的混合稀土氧化物。由上可見，本工藝過程中的技術關鍵字是："表土剝離"、"開挖含礦山體"、"礦石搬運"、"浸礦池"、"洗提劑"、"異地滲濾洗提"、"離子交換"、"含稀土母液"、"尾砂異地排放"、"母液池"、"沉澱池"、"沉澱劑、除雜劑"、"沉澱、除雜"、"混合稀土"、"上清液返回"、"灼燒"、"REO≥92%混合稀土氧化物。

"池浸工藝"與傳統的生產工藝相比較，其第一、二、三道工序過程相似於礦產資源開採中傳統的採礦專業的各作業工序；第三、四、五道工序過程相似于傳統選礦專業和濕法冶金專業相結合的各作業工序；自第五道工序過程以後的各工序，屬於傳統濕法冶金專業的各作業工序。其中，第三道工序中的"浸礦池"，起著聯繫傳統採礦、選礦專業作業的作用，類似於礦山選廠的"原礦侖"；而第五道工序中的"沉澱池"，卻起著聯繫傳統選礦、濕法冶金專業作業的作用，類似於濕法冶金企業的"原料侖"。

由此，相似于傳統選礦專業的主要選別過程，是在"浸礦池"中完成，而且作為本工藝的中間製品，在此獲得含稀土的母液；而屬於傳統濕法冶金專業的典型濕法冶金過程，則主要在"沉澱池"中進行，並由此獲得"稀土精礦"的初級產品--"混合稀土"；再經灼燒處理後即可獲得"稀土精礦"終級產品--REO≥92%的混合稀土氧化物。

進而言之，上述作業過程中，先後在三個典型的作業過程中，分別獲得了"中間製品"、"初級產品"和"終級產品"。亦即，在"浸礦池"中，通過離子交換，制得含稀土的母液；在"沉澱池"中，通過沉澱，制得混合稀土；在"灼燒"中，制得混合稀土氧化物。因此，為了確保離子型稀土的產品品質，主要應從這三個關鍵性作業過程中把好技術關。

在此工藝中，所獲得的"稀土精礦"產品，已不再是傳統概念中的"稀土精礦"礦產品，而是純度相對較高的"混合稀土氧化物"產品。嚴格地說，離子型稀土礦山獲得的終級產品，已不再從屬於"礦產品"，而是濕法冶金範疇的產品。顯然，其產品檔次，比傳統礦山開採的產品，已大大地提高了一步。

以上工藝流程結構，是稀土礦產資源開發利用中一種嶄新的工藝。它徹底打破了稀土資源開發的傳統工藝，而將多種專業和工藝集於一體，在礦山就直接制得純度較高的混合稀土氧化物產品。應用這種生產工藝，而生產的產品品質指標，是此前稀土生產工藝難以達到的。可見，以這種產品作為原料，對於稀土冶煉的進一步深加工是十分有利的。

然而，世間任何事物往往都具有"兩重性"。離子型稀土擁有非常突出的優勢的一面，同時又由於它的賦存特徵和工藝特徵，而決定了它不令人滿意的另一面。伴隨著"池浸工藝"工業化生產後，導致出現一些非常尖銳和突出的問題：一是對生態環境破壞大。由於離子型稀土廣泛賦存於地表淺層，展布面積大，再加上"池浸工藝"本身要求，該生產工藝實際上是一個"搬山運動"。據統計，每生產一噸混合稀土氧化物，約需消耗1,201-2,001噸礦石，同時還將伴隨產生尾砂1,200-2,000噸，砂化面積約1畝。二是資源利用率低，資源浪費大。

為便於礦石的采、運以及尾砂的排放，降低成本，節省投資，許多礦山的浸礦池建在山坡礦體的中下部，"浸礦池"以下的含礦礦體，被所建生產系統"壓礦"，尤其是如若被尾砂覆蓋後，則更難於開採。據資料，該工藝表內資源利用率一般不達50%，低者僅25-30%左右。

稀土礦池浸法介紹

（一）氯化鈉池浸法

氯化鈉池浸法工藝是20世紀70年代處理風化殼淋積型稀土礦礦石的主要方法。從采場運來的礦石，送進一個長方形的水泥池中，加滿NaC1水溶液浸泡，浸出液從池底的過濾層的排出口排出，浸渣人工清除，浸出液在飽和的草酸溶液中沉澱，過濾的濾餅即為草酸稀土，經灼燒、水燒、再灼燒得混合稀土氧化物。

（二）硫酸銨池浸法

由於氯化鈉浸法存在許多缺陷，研究制定了用3%~5%硫酸銨溶液浸泡礦石，濾液草酸沉澱，草酸稀土一次灼燒即可獲得＞90%REO的混合稀土氧化物，濾液補加硫酸銨返回再用。由於草酸較貴。20世紀80年代末已開始用碳酸氫銨代草酸作稀土沉澱劑，現已應用在部分廠礦中生產晶型碳酸稀土。

（三）堆浸法

開採的礦石直接成堆，注入溶液浸泡，濾液草酸或碳錢沉澱，草酸稀土或碳銨稀土一次灼燒即可獲得＞90%REO的混合稀土氧化物。

（四）地浸法

地浸法的主要內容是不把含有稀土的礦石挖出拿走，而是在含有離子型稀土礦的礦區或地段打井，通過地表注液井加入浸礦液，經滲透和離子交換，有選擇地將礦石中稀土離子浸出並回收的工藝。溶浸液的回收有負壓抽液和水封堵漏法，前者適應性較廣。收集流出的溶浸液用草酸或碳酸氫錢沉澱，得到稀土氧化物產品，稀土浸取回收率達70%~75%，這樣地貌、地表和植被不遭破壞，原地浸取與池浸比較成本低1200~1300元/t。現已被廣泛應用。隨著原材料價格增加，成本價可能有所提升，具體看市場行情。


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中重稀土氧化物富集物質量標準
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世界主要稀土國家蘊含概況

（1）中國。我國是名副其實的世界第一大稀土資源國，已探明的稀土資源量約6588萬t。我國稀土資源不但儲量豐富，而且還具有礦種和稀土元素齊全、稀土品位及礦點分佈合理等優勢，為我國稀土工業的發展奠定了堅實的基礎。中國稀土資源成礦條件十分有利、礦床類型齊全、分布面廣而有相對集中，目前，地質科學工作中已在全國三分之二以上的省（區）發現上千處礦床、礦點和礦化地。但集中分佈在內蒙古的白雲鄂博、江西贛南、廣東粵北、四川涼山和山東微山等地，形成北、南、西、東的分佈格局，並且有北輕南重的分佈特點

（2）美國。美國稀土資源主要有氟碳鈰礦、獨居石及在選別其他礦物時，作為副產品可回收黑稀金礦、矽鈹釔礦和磷釔礦。位於加利福尼亞的聖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發現，稀土品位為5～10%REO，儲量達500萬噸之多，是一大型稀土礦。美國很早就開採獨居石，現在開採的砂礦量是佛羅里達州的格林科夫斯普林斯礦。礦床長約19km，寬1.2km，厚為6m，獨居石較為豐富。此外，北卡羅來納州、南卡羅來納州、佐治亞州、愛達荷州和蒙大拿州也有砂礦分佈，儲量也相當可觀。

(3)印度。印度主要礦床是砂礦。印度的獨居石生產從1911年開始，最大礦床分佈在喀拉拉邦、馬德拉斯邦和奧裏薩拉邦。有名礦區是位於印度南部西海岸的恰瓦拉和馬納範拉庫裏奇稱為特拉範科的大礦床，它在1911～1945年間的供礦量占世界的一半，現在仍然是重要的產地。1958年在鈾、釷資源勘探中，在比哈爾邦邦內陸的蘭契高原上發現了一個新的獨居石和鈦鐵礦礦床，規模巨大。印度獨居石釷含量高達8%ThO2。在馬納範拉庫裏奇采的重砂獨居石占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。前蘇聯的稀土儲量很大，主要是伴生礦床位於柯拉半島，存在於鹼性岩中的含稀土的磷灰石。前蘇聯的主要稀土來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，在赫列比特和森內爾還有氟碳鈰礦。

(5)澳大利亞。澳大利亞是獨居石的生產大國，獨居石是作為生產鋯英石和金紅石及鈦鐵礦的副產品加以回收。澳大利亞的砂礦主要集中在西部地區。澳大利亞也產磷釔礦。澳大利亞可開發利用的稀土資源，還有位於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稀土。位於安大略省布來恩德裏弗-埃利特湖地區的鈾礦，主要由瀝青鈾礦、鈦鈾礦和獨居石、磷釔礦組成，在濕法提鈾時，可把稀土也提出來。此外，在魁北克省的奧卡地區擁有的燒綠石礦，也是稀土的一個很大潛在資源。還有紐芬蘭島和拉布拉多省境內的斯特倫奇湖礦，也含有釔和重稀土正準備開發。

(7)南非。南非是非洲地區最重要的獨居石生產國。位於開普省的斯廷坎普斯克拉爾的磷灰石礦，伴生有獨居石，是世界上唯一單一脈狀型獨居石稀土礦。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居石和氟碳鈰礦，正計畫和研究回收。

(8)馬來西亞。主要從錫礦的尾礦中回收獨居石、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源。

(9)埃及。埃及從鈦鐵礦中回收獨居石。礦床位於尼羅河三角洲地區，屬於河濱沙礦，礦源由上游風化的沖積砂沉積而成，獨居石儲量約20萬噸。

(10)巴西。巴西是世界稀土生產的最古老國家，1884年開始向德國輸出獨居石，曾一度名揚世界。巴西的獨居石資源主要集中於東部沿海，從里約熱內盧到北部福塔雷薩，長達約643km地區，礦床規模大。


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稀土應用知識

稀土——現代工業的維生素

我國稀土應用已有50多年歷史。20世紀50年代開始把稀土應用於汽燈紗罩、打火石和電弧碳棒等方面，進而大量應用於冶金、機械、石油、化工、玻璃和陶瓷等傳統產業，對改善產品性能、增加產品品種、提高生產效率發揮了巨大作用。稀土已成為改進產品結構、提高科技含量、促進行業技術進步的重要元素。由於稀土用量少，作用大，並已滲透到國民經濟各個領域，成為許多產業不可缺少的“助劑”，被人們譽稱為“現代工業的維生素”。

永磁之王——釹鐵硼

金屬釹和鐠釹合金主要用於製造釹鐵硼永磁材料，它是目前世界上磁性最強的永磁體，被譽為“永磁之王”。用它代替其他永磁材料，可使器件體積和重量成倍下降，從而獲得了極為廣泛的應用。目前主要應用領域有：永磁電動機、發電機、核磁共振成像儀、磁選機、音響揚聲器、磁力傳動、磁力起重、儀器儀錶、液體磁化、磁療設備等等，已成為汽車製造、通用機械、電子資訊產業和尖端技術不可缺少的功能材料。進入本世紀，我國釹鐵硼永磁材料產量超過日本，成為世界第一大生產國，成為消費增長最快的稀土功能材料。

稀土在冶金-機械製造中的應用

鋼中加入微量稀土可以提高鋼的強度、韌性、耐磨和耐腐蝕性能。鋁鎂銅等有色金屬合金中加入稀土可細化晶粒顯著提高綜合性能。稀土用於鋁電纜可提高材料強度、導電性和耐腐蝕性能。

稀土在玻璃-陶瓷中的應用

玻璃陶瓷工業是稀土重要傳統應用領域之一。稀土在玻璃工業中被用作光學玻璃添加劑、澄清劑、脫色劑、著色劑和拋光粉，起著其他元素不可替代的重要作用。

稀土鎳氫動力電池應用

與傳統的化學電源（如鉛酸、鎳鎘等）相比，鎳氫動力電池具有無污染、高比能、大功率，可快速充放電，耐濫用性等許多優異特性，具有廣闊的應用和市場前景。電池具有如下特點：

1、大容量：6Ah～200Ah，可滿足各種類型電動車的使用要求

2、公稱電壓：單體1.2V，電池組電壓可按要求設計製作

3、高比能：50～70wh/kg，賦予電動車更長的一次充電行駛距離

4、比功率：160～800W/kg，也可根據用戶需求設計開發各類高功率或超高功率型鎳氫動力電池，賦予電動車高效的起動、爬坡與加速性能或混合動力電動車使用。可按高功率型電池、高能量型兩種類型電池分別設計。

5、長壽命：高能量型動力電池300～800次（80％）DOD，賦予電動車以優異的綜合性能／價格比，高功率型電池壽命在淺充放迴圈下達20萬次以上。

6、使用溫度：－20℃～60℃無污染：被譽為“綠色電源”，為當今電動車發展最具現實應用性的首選二次電源。

納米晶稀土合金磁粉

納米晶稀土合金磁粉產業化，是採用國際先進的、擁有自主知識產權的大功率高頻電磁振盪霧化速凝制粉新技術和新工藝，建成高產量納米晶稀土合金磁粉生產線。結構晶粒度達幾十納米，可大幅度降低氧含量，提高磁性能和耐腐蝕性，並能降低生產成本，使磁粉具有優良的性能價格比。

本專案的技術特點和創新性是：

1.自行設計了大功率高頻振盪霧化高熔點金屬速凝制粉裝置，並採用相關的工藝，來製備納米晶稀土合金磁粉。

2.生產納米晶稀土合金瓷粉不需要機械研磨，比需要高純原料合金粉粒度可達1微米，粉粒結構粒度可達10um。大幅度提高了磁粉的性能。

3.用該磁粉製作磁體，無需在無氧條件下壓型和燒結，在低氧條件下也可操作。

稀土超磁致伸縮材料

新型功能材料，主要是指鋱鏑鐵磁致伸縮合金（Terfenol-D），具有比傳統的磁致伸縮材料和壓電陶瓷高幾十倍的伸縮性能，故被稱作超磁致伸縮材料。其機械回應快、功率密度高，尺寸的變化大，使電-機械轉換技術獲得突破性進展，開闢了磁致伸縮材料的新時代。廣泛應用於聲納、燃料噴射、液體閥門、驅動器等精密控制、太空望遠鏡的調節機構和飛機機翼調節器等領域，是一種具有廣闊發展前景的稀土功能材料，對發展尖端科學、軍事技術及傳統產業的現代化將產生重要作用。

稀土電熱材料

鉻酸鑭（LaCrO3）是一種新型功能材料，可用作氧化氣氛中高溫電爐發熱體，可以在1500~1800℃高溫下長時間使用，電阻變化小於5%，具有良好的抗腐蝕和化學穩定性，易於實現精確控溫，1750℃以下使用超過4000小時。主要用於精密陶瓷燒結、高溫單晶材料製備、材料高溫性能測量、寶石變色處理等方面。在燃料電池、熱敏電阻、高溫導電塗層及光催化等領域具有很好發展前景。

稀土在石油化工中的應用

稀土可用做許多無機和有機化學反應的催化劑。用於催化裂化精煉原油，可顯著提高輕質油的產率。石油直接蒸餾僅得到15%～20%的汽油，而加稀土催化裂化取得的汽油可達原油的80%。稀土催化還用於機動車尾氣淨化、合成橡膠、油漆催幹、塑膠穩定劑及稀土高分子材料等眾多領域。


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稀土在冶金工業中的應用

稀土在冶金領域應用已有30多年的歷史，目前已形成了較為成熟的技術與工藝，稀土在鋼鐵、有色金屬中的應用，是一個量大面廣的領域，有廣闊的前景，對國民經濟建設具有重要意義。

一、稀土在鋼中的應用

稀土在鋼中的應用有近30年的歷史，經過對稀土金屬在鋼中作用規律和機理的研究，搞清楚了稀土在鋼中的作用；通過添加工藝方法的實驗研究，掌握了稀土加入的工藝條件、添加稀土金屬的品種和加入量。至八十年代末期，稀土在鋼中的應用已沒有技術方面的障礙。我國稀土鋼產量從1985年的11萬噸增長到1997 年的近60萬噸，品種80多個。僅武鋼一家，“八五”期間就生產了160萬噸稀土鋼，創造經濟效益3.2億元，社會效益18.3億元，節約外匯5000萬 美元。

稀土加入鋼中，可起到去氧、脫硫、改變夾雜物形態等淨化和變質作用，在某些鋼中還能有微合金化的作用，稀土能夠提高鋼的抗氧化能力，高溫強度和塑性、疲勞壽命、耐腐蝕性及抗裂性等。

稀土加入鋼中的主要作用淨化作用：鋼中加入稀土，可以置換鋼中可能生成的硫化錳、氧化鋁和矽鋁酸鹽夾雜物中的氧與硫，形成稀土化合物。這些化合物中有部分從鋼液中上浮進入渣中，從而使鋼液中的夾雜物減少，鋼液得到淨化，這就是稀土對鋼的淨化作用。

細化組織：由於稀土在鋼中同夾雜物反應生成的稀土化合物熔點較高，在鋼液凝固前析出，這些細小的質點，可作為非均質形核中心，降低結晶過程的過冷度，因此，不但可以減少偏析還可細化鋼的凝固組織。

對夾雜物的形態控制：鋼中加入稀土後，硫化錳將被在高溫塑性變形能力較小的稀土氧化物或硫化物取代，這些化合物在軋製過程中不隨鋼一起變形，仍保持為球狀，它們對鋼的機械性能影響較小，所以鋼中加入稀土可以提高鋼的韌性，改善鋼的抗疲勞性能。

在耐大氣腐蝕鋼中加入稀土，使鋼的內鏽層緻密，而且與基體的結合力變強，不易脫離，可以阻止大氣中O2和H2O的擴散，從而降低了腐蝕速度，加稀土的鋼的 耐腐蝕性比不加稀土的鋼提高0.3～2.4倍。在MnNb系低合金高強度鋼中加入稀土可以顯著改善鋼的冷彎性能、衝擊性能、低溫衝擊性和耐磨性，大大改善了鋼的加工性能並提高其使用壽命。在鐵路鋼軌中加入稀土，可顯著提高鋼軌的耐磨性、抗剝離性，經多年使用證明鋼軌壽命提高1.5倍。

2．我國主要稀土鋼種

我國稀土處理鋼有80多個牌號，年生產總量60萬噸。但大量應用稀土的鋼種只有十幾種，主要鋼種包括銅磷系耐大氣腐蝕鋼、錳鈮系列低合金高強度鋼、X系管線鋼、鈮稀土重軌鋼，此外還有齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、模具鋼、工程機械用鋼、低碳微合金深沖鋼、不銹鋼和耐熱鋼等。耐蝕低合金鋼，經過稀土處理耐蝕率提高近10倍。用它製成的耐候貨車使用壽命提高1倍，返廠進行大修的 週期由6年延長至10年。1988年武鋼生產了18萬噸09CuPTiRE鋼，可製造車皮2萬輛，直接獲利潤4383萬元，噸鋼利潤為243元，節省車皮 的維修費用1.7億元，而二次效益（用戶效益）為944元/噸鋼。

目前稀土鋼新品種的開發，取得了重大成績。包鋼、北京鋼鐵研究總院、鐵道部科研院聯合研製的稀土鈮重軌，耐磨壽命比 U74、U71Mn重軌提高50%以上，1997年通過了冶金部和鐵道部的聯合鑒定，成為我國重軌的主要升級換代產品。另外，經二年的鋪軌試驗，攀鋼和武 鋼生產的加稀土的管線鋼，性能優異受到了石油部門的青睞。目前我國主要稀土鋼種用途及生產廠家見表1。

表1 我國主要稀土鋼種

3．鋼中加入稀土的主要方法

鋼中稀土加入方法以喂絲法為主，其次是稀土金屬棒吊掛法，包內加入稀土矽鐵合金法及包內喂入稀土矽鐵合金包芯線法。各廠因鋼種、澆鑄工藝和設備不同選擇合適的方法。

在稀土喂絲機的研製方面，包鋼稀土研究院和武鋼二煉鋼廠等單位取得了長足的進步。稀土絲、棒和稀土矽化物合金、稀土矽鐵包芯線產品較好地滿足了各鋼廠生產稀土鋼的需要。鋼中加稀土的設備不但投資少，而且還能獲得明顯的經濟效益和社會效益。以喂絲法為例，一台喂絲機僅5萬元，稀土加入量噸鋼費用不超過40 元，而效果卻是事半功倍，能使鋼材的橫向衝擊韌性提高一倍，改善熱加工性能，從而提高成材率。

4．稀土鋼的發展趨勢

最近國家冶金工業局制定了稀土在鋼冶煉中的應用近期目標和遠景規劃，預計到2000年稀土處理鋼產量將達到300 萬噸，保守估計1999年全國各類稀土鋼產量將達到90～150萬噸，稀土應用量將達到500～850 噸，將超過1998年的1.3～2.3倍。1991～1997年稀土在鋼中消費量見表2。

表2 1991～1997年我國稀土在鋼中消費量（REO，噸）

二、稀土在鑄鐵中的應用

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。

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。

2．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3 1991～1997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。

三、稀土在有色金屬中的應用

1．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。

2．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。

3．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4 1991～1997年我國稀土在有色金屬中的用量（REO，噸）

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稀土對有色金屬材料的有益影響在鎂合金中是最為明顯的。不僅構成了Mg-RE合金系，而且對Mg-Al，Mg-Zn等合金系均有著十分顯著的影響。其主要作用有如下幾個方面：

1．細化晶粒

適當含量的稀土，可以細化鎂及鎂合金晶粒。首先是細化鑄造組織的晶粒。稀土元素細化鎂合金鑄造組織的機理不是異質形核的作用。稀土元素對鎂及鎂合金晶粒細化的機理是結晶前沿過冷度的增大。其次是在熱加工過程和退火過程中阻礙再結晶和晶粒長大。

2．淨化熔體

稀土元素與癢的親和力大於鎂與氧的親和力，因此可與熔體中的Mgo和其他氧化物反應生成稀土氧化物而沉澱，從而去除氧化夾雜。與熔體中的氫和水汽發生反應，生成氰化物或稀土氧化物，達到去氧的目的。同時還可以增加熔體的流動性和減少鑄件的縮松，提高緻密性。

3．提高室溫合金強度

多數稀土元素在鎂中有較大的固溶度，並且隨溫度降低固溶度有明顯變化，因此稀土元素除固溶強化外，還是鎂合金有效的時效強化元素，一些稀土化合物還有彌散強化作用。

4．提高合金力學性能的熱穩定性

稀土元素是提高鎂合金耐熱的最有效的合金化元素，能顯著的提高Mg合金高溫強度和高溫蠕變抗力，其原因是多方面的：稀土在鎂中擴散係數小，可減慢再結晶過程和提高再結晶溫度，增加時效效果和脫溶相的熱穩定性，高熔點的稀土化合物釘紮晶界，阻礙位錯運動，提高高溫蠕變抗力。

5．提高合金耐蝕性能

由於淨化了熔體，減小雜質鐵等的有害影響，從而提高耐蝕性能。


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高價稀土帶來的“陣痛”時過兩年仍深深地影響著稀土產業鏈。昨天在四川成都舉行的2013第三屆中國稀土市場研討會上，稀土下游應用企業叫苦不迭：為了降低成本，同行大量使用替代品，結果產品品質在下降，可企業開工率仍然低至五六成。稀土產業鏈再次陷入困局。

困局：下游需求縮水拖累上游

稀土產業鏈此次困局源於2011年稀土天價。以氧化釹為例，2011年，在短短七個月內，它的價格從年初的每噸20萬直線漲至最高147萬元/噸；而以前，它的價格主要在10～20萬元上下徘徊。

稀土是優異的磁性材料、發光材料和儲氫材料。稀土價格高漲使下游企業難以承受，紛紛尋找替代品。以佔據稀土拋光粉大半江山的浙江浦江為例，稀土價格暴漲之前，浦江市場用於水晶水磚加工所需的稀土拋光粉，一年就耗用6000噸以上，稀土拋光粉價格過快上漲後，浦江製作光碟時大量加入其他非稀土材料如氧化鋁等，現在浦江稀土拋光粉的用量已經萎縮至每月200噸左右，即一年用量不及鼎盛時的一半。

海外同樣如此，自2005年實施配額制以來，我國每年實際出口量與出口配額基本持平，但是2011年稀土實際出口量只占到配額的53%；2012年也有將近一半稀土出口配額沒有用完。前來參會的日本弘前大學人文學部教授黃孝春博士告訴記者，日本正在減少使用稀土或尋找替代品，因而稀土需求量有所下降。天價稀土給走私商騰挪了空間。專家透露，通過走私出口的稀土總量甚至超過正常出口總量。

稀土開採、分離企業已經嘗到了天價的苦果：氧化釹的價格兩年間已經回落到40萬元/噸；同時銷量大幅萎縮。下游企業仍然過著苦日子：2012年，中國釹鐵硼企業開工率低於60%，產量下降一半左右；稀土發光材料總產量下降達50%。需求萎縮使供需失衡。專家資料顯示，目前，稀土冶煉分離產量是9.69萬噸，產能32萬噸；下游永磁材料產量是9萬噸，產能25萬噸。產能過剩均在3倍左右。

中國稀土學會副秘書長張安文將一生都獻給了稀土事業。他在會上感歎，這幾年來(我們)最大不快就是企業不吸取歷史教訓，實行無管束價格，影響了下游產品。他提示企業要敬畏市場，而不是一味強調中國儲量第一，產量第一。

略感欣慰的是，熟知內情的專家透露，日本尋找稀土替代品的結果並不樂觀，除了個別品種可以降低使用量外，其他用替找的方法都會影響產品品質，因而在消耗掉前期庫存後，海外對稀土的需求會有所上升。

變局：海外稀土開發恢復

由於稀土價格長期低迷，2008年，全球稀土供應中，95%左右來自中國。2011年稀土出口供不應求和價格大幅上漲，激發了全球主要稀土資源國前所未有開發動力，國際稀土產業開始恢復。美國、澳大利亞、馬來西亞、越南甚至南非都加入了稀土開發行列。

張安文副秘書長提供的資料顯示，目前中國以外的稀土生產廠商產能是9500～11000噸，2013年產量將達到2.49萬噸，2015年目標產量是6.3萬噸。如美國鉬公司現產量3000噸，2015年目標產能4萬噸。

屆時，中國將結束稀土供應市場上一枝獨秀局面。因為，2012年、2013年中國稀土開採指令性計劃約在9萬噸左右；且中國稀土產能或維持在9～10萬噸。分析人士認為，中國現有稀土分離能力數倍於需求，如果海外稀土礦山按計劃投產，稀土冶煉將嚴重供過於求。屆時，輕稀土價格首當其衝受衝擊，重稀土則因資源有限供應仍會短缺。

一旦產能嚴重過剩預期兌現，中國自身消化能力值得關注。而稀土下游應用一直是中國弱項。張安文認為，中國企業應該破解生存難題，在下游應用上下功夫。據悉，中國稀土功能材料生產裝備的大型化、精密程度、自動化水準與國外有很大差距，後加工及處理裝備水準有待提高，不少稀土應用的元器件長期依賴進口。


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3月18日稀土產品價格行情

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銀河磁體董事長戴炎週五在全景網舉行的2012年度業績說明會上表示，今年的整個稀土行業不容樂觀，加之國外生產稀土金屬的企業也在複產，對稀土價格的上漲形成一定的壓力。

戴炎還稱，公司將在保持在粘結釹鐵硼磁體在行業內具有較大領先優勢的同時，積極推進熱壓釹鐵硼磁體專案和釤鈷磁體專案建設，增強公司未來發展的競爭力。


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