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稀土,仅从字面上就可以知道这种“土”很稀有很珍贵,但这里的“土”与我们平常所说的土并不相同。18世纪末的人们,常常把不溶于水的固体氧化物称为土,而稀土一般是以氧化物状态分离出来的,很稀少,所以得名“稀土”。
用途广泛“锦上添花”
在元素周期表的下方,有单独隔离开的两行元素,其中的一行就是镧系。镧系元素的作用可以总结为“锦上添花”。混合镧系元素的氯化物和磷酸盐用作催化剂,以加速石油的裂化分解;用三氧化二钇和三氧化二镝制得的耐高温透明陶瓷被用于火箭、激光、电真空等技术工程上:钢铁中加入少量镧系元素,可大大改善钢的机械性能;农业上用镧系元素可使粮食增产10%~20%,白菜增产29%,大豆增产50%,还可提高西瓜的产量和甜度……镧系元素这种“锦上添花”的功能让它成为了各个领域推崇的“明星”,而主要由镧系元素氧化物构成的稀土就自然而然成为了极有价值的资源。
由于稀土具有优良的光电磁等物理特性,因此在军工领域,稀土有工业“黄金”之称。稀土能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能,比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。美、日、韩都是稀土科技大国。以日本为例,日本在有关稀土应用的材料科学、雷达、微电子产业上甚至拥有比美国更强的技术制造能力。美军现役武器中,导弹微电子芯片的80%由日本制造,战机引擎的特种陶瓷也是日本研发……日本科学家曾夸口说,如果不用日本芯片,美国巡航导弹的精度就不是10米,而是50米。
在冶金工业方面,稀土金属加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
在石油化工方面,用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程:在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土一三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
在玻璃陶瓷方面,稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光:在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防×射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
在新材料方面,稀土钴及钕铁硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料:稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是20世纪70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料。近年来,世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氦温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。
此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5%~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
在农业方面,研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。
大量的研究还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种,出苗、拔节比对照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒饱满,增产14%。大豆用稀土拌种,出苗提早1天,单株结荚数增加14.8~26.6个,3粒荚数增多,增产14.5%~20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的维生素C含量、总糖含量、糖酸比均有所提高,促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度,降低腐烂率。
稀土大国资源丰富
稀土不只是一个产品,而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属。根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,稀土可以分为三组:轻稀土组,包括镧、铈、镨、钕、钷等元素;中稀土组,包括钐、铕、钆、铽、镝等元素;重稀土组,包括钬、铒、铥、镱、镥、钇等元素。
中国是名副其实的世界第一大稀土资源国,已探明的稀土资源量约6588万吨。中国稀土资源不但储量丰富,而且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位及矿点分布合理等优势,为中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。
中国稀土矿床在地域分布上具有面广而又相对集中的特点。截至目前,地质工作者已在全国三分之二以上的省(区)发现上千处矿床、矿点和矿化产地,除内蒙古的白云鄂博、江西赣南、广东粤北、四川凉山为稀土资源集中分布区外,山东、湖南、广西、云南、贵州、福建、浙江、湖北、河南、山西、辽宁、陕西、新疆等省区亦有稀土矿床发现。全国稀土资源总量的98%分布在内蒙古、江西、广东、四川、山东等地区,形成北、南、东、西的分布格局,并具有北轻南重的分布特点。 目前,中国稀土占据着几个世界第一:储量占世界总储量的第一,尤其是在军事领域拥有重要意义且相对短缺的中重稀土;生产规模第一,2005年中国稀土产量占全世界的96%;出口量世界第一,中国产量的60%用于出口,出口量占国际贸易的63%以上,而且中国是世界上惟一大量供应不同等级、不同品种稀土产品的国家。
当然,稀土并非中国独有。美国、印度、澳大利亚、加拿大、南非、巴西等国也有不同种类的稀土矿。位于美国加利福尼亚州的圣贝迪诺县就有着世界上最大的单一氟碳铈矿——芒廷帕斯矿。巴西是世界稀土生产最早的国家,早在1884年它就开始向德国输出独居石(磷铈镧矿,稀土的一种),并一度名扬世界。
大起大落重新洗牌
2011年,对于中国稀土产业而言是一个“痛并快乐”的年份。稀土价格经历了一个过山车般“疯狂”上涨和直线下跌的过程。尽管“稀土贱卖如土”的年代一去不复返,但价格巨幅波动也给整个稀土产业带来了深远的影响,中国的稀土企业必须抓紧抱团取暖。
事实上,自2007年中国对稀土实行出口配额管理之后,国际上已经开始陆续进行稀土开发项目的研究。随着2009年国际稀土价格出现上涨之后,一股稀土开发热潮已经悄然开始酝酿,而此轮稀土价格暴涨,全面加快了这个过程,并确认了这股热潮的形成。
作为一个年产值不到400亿元人民币的小产业,稀土原料的价格异动却影响着国内几千亿的下游应用产业。我国老一辈稀土工作者们在2011年奔走呼吁,“中国稀土产业能有今天就是得益于中国稀土成本低廉,但是现在价格上涨过快已经引起了下游产业的技术倒退。”一位稀土老工作者举例说,我国用了30年的时间推广稀土永磁材料,但是却在不到12个月的价格风暴中,很多企业因为不堪承受稀土原料价格过快上涨而导致的成本压力,不得不用落后的铁氧体来替代,30年的努力似乎在一夜之间都化为乌有了。
从表面上看,此轮稀土原料价格大幅上涨对我国战略新兴产业构成挑战,但从另一方面来说,却是一次难得的战略机遇,能够从一开始就推动我国战略新兴产业走出一条优质发展之路,用市场手段淘汰落后、保护优秀,推动整个下游深加工产业走出一条产品丰富、结构合理、技术先进、市场广阔的发展道路。
对稀土深加工企业而言,定价权回归于生产企业,将使其进入一个优胜劣汰的洗牌过程。在包头,由于稀土氧化物、金属价格涨幅较大,供应量减少,稀土合金等下游企业存在原料供应紧张的问题,特别是部分中小稀土下游企业原料供应出现困难,有些已经减产甚至停产。同样,赣州地区也已经将稀土资源重点投放给国内优秀的下游企业,对于本地的小型低水平、低档次的企业则停止供货。
事实上,长期以来,由于我国稀土深加工市场充斥大量低端产品,国外买家借机大幅压低中国出口的高端稀土产品,并且出现了收购中国低端产品回炼稀土元素后在国外加工成高端产品,从而占领高端市场的现象。
但是,借助当前的稀土价格大幅上涨,像中科三环、烟台首钢、宁波韵升等企业已经成功打入美国、欧洲等电子市场,这些企业不仅没有因为原料涨价而受到损失,反而在海外市场取得了丰厚利润。赣州虔东集团董事长龚斌表示,这轮价格上涨,整个稀土行业,无论是上游产业,还是下游深加工行业都会受益。
针对稀土产业群龙无首,行业内无序竞争的状态,4月8日,中国稀土行业协会在中国有色大厦挂牌成立。面对稀土价格大幅波动对稀土产业发展的不利影响,中稀协称将着力于探索稀土价格形成机制,抑制炒作导致的稀土价格大幅波动。
祛虚火,重铸基。其实,在2011年,国家对稀土的管理就已经进入了专业化管理时代。2011年6月,原工信部原材料司下设的稀土处升格为稀土办,其职能也更倾向于行业的调控。稀土材料作为“十二五”期间重点发展的新材料产业之一,在研究、应用、推广上得到了国家政策的有力支持。中国稀土产业在2012年仍将保持继续调整的态势,在告别“散、乱、差”的基础上,中国稀土产业业已向着“做大做强”的方向前进。
用途广泛“锦上添花”
在元素周期表的下方,有单独隔离开的两行元素,其中的一行就是镧系。镧系元素的作用可以总结为“锦上添花”。混合镧系元素的氯化物和磷酸盐用作催化剂,以加速石油的裂化分解;用三氧化二钇和三氧化二镝制得的耐高温透明陶瓷被用于火箭、激光、电真空等技术工程上:钢铁中加入少量镧系元素,可大大改善钢的机械性能;农业上用镧系元素可使粮食增产10%~20%,白菜增产29%,大豆增产50%,还可提高西瓜的产量和甜度……镧系元素这种“锦上添花”的功能让它成为了各个领域推崇的“明星”,而主要由镧系元素氧化物构成的稀土就自然而然成为了极有价值的资源。
由于稀土具有优良的光电磁等物理特性,因此在军工领域,稀土有工业“黄金”之称。稀土能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能,比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。美、日、韩都是稀土科技大国。以日本为例,日本在有关稀土应用的材料科学、雷达、微电子产业上甚至拥有比美国更强的技术制造能力。美军现役武器中,导弹微电子芯片的80%由日本制造,战机引擎的特种陶瓷也是日本研发……日本科学家曾夸口说,如果不用日本芯片,美国巡航导弹的精度就不是10米,而是50米。
在冶金工业方面,稀土金属加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
在石油化工方面,用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程:在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土一三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
在玻璃陶瓷方面,稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光:在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防×射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
在新材料方面,稀土钴及钕铁硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料:稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是20世纪70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料。近年来,世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氦温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。
此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5%~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
在农业方面,研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。
大量的研究还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种,出苗、拔节比对照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒饱满,增产14%。大豆用稀土拌种,出苗提早1天,单株结荚数增加14.8~26.6个,3粒荚数增多,增产14.5%~20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的维生素C含量、总糖含量、糖酸比均有所提高,促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度,降低腐烂率。
稀土大国资源丰富
稀土不只是一个产品,而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属。根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,稀土可以分为三组:轻稀土组,包括镧、铈、镨、钕、钷等元素;中稀土组,包括钐、铕、钆、铽、镝等元素;重稀土组,包括钬、铒、铥、镱、镥、钇等元素。
中国是名副其实的世界第一大稀土资源国,已探明的稀土资源量约6588万吨。中国稀土资源不但储量丰富,而且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位及矿点分布合理等优势,为中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。
中国稀土矿床在地域分布上具有面广而又相对集中的特点。截至目前,地质工作者已在全国三分之二以上的省(区)发现上千处矿床、矿点和矿化产地,除内蒙古的白云鄂博、江西赣南、广东粤北、四川凉山为稀土资源集中分布区外,山东、湖南、广西、云南、贵州、福建、浙江、湖北、河南、山西、辽宁、陕西、新疆等省区亦有稀土矿床发现。全国稀土资源总量的98%分布在内蒙古、江西、广东、四川、山东等地区,形成北、南、东、西的分布格局,并具有北轻南重的分布特点。 目前,中国稀土占据着几个世界第一:储量占世界总储量的第一,尤其是在军事领域拥有重要意义且相对短缺的中重稀土;生产规模第一,2005年中国稀土产量占全世界的96%;出口量世界第一,中国产量的60%用于出口,出口量占国际贸易的63%以上,而且中国是世界上惟一大量供应不同等级、不同品种稀土产品的国家。
当然,稀土并非中国独有。美国、印度、澳大利亚、加拿大、南非、巴西等国也有不同种类的稀土矿。位于美国加利福尼亚州的圣贝迪诺县就有着世界上最大的单一氟碳铈矿——芒廷帕斯矿。巴西是世界稀土生产最早的国家,早在1884年它就开始向德国输出独居石(磷铈镧矿,稀土的一种),并一度名扬世界。
大起大落重新洗牌
2011年,对于中国稀土产业而言是一个“痛并快乐”的年份。稀土价格经历了一个过山车般“疯狂”上涨和直线下跌的过程。尽管“稀土贱卖如土”的年代一去不复返,但价格巨幅波动也给整个稀土产业带来了深远的影响,中国的稀土企业必须抓紧抱团取暖。
事实上,自2007年中国对稀土实行出口配额管理之后,国际上已经开始陆续进行稀土开发项目的研究。随着2009年国际稀土价格出现上涨之后,一股稀土开发热潮已经悄然开始酝酿,而此轮稀土价格暴涨,全面加快了这个过程,并确认了这股热潮的形成。
作为一个年产值不到400亿元人民币的小产业,稀土原料的价格异动却影响着国内几千亿的下游应用产业。我国老一辈稀土工作者们在2011年奔走呼吁,“中国稀土产业能有今天就是得益于中国稀土成本低廉,但是现在价格上涨过快已经引起了下游产业的技术倒退。”一位稀土老工作者举例说,我国用了30年的时间推广稀土永磁材料,但是却在不到12个月的价格风暴中,很多企业因为不堪承受稀土原料价格过快上涨而导致的成本压力,不得不用落后的铁氧体来替代,30年的努力似乎在一夜之间都化为乌有了。
从表面上看,此轮稀土原料价格大幅上涨对我国战略新兴产业构成挑战,但从另一方面来说,却是一次难得的战略机遇,能够从一开始就推动我国战略新兴产业走出一条优质发展之路,用市场手段淘汰落后、保护优秀,推动整个下游深加工产业走出一条产品丰富、结构合理、技术先进、市场广阔的发展道路。
对稀土深加工企业而言,定价权回归于生产企业,将使其进入一个优胜劣汰的洗牌过程。在包头,由于稀土氧化物、金属价格涨幅较大,供应量减少,稀土合金等下游企业存在原料供应紧张的问题,特别是部分中小稀土下游企业原料供应出现困难,有些已经减产甚至停产。同样,赣州地区也已经将稀土资源重点投放给国内优秀的下游企业,对于本地的小型低水平、低档次的企业则停止供货。
事实上,长期以来,由于我国稀土深加工市场充斥大量低端产品,国外买家借机大幅压低中国出口的高端稀土产品,并且出现了收购中国低端产品回炼稀土元素后在国外加工成高端产品,从而占领高端市场的现象。
但是,借助当前的稀土价格大幅上涨,像中科三环、烟台首钢、宁波韵升等企业已经成功打入美国、欧洲等电子市场,这些企业不仅没有因为原料涨价而受到损失,反而在海外市场取得了丰厚利润。赣州虔东集团董事长龚斌表示,这轮价格上涨,整个稀土行业,无论是上游产业,还是下游深加工行业都会受益。
针对稀土产业群龙无首,行业内无序竞争的状态,4月8日,中国稀土行业协会在中国有色大厦挂牌成立。面对稀土价格大幅波动对稀土产业发展的不利影响,中稀协称将着力于探索稀土价格形成机制,抑制炒作导致的稀土价格大幅波动。
祛虚火,重铸基。其实,在2011年,国家对稀土的管理就已经进入了专业化管理时代。2011年6月,原工信部原材料司下设的稀土处升格为稀土办,其职能也更倾向于行业的调控。稀土材料作为“十二五”期间重点发展的新材料产业之一,在研究、应用、推广上得到了国家政策的有力支持。中国稀土产业在2012年仍将保持继续调整的态势,在告别“散、乱、差”的基础上,中国稀土产业业已向着“做大做强”的方向前进。