【知识】稀土磁致冷材料

本世纪二十年代末,科学家发现了磁性物质在磁场作用下温度升高的现象,即磁热效应。随后许多科学家和工程师对具有磁热效应的材料、磁致冷技术及装置进行了大量的研究开发工作。到目前为止,20K以下的低温磁致冷装置在某些领域已实用化,而室温磁致冷技术还在继续研究攻关,目前尚未达到实用化的程度。

磁致冷材料是用于磁致冷系统的具有磁热效应的物质。磁致冷首先是给磁体加磁场,使磁矩按磁场方向整齐排列,然后再撤去磁场,使磁矩的方向变得杂乱,这时磁体从周围吸收热量,通过热交换使周围环境的温度降低,达到致冷的目的。磁致冷材料是指用于磁致冷系统的具有磁热效应的一类材料,磁致冷材料是磁致冷机的核心部分,即一般称谓的制冷剂或制冷工质。

低温超导技术的广泛应用,迫切需要液氦冷却低温超导磁体,但液氦价格昂贵,因而希望有能把液氦气化的氦气再液化的小型高效率制冷机。如果把以往的气体压缩—膨胀式制冷机小型化,必须把压缩机变小,这样将使制冷效率大大降低。因此,为了满足液化氦气的需要,人们加速研制低温(4~20K)磁致冷材料和装置,经过多年的努力,目前低温磁致冷技术已达到实用化。低温磁致冷所使用的磁致冷材料主要是稀土石榴石Gd3Ga5O12(GGG)和Dy3Al5O12(DAG)单晶。使用GGG或DAG等材料做成的低温磁致冷机属于卡诺磁致冷循环型,起始致冷温度分别为16K和20K。

低温磁致冷装置具有小型化和高效率等独特优点,广泛应用于低温物理、磁共振成像仪、粒子加速器、空间技术、远红外探测及微波接收等领域,某些特殊用途的电子系统在低温环境下,其可靠性和灵敏度能够显著提高。

磁致冷是使用无害、无环境污染的稀土材料作为制冷工质,若取代目前使用氟里昂制冷剂的冷冻机、电冰箱、冰柜及空调器等,可以消除由于生产和使用氟里昂类制冷剂所造成的环境污染和大气臭氧层的破坏,因而能保护人类的生存环境,具有显著的环境和社会效益。

1987年80多个国家参加签署的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定,为了防止生产和使用氟氯碳类化合物造成的大气臭氧层的破坏,到2000年全世界将限制和禁止使用氟里昂制冷剂,我国于1991年6月加入这个国际公约并作出规定,到2010年我国将禁止生产和使用氟里昂等氟氯碳和氢氟氯碳类化合物。因此,需要加快研究开发无害的新型制冷剂或不使用氟里昂制冷剂的其它类型制冷技术。迄今,在有关这方面的研究开发中,发现磁致冷是制冷效率高,能量消耗低,无污染的制冷方法之一。从目前美国室温磁致冷技术研究进展情况看,在3到5年内,室温磁致冷技术有可能在汽车空调系统中得到实际应用之后,并将进一步开发家用空调和电冰箱等磁致冷装置。

磁致冷所用的制冷材料基本都是以稀土金属为主要组元的合金或化合物,尤其是室温磁致冷几乎全是采用稀土金属Gd或Gd基合金。

目前,磁致冷材料、技术和装置的研究开发,美国和日本居领先水平,这些发达国家都把磁致冷技术研究开发列为21世纪的重点攻关项目,投入了大量资金、人力和物力,竞争极为激烈,都想抢先占领这一高新技术领域。


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凉山今年第一批稀土矿开采总量明确

记者从凉山州国土资源局获悉,今年该州第一批稀土矿开采总量控制指标已下达,其总量为12200吨。

按照部、省要求,凉山州高度重视,狠抓稀土矿开采总量控制指标。2013年省国土资源厅下达凉山州稀土矿开采总量控制指标(第一批)氧化物(REO)12200吨,结合稀土矿资源分布状况及稀土产业规划,凉山州下达给冕宁县稀土开采总量控制指标(第一批)氧化物(REO)9760吨,德昌县稀土开采总量控制指标(第一批)氧化物(REO)2440吨。

目前,凉山州国土资源局与冕宁县、德昌县局分别签订了《2013年度凉山州稀土矿开采总量控制责任书》,明确了今年稀土矿开采总量控制工作的权利与责任。


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赣州试点国家稀土资源战略储备

日前,工信部出台了《关于支持赣南等原中央苏区工业和信息化发展的意见》,支持将赣州列入国家稀土资源地储备与实物储备相结合的战略储备试点地区。《意见》针对赣南等原中央苏区的资源优势和产业特色制定了一系列政策措施:重点扶持稀土、钨、氟(盐)化工、电子信息等产业,在产业布局和重大项目安排中实行差别化产业政策;支持赣州建设全国重要的稀土、钨产业基地和稀土材料产学研合作创新示范基地,建立稀有金属产品交易中心;开展稀土、钨开发利用综合试点;支持将赣州列入国家战略储备试点地区,将赣州稀土矿业公司列入国家稀土产品收储企业。


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4月8日稀土市场行情

4月8日:稀土市场依旧维持僵持状态,各产品均鲜有成交,深加工企业普遍开工率较低、需求低迷,持货商维持观望态度,仍未调价。

氧化镧主流厂家含税价33,000-35,000元/吨。

氧化铈主流厂家含税价38,000-40,000元/吨。

氧化镨主流厂家含税价365,000-370,000元/吨。

氧化镨钕主流厂家含税价305,000-310,000元/吨。

镨钕金属主流厂家含税价400,000-405,000元/吨。

荧光级氧化铕主流厂家含税价5,200-5,300元/千克。

荧光级氧化铽主流厂家含税价3,800-4,000元/千克。

氧化镝主流厂家含税价200-205万元/吨。

镝铁主流厂家含税价205-210万元/吨。

氧化钆主流厂家含税价130,000-132,000元/吨。

氧化铒主流厂家含税价31-32万元/吨。

氧化钇主流厂家含税价85,000-90,000元/吨。


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4月8日主要稀土产品价格行情

4月8日主要稀土产品价格行情

品名

规格

产地/牌号

参考价

均价

涨跌

碳酸稀土

REO 42.0-45.0%

国产

27000-28000元/吨

27500

0

氧化镧

La2O3/TREO 99.5-99.9%

国产

33000-35000元/吨

34000

0

氧化铈

CeO2/TREO 99.5-99.9%

国产

38000-40000元/吨

39000

0

氧化镨

Pr6O11/TREO 99.0-99.9%

国产

365000-370000元/吨

367500

0

氧化钕

Nd2O3/TREO 99.0-99.9%

国产

320000-330000元/吨

325000

0

氧化钐

Sm2O3/TREO 99.5-99.9%

国产

45000-50000元/吨

47500

0

氧化铕

Eu2O3/TREO 99.95-99.99%

国产

5200-5300元/千克

5250

0

氧化钆

Gd2O3/TREO 99.5-99.9%

国产

130000-132000元/吨

131000

0

氧化铽

Tb4O7/TREO 99.95-99.99%

国产

3800-4000元/千克

3900

0

氧化镝

Dy2O3/TREO 99.5-99.9%

国产

2000-2050元/千克

2025

0

氧化铒

Er2O3/TREO 99.5-99.9%

国产

310000-320000元/吨

315000

0

氧化钇

Y2O3/TREO 99.995-99.999%

国产

85000-90000元/吨

87500

0

镨钕氧化物

(Nd2O3+Pr6O11)/TREO≥75.0%

国产

305000-310000元/吨

307500

0

金属镧

La/TREM≥99.0%

国产

82000-83000元/吨

82500

0

金属铈

Ce/TREM≥99.0%

国产

100000-110000元/吨

105000

0

金属镨

Pr/TREM 96.0-99.0%

国产

440000-450000元/吨

445000

0

金属钕

Nd/TREM 99.0-99.9%

国产

420000-430000元/吨

425000

0

金属铽

Tb/TREM≥99.9%

国产

7600-8100元/千克

7850

0

金属镝

Dy/TREM≥99%

国产

4000-4100元/千克

4050

0

金属钇

Y/TREM 99.9-99.95%

国产

390-410元/千克

400

0

镧铈金属

Ce/TREM≥65.0% TREM≥98.5%

国产

72000-73000元/吨

72500

0

镨钕金属

Pr/TREM 20-25% Nd/TREM 75-80% TREM≥98.5%

国产

400000-405000元/吨

402500

0

镨钕镝金属

TREM≥99.0%

国产

350000-355000元/吨

352500

0

电池级混合稀土金属

TREM≥99.0% Nd/TREM≥15%

国产

160000-170000元/吨

165000

0

镝铁合金

Dy80%

国产

2050000-2100000元/吨

2075000

0



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日本发现天量稀土意味着什么

日本在海底发现巨量稀土矿藏的信息震惊了我们,贫瘠的日本稀土储量超中国10倍,这对中国来说,不仅仅是稀土格局的变化,更是折射了中国能源供应链的话语权危机。

按理说,稀土是个很重要的东西,被称为“工业的维生素”。美国政坛对稀土问题非常关注,因为稀土在军事上的应用超级广泛。离了稀土,美日军事科技就得抓瞎。当年的“爱国者”导弹之所以能精准拦截来袭导弹,得益于其制导系统中使用了约3公斤多的钐钴磁体和钕铁硼磁体,用于电子束聚焦;美国大力发展的侦察、监视和预警装备,也得益于稀土科技的造就;当今我们能看得到的全球构建在集成电路之上的现代文明,都与中国的稀土出口息息相关。日本也是,绝大部分出口产业,以电器、汽车为主,对于稀土的依赖尤甚。

这么重要的资源在欧美日这些国家里面,都是当成宝贝来对待的,甚至都不舍得开采自己的资源。中国现在是稀土储备最多的国家,大约占四成,不过其他国家也有不少稀土资源。美国稀土探明储量达到1300万吨,俄罗斯1900万吨,澳大利亚探明储量500万吨。但是各个国家的做法截然不同,1990年后,美国逐渐封存矿山资源,开始进口并囤积中国稀土,目前九成以上稀土由中国进口。日本稀土八成都来自中国。在获得大量稀土后,日本并不急于用,而是将这些足够使用20年的资源贮存在海底。而中国则是战略上完全相反,或者说压根在这方面就没有战略。中国以不到四成的储量,却长年以来供应了全球90%以上的稀土需求。

是谁在贱卖中国的稀土?是中国自己么?在中国众多的稀土生产企业中,80%的为私营企业。既没有彼此股权等合作协同,又没有行业组织促成抱团。各个稀土企业都独立对外出口,这使得外资企业能分兵突破,谁开的价位底就给买谁的。就是这样,珍贵的稀土资源,任人贱价宰割,本质上是我们落后的产业化意识,唯利是图的小产业思想在贱卖我们的珍贵资源。

从国家层面来说,稀土观体现的是一个国家策略。近几年来,中国的各种商品出口,都频频遭到西方国家的反倾销调查,光伏、家电、服装等等,凡是中国产品价格有竞争力的,都几乎被调查了,只有稀土是例外。美国人说过,由于中国稀土价格低廉,导致本国开采无利可图,因此,美国国内的稀土矿就干脆关门了。要我说,西方这些信奉贸易公平主义者,信奉环境保护的人士,为何不对中国稀土实施反倾销呢?

这很显然是一场欧美日发达国家对中国的阴谋式打压。我们得承认,人家那时候早就从稀土这种经济产物上看出了其战略价值。美国、日本等国不仅花最少的钱,得到了最金贵的“稀土”。他们除了使用之外,更多的是将从中国进口的稀土埋入海底储存,而反观咱们中国,虽贵为“稀土王国”,却在国际上却几乎没有定价权和话语权。我们的国人一方面在惊呼中国资源如何匮乏;另一方面,各地都在为了眼前一点蝇头小利,把仅有的几类优势资源,当成萝卜白菜一样大量地贱卖出国!并且为了创建某一地方的所谓出口创汇的政绩,竟将某些我国特有的优势资源,自己相互压价,反过来去讨好手持洋钱的外国人。

对于稀土这种东西,我们不应该只停留在产业战略或者压根就没有产业战略,应该的是将此提到国家战略的层面。中国是稀土大国,更要掌握市场话语权。当今世界发达国家对发展中的中国使用的是一种资源消耗战略,它已经让我们失去了太多太多。我们经历了油价的一次又一次创历史新高,我们还遇到了铁矿石疯涨的尴尬。需要进口的东西受制于人,自己多的资源一定要利用起来,不要为了一点利益就贱卖。要在稀土上建立定价机制,最眼前的是关于稀土元素的远期市场,集成国内稀土行业,这可以用来增强在国际市场的议价能力。从整个产业格局来看,中国一直在开采和冶炼方面是全球相关技术的佼佼者,然而尴尬的是,这些技术,恰恰是特别在乎环境问题的西方国家所不齿的。然而在磁性材料、发光材料等稀土高尖端技术上,核心知识产权却均掌握在欧美国家手中。产业链的延伸是不可避免的。

另外,西方能搞禁运,中国何不设立禁运标准。迄今为止,美国、日本、欧盟等发达国家,仍然对中国实施武器禁售,对一些高科技产品实施禁运制度。西方发达国家建立的禁运制度,从根本上而言,依靠的是技术的垄断,这种垄断的性质与资源矿产的垄断和独有的性质是一样的。当年欧佩克就曾利用石油作为武器,反击西方对以色列的支持,美国也曾经对苏联搞过粮食禁运。所以,无论从法律上还是道义上来说,中国完全可以凭借自身独有的矿产资源,设立自己的禁运标准。这与西方国家利用技术优势对中国搞技术禁运的道理是一样的。既然西方做得,那么中国又何尝做不得?

这些年来,西方是很怕中国把稀土“当武器”的。当中国限制稀土出口时,西方就开始“惊诧”,开始渲染“中国威胁论“。2010年中日政治经济摩擦加剧之后,一度,稀土出口成为中国有效钳制日本电子制造业的关键,日本舆论将之视为中国对日本的“经济制裁”。就在去年,中日钓鱼岛问题再度升温之后,中国方面也传出再度收紧稀土贸易的呼声。我们应该掌握好这种武器的使用方法。

稀土产业的布局,恰似中国作为世界工厂的尴尬地位本身一般。从这个角度讲,日本的天量稀土矿藏未必不是一件好事。在确定了“资源优势”不复存在的情况下,中国相关的产业是否能再度被迫形成创新的潮流?这才是我们应该关心的问题。与廉价抛售稀有资源的行为相比,中国能否加入西方等掌控核心技术的队伍中?而不再是以惨重的经济开发为代价,却提供不出高附加值的产品的尴尬结局。日本稀土储备多寡的影响并非是绝对的,中国在新的经济周期所需要做的不是对原有“中国制造”的抱残守缺,而更应该是借助这样的背景,展开一条新的“中国创造”的通途。否则,即便中国稀土储量反过来超日本10倍,咱们最后也只能沦为“为他人作嫁衣”的配角。


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稀土产品成分检测

4月7日,研究人员在国家钨与稀土产品质量监督检验中心进行稀土产品成分检测。2012年,该中心成功研究和验证的《钬铁合金化学分析方法》等10余个检测方法已达到国内领先水平,其中3个方法标准的制定填补了国内中重稀土检测领域的空白。

化学分析在稀土生产过程及产品检验中得到广泛的应用。化学分析包括重量法、容量法和分光光度法。

重量法
草酸盐重量法,长期用于常量稀土总量的测定。该法分离干扰元素干净,准确度高,作为精确分析及标 准分析方法被推荐。另外,稀土的常量水分和灼减量的测定也采用重量法。

容量分析法
容量分析用于测定常量稀土总量、铈量以及冶炼过程中所用原材料(盐酸、硫酸等)的分析。包括络合 滴定法(EDTA 滴定稀土总量)、氧化还原滴定法(硫酸亚铁铵法测铈量)、酸碱滴定法(盐酸、硫酸等浓度的分析)。

分光光度法
分光光度法用于稀土中微量杂质的测定,如硅、磷、氯根、硫酸根等这些非金属元素。


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赣州稀土整合落锤 产业“4+1”构架浮现

3月30日,江西赣州稀土集团正式运营。参与此次会议的人士称,现场会实际上是江西赣州稀土集团的揭牌仪式,但对外没称揭牌,显示主办方低调之意。中国稀土学会副秘书长张安文表示,江西赣州稀土集团成立,表明赣州稀土整合平台落锤,我国稀土整合主体已经形成了“4+1”的构架。

而中国有色金属工业协会一位权威人士介绍,全国稀土整合主体实际上已经有了结果,只是没有对外宣布。记者了解到,“4+1” 构架涉及的5家整合主体为包钢稀土、中铝、五矿和广晟有色,以及赣州稀土集团。

据参加赣州稀土行业整治整合工作现场会的人士介绍,江西赣州稀土集团包括赣州稀土矿业公司,是目前赣州稀土唯一采矿权人,即江西全部44张稀土采矿权证都在该集团;下一步,该集团将全面整合区域内下游冶炼分离企业和应用企业,以把赣州稀土矿山开采、冶炼能力的70%-80%集中于该集团,并且计划产量约达4-6万吨。2012年,我国稀土开采指令性计划是9万吨。

此前,江西赣州中重稀土资源整合平台花落谁家一直没有定论,为此,央企和地方势力均在紧张博弈,五矿、包钢稀土等多家企业有意插足,如今都希望落空。

早在2011年5月,国务院颁布的《关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》就提出,用1-2年时间,建立起规范有序的稀土资源开发、冶炼分离和市场流通秩序;“基本形成以大型企业为主导的稀土行业格局,南方离子型稀土行业排名前三位的企业集团产业集中度达到80%以上。”

全国性稀土整合由此拉开帷幕。五矿、中铝、中色、江铜、以及广晟有色、厦门钨业和赣州矿业均加入到这场稀土并购浪潮中,“三甲”名额被群雄争抢。

张安文表示,目前我国稀土整合主体已经形成了“4+1”的构架南边4家即:中铝整合了江苏稀土企业;广晟有色作为广东省稀土整合主体;赣州稀土集团是江西赣州稀土资源整合平台;五矿在江西、广西、湖南兼并了一些稀土企业,还想参与广东的整合。另外一家就是北方稀土整合主体包钢稀土。

上述五大整合主体中,赣州稀土和包钢稀土资源优势明显,构成一南一北双雄格局。

我国稀土资源按轻重稀土可初步划分为南北两个系列,北方轻稀土包括内蒙古包头、四川凉山、山东微山湖,南方重稀土则以江西赣州为中心。北方轻稀土核心企业包头稀土正在积极推进与四川、山东地区企业的联合,力争早日组建中国北方稀土集团。

数据显示,内蒙包钢集团白云鄂博矿稀土是我国第一大稀土矿,储量合计约占87.7%。随着包钢稀土整合北方稀土步伐的加快,其稀土资源拥有量将进一步提升。

而江西中重型离子稀土储量占中国离子型稀土资源储量的40%左右,其中绝大部分在赣州。而赣州采矿权全部在赣州稀土集团。

此外,广晟有色稀土资源量也不少。相比之下,五矿和中铝在五大整合主体中,稀土资源拥有量较低。


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稀土南北双雄并立格局形成 或解经营混乱秩序

赣州稀土集团有限公司近日正式挂牌成立,这意味着我国南方离子型稀土主产区核心产业集团正式运营。“北有包头、南有赣州”的稀土产业格局演变成了“北有包钢稀土,南有赣州稀土”南北双雄并立的局面,这是向建设全国性大型稀土龙头企业迈进的重要一步。

随着近年来高科技产业的迅速发展,全球对稀土的需求和消耗量快速增长。我国以占全球30%的稀土资源储量供应着全球90%以上的稀土需求量,在给世界经济做出积极贡献的同时,留给自己的却是产业分散落后,生产经营秩序混乱,环境污染严重等问题。

大力整治稀土开采秩序,提高产业集中度,是我国稀土资源保护和产业健康发展的必由之路。近几年来,我国对稀土领域采取了一系列的有力措施。2010年5月10日,我国出台《关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》指出,基本形成以大型企业为主导的稀土行业格局,南方离子型稀土行业排名前三位的企业集团产业集中度达到80%以上。

今年1月22日,12部委联合发文《关于加快推进重点行业企业兼并重组的指导意见》,再次明确指出“大力推进资源整合,大幅度减少稀土开采和冶炼分离企业数量,提高产业集中度,基本形成以大型企业为主导的行业格局。”

包头和赣州是我国南北稀土的主要产区和产业聚集区域,两地稀土产业产值占全国稀土产业产值三分之二强。

在我国北方地区以包钢稀土为核心的稀土产业集群已经形成,而具有更高战略价值的南方离子型稀土却缺乏核心企业,而且经营秩序相对混乱。

赣州是南方离子型稀土主产区,发展稀土采矿和加工历经40余年,一直领衔于中重稀土领域,在世界稀土产业界举足轻重。全国现有的67个稀土采矿权证中有44个集中在赣州。

新成立的赣州稀土集团有限公司是集开采和冶炼分离、深加工及应用、贸易研发于一体的大型稀土产业集团,是目前赣州稀土唯一采矿权人。

目前赣州稀土集团及其核心子公司赣州稀土矿业有限公司法人治理结构已全部完善到位,集团已兼并龙南万宝等冶炼分离企业。赣州市副市长刘建萍说:“今后赣州将以此作为平台,进一步大力推进稀土资源整合和行业并购重组。”

刘建萍介绍,目前赣州冶炼分离产业集中度稳步提升,国家稀土研发平台初步搭建,稀土科技园项目正在规划建设。

据了解,国内稀土市场整合正在激烈进行之中,既有以我国五矿、有色、铝业为代表的“中字”央企,也有包钢稀土、赣州稀土、厦门钨业等的地方国企。

工信部有关负责人曾表示,考虑矿产资源特点,先从区域整合出发,再建立全国性的稀土集团,有利于实现稀土产业链的全覆盖,实现保护资源环境,促进产业可持续发展的战略目标。

据悉,包钢集团正在牵头联合甘肃稀土集团公司,吸收四川、山东等地骨干企业共同组建我国北方稀土集团。业内专家认为,我国稀土产业整治最后集中在哪几家企业还不明确,但是赣州稀土集团的成立与我国北方稀土主产区的包钢稀土集团共同形成了我国稀土产业南北双雄的局面,这对实现我国关于建设全国性大型稀土企业的战略目标有实质性的推动作用。


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【知识】中国的稀土应用

中国拥有发展稀土应用的得天独厚的资源优势,在现已查明的世界稀土资源中,80%的稀土资源在中国,并且品种齐全。从1986年起,中国稀土产量已经跃居世界第一位,使中国从稀土资源大国变成稀土生产大国。目前,无论是储量、产量,还是出口量,中国在世界稀土市场上占有举足轻重的地位。在中国稀土事业迅速发展的同时,应该清醒的看到,中国在稀土深加工方面,在稀土功能材料的开发和应用技术方面并不站在世界前列,与世界先进水平还有相当大的差距,需要我们奋起迎头赶上。目前中国稀土资源利用的特点是,一方面出口原料和粗产品;另一方面却在进口产品和精制品。因此,在中国开展稀土精细加工和稀土功能材料的研究,具有独特的意义。这是中国21世纪化学化工的重大课题,而稀土发光材料的研究将是它的一个主攻方向。


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