【知识】稀土金属供需形势

一、需求预测

世界稀土消费结构正在发生变化,向高新技术领域发展。据统计,1980年世界稀土消费结构是:催化占34%、冶金机械占33%、玻璃陶瓷占30%、新材料(含磁性材料、荧光粉等)仅占3%,到1990年则分别为29.2%、28.5%、31.9%、10.3%。其需求预测,据法国罗讷·普朗克公司的法尔科内推测,1990~2000年期间世界稀土需求量的年增长率可能在3%~6%,最可能的增长率是4.6%,即到2000年稀土消费将增长到5.6万t。法尔科内的预测认定1990年的世界稀土消费量为3.55万t,以此作为10年的预测基数。我国邱向东、陈福昌、钟俊辉等(1995)根据世界1991年实际消费量5.5万t,以此为基数,按4.6%的增长率推算,到2000年稀土需求量应为8.2万t。国外还有的预测到2000年稀土氧化物需求量将达10~12万t。考虑到世界稀土的需求量向高纯单一稀土发展的总趋向,如无重大商业突破,邱向东等预测的世界稀土需求量8.2万t似更可信。目前,世界稀土产品生产能力每年约7万t,稀土矿的产量6.5万t(《Metals & Minerals Annual Review》,1997)。

当代世界稀土生产和消费的主要国家是中国、美国、法国和日本,其中美、中、日是世界稀土消费大国。

由于稀土用途广泛,目前稀土应用已遍及我国国民经济领域40多个行业。下表列出了1990~1995年稀土产品消费及结构情况。

1990~1995年我国稀土产品消费量及结构表(REO·t)

1990

1991

1992

1993

1994

1995

年均递增

(%)

冶金机械

(%)

3,600

49.6

3,786

45.7

4,100

44.3

4,300

43.5

4,380

39.8

4,450

34.2

4.3

玻璃陶瓷

(%)

410

5.7

740

8.9

900

9.7

950

9.6

1,100

10.0

1,300

10.0

26.0

石油化工

(%)

2,200

30.3

2,500

30.2

2,600

28.1

2,700

27.3

2,940

26.7

3,200

24.6

7.8

新材料

(%)

95

1.3

120

1.4

240

2.6

400

4.0

700

6.4

1,130

8.74

64.1

农轻纺

(%)

951

13.1

1,140

13.8

1,410

15.2

1,540

15.6

1,880

17.1

2,920

22.5%

25.2

国内总消费量

7,256

8,286

9,250

9,890

11,000

13,000

12.4

出口及储存量

12,900

8,779

11,730

12,830

17,000

27.000

15.9

从此表可以看出,国内稀土产品消费及其结构也在发生变化。总的消费去向,虽然冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷三大传统应用领域,仍然是稀土消费的大户,3项合计占总消费量的68.8%(以1995年统计),但消费增长缓慢。1990~1995年,除玻璃陶瓷增长较快外,冶金机械、石油化工消费增长,年均递增率仅分别为4.3%和7.8%。而新材料、农轻纺消费稀土却迅速增长,年均递增率分别达64.1%和25.2%。

新材料消费稀土处于快速增长态势,由1990年的95t增长到1995年的1130t,增长近11倍,年均递增率为64.1%,市场占有率由1.2%提高到8.7%。这主要是由于近年来稀土永磁材料、稀土荧光材料、稀土储氢材料等迅猛发展,促进了稀土在高新技术领域的应用所致。“八五”期间,稀土荧光、稀土节能灯的产量分别比“七五”末期增长155%和175%,稀土永磁材料产量达到1340t,增长5倍多,并日趋产业化,稀土永磁电机产量达50多万台(刘建青等,1997)。

农轻纺行业中的稀土消费也处于较快增长。由1990年的951t增长到1995年的2920t,增长了2倍,年均递增率为25%。特别是中国首创的稀土在农业领域中的应用,并大面积推广,取得了巨大的经济、社会效益。每年增产粮、棉、油、糖6~8亿kg,直接经济效益10~15亿元(红枫,《世界有色金属》,1996,№.10)。

稀土出口量在逐年增长(以REO计)。1986年出口5187t,到1995年达到27000t,10年内稀土出口总量增长4倍。其中单一稀土产品出口,由1986年的120t增加到1995年的6738t,猛增55倍。1995年后仍保持继续增长态势,1996年比1995年出口量增长14.1%,1997年比1996年又增长2%。其中单一稀土产品、制成品出口量12450t,创汇23115万美元,混合稀土金属出口量与1996年持平,出口量2600t,创汇1430万美元(稀土行业办公室王华森等,《有色金属工业》,1998,№.7)。

目前,我国稀土市场呈现兴旺繁荣的景象。稀土精矿供不应求,产品日趋紧俏,价格上扬,出口剧增,企业效益也普遍提高。因而稀土界众多人士对稀土市场充满乐观,形势看好,主要标志:

一是我国稀土资源丰富,品种全、质量好,从而确定我国稀土在全球市场上的地位。国外市场需要中国稀土,如法国罗讷·普朗克公司是世界上大型稀土分离加工厂家,将稀土原料由独居石改用中国的氯化稀土, lang=EN-US>1993年开始同中国签订了定期定货合同。1994年我国出口的稀土氧化物1.7万t,绝大部分供给法国。日本市场,1994年从国外进口的稀土1.6万t,其中中国产品占45%以上。当年日本从中国进口的混合稀土金属达1851t,占国内产量的70%。

二是轻稀土产品旺销带动了稀土原料精矿的发展,促进了包头稀土精矿、四川冕宁稀土精矿以及南方离子型稀土矿等大幅度的增长,价格大幅上涨,呈现畅销局面。

三是高新技术产业的发展拉动了稀土生产与销售的迅速增长。稀土镍氢电池的快速发展,需要大量的混合稀土金属;稀土永磁材料的快速发展不断增加氧化钕的需求;环境保护的严格要求,促使汽车尾气净化催化剂的推广应用,需要大量的铈产品;信息产业和计算机的振兴,增加了对不同稀土元素的需求。

基于上述各领域的稀土的需求,我国稀土界有关单位和专家,对稀土总需求量(以REO计)做了预测。北京有色冶金设计研究总院规划所,预测2000年国内需求量为13500t,出口量16500t,合计30000t;2005年国内需求量18000t,出口量21300t,合计39300t;2010年国内需求量25000t,出口量28500t,合计53500t,年均递增率分别为5%、5.5%、6.4%。原国家计划委员会稀土办公室红枫预测2000年稀土总需求量将达18000~20000t(《世界有色金属》,1996,№.10)。《中国有色金属产品品种质量调查与研究》(科学出版社,1995)提出的预测:2000年稀土国内总消费量为23080t,并认为2000年我国稀土生产规模以不超过50000t为宜,其中出口量为40%~50%,约20000~25000t。

二、保证程度分析

对上述预测的稀土需求量,根据现已查明的稀土资源和现有的生产能力,是可以充分保证今后需求的。从资源看,现已开发利用的矿区占保有储量的45%,还有可供尚未开发利用的储量占35%,暂时不宜开发利用的仅占20%。现有开采矿山占用的储量和采选能力可供30年以上的需求。从选冶能力看,现有冶炼生产能力已近9万t,处理稀土精矿的能力达8万t以上,产能和实际产量均已超过国内和国际对稀土增产的总需求量。


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【知识】稀土金属资源状况

我国稀土金属矿产资源十分丰富。据《’96中国矿产资源报告》(宋瑞祥主编,地质出版社,1997)公布的截至1994年底,中国查明稀土氧化物矿区193处,储量(磷钇矿按62%,独居石按65%折算,下同),总计达10735.34万t,保有储量为9230.89万t。其中A+B+C级为2976.96万t。按我国稀土储量(A+B+C级储量)同国外同期储量基础相比(均为稀土氧化物储量),我国居世界第1位。第2位为原苏联2100万t,第3位为美国1400万t(据Mineral Commodity Summaries,1995)。


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【知识】稀土在铝电线、电缆中的应用

目前我国的稀土铝导线主要有高强度稀土铝合金电缆,成份为Al-Mg-Si-RE,用于高压输电线路,它的抗拉强度达到26kg/mm2,弧垂性能和弯曲性能好,使用寿命长。高导电铝电线,成份为Al-RE,稀土的加入量为0.15~0.3%。在较高温度下(<150℃)使用的高导电稀土铝导线其成份为Al-Zr-RE,其载流量为纯铝线的1.6~2.0倍,用作大电流导线。每年生产的稀土铝电缆、电线不仅满足国内市场的需求,还大量出口,经济效益显著。


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【知识】6063稀土铝合金及应用

6063稀土铝合金是一种最常用的变形合金,多用于工业和民用建筑,其成份(%)为Mg0.67~0.70,Si0.45~0.48,Fe0.20~0.21,余为铝。在该合金熔炼过程中加入0.20~0.25%的稀土金属,抗拉强度提高24%,挤压速度提高0.5倍,成材率提高3%,并改善了表面质量。增加了耐蚀性和着色性。另外还有添加稀土的Al-Si-M(M=Cu,Mg,Mn)合金用于制造汽缸缸体和活塞。

稀土锌铝热镀合金

为防止钢材腐蚀,通常用Zn-Al热镀合金(Galfan)比镀锌具有更好的加工成形性和耐腐蚀性,但锌耗较高,耐蚀性也有待改善。近年Zn-Al-Mg-RE热镀合金开发成功并投入生产。这种稀土热镀合金的流动性、耐蚀性、镀层的形成性能都优于锌和Zn-Al合金。

稀土铜耐磨合金

一般轴瓦材料用锡青铜(即巴氏合金),但价格较贵。稀土耐磨铅青铜合金(RPH)的使用寿命是巴氏合金的1.5倍,而吨成本比后者又降低了5000~6000元。目前已在纺织机械中使用。

稀土硬质合金

硬质合金用于金属切削、钻头、模具等方面,其硬度大、强度高,但抗弯性差、易打损。稀土添加剂同粘结剂与硬质相WC、TiC一起球磨钛,制备硬质合金原料粉,再经压型烧结工艺过程生产的硬质合金,抗弯强度提高约15%,硬度提高0.5RHA,使用寿命提高一倍以上。

稀土镁合金

稀土镁合金比强度高,对减轻飞机重量,提高战术性能具有广泛的应用前景。中国航空工业总公司研制的稀土镁合金包括铸造镁合金及变形镁合金约有10个牌号,很多牌号已用于生产,质量稳定。稀土元素在镁合金中溶解度大,因而有明显的热处理强化作用。在铸造和变型镁合金中加入金属钕、钇显著地提高强度和工艺性能。目前已工业生产的铸造镁合金有ZM2、ZM4、ZM6;变型稀土镁合金有BM6、BM25。


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【知识】稀土发光材料的制造方法

稀土發光材料的製造方法:

一、氣相法:氣體冷凝法;真空蒸發法;濺射法;化學氣相沉積法(CVD);等離子體法;化學氣相輸運法等。

二、固相法:高溫固相合成法;自蔓延燃燒合成法(SHS);室溫和低熱固相反應法;低溫燃燒合成法;衝擊波化學合成法;機械合金化法等。

三、液相法:沉澱法;均相沉澱法;共沉澱法;化合物沉澱法;熔鹽法;水熱氧化法;水熱沉澱法;水熱晶化法;水熱合成法;水熱脫水法;水熱陽極氧化法;膠溶法;相轉變法;氣溶膠法;噴霧熱解法;包裹沉澱法;溶膠-凝膠法;微乳液法;微波合成法等。


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