中国稀土行业的发展历程

【专家解说】：我国稀土金属产业现状及其发展前景 〔 作者：颜世宏，李宗安，赵斌，杨广禄，庞思明，王志强 转贴自：《稀土》2005年第2期 点击数：2695 文章录入：admin 〕 稀土金属产业在整个稀土产业链中具有极其重要的地位，如钕已成为拉动我国稀土产业发展的主要元素，而钕主要是以金属形式应用到稀土永磁材料钕铁硼之中，在钕铁硼产业的快速发展中，稀土金属产业做出了重大贡献。 我国稀土金属产业是随着稀土火法冶金技术的进步和应用市场的不断扩大发展起来的，可分为四个阶段：（ 1 ）试验研究阶段（ 1956 ～ 1966 年），这一阶段主要研究制备稀土金属工艺技术；（ 2 ）稀土火法冶金技术工业化阶段（ 1966 ～ 1980 年），这一阶段主要是用试验研究的工艺技术建立试验厂；（ 3 ）稀土火法冶金工业技术完善阶段（ 1980 ～ 1985 年），这一阶段主要是完善设备、优化工艺、稳定批量生产；（ 4 ）稀土火法冶金工业化技术提升阶段（ 1985 年以后），这一阶段主要研究了新工艺技术和装备，提高产品质量、降低生产成本。 1、稀土金属企业现状 从产品来分，生产企业主要有三种类型：单一稀土金属、混合稀土金属、稀土硅铁合金。其中部分单一稀土金属生产企业同时也生产少量的混合稀土金属，部分混合稀土金属生产企业同时也生产少量的单一稀土金属。? 1.1 产品结构 经过多年的发展，目前我国能够工业化生产除钷以外的 16 种单一稀土金属及相应的合金，主要产品有：金属镧、金属铈、金属镨、金属钕、钕铁合金、镨钕合金、镨钕镝合金、金属钐、金属铕、金属钆、金属铽、铽铁合金、金属镝、镝铁合金、金属钬、金属铒、金属铥、金属镱、金属镥、金属钇、钇铝合金、金属钪、钪铝合金、混合稀土金属、稀土硅铁（镁、钙等）合金等。 1.2 工艺技术 目前我国稀土金属工业化生产采用工艺技术主要分为：熔盐电解、金属热还原和真空蒸馏提纯技术。对制备稀土硅铁合金主要采用硅热法、碳热法制备技术。 熔盐电解：分为氯化物熔盐体系（ RECl3-KCl ）电解稀土氯化物工艺技术和氟化物熔盐体系（ REF3-LiF ）电解稀土氧化物工艺技术。目前，前一种工艺技术主要用于制备混合稀土金属，但由于环境污染问题，一些企业已开始采用氟化物熔盐体系（ REF3-LiF ）电解氧化物制备混合稀土金属；单一稀土金属的制备主要采用氟化物熔盐体系，我国在 20 世纪 60 年代进行了该工艺电解制备稀土金属试验研究，与氯化物熔盐体系电解过程相比较，电流效率高、电耗低，同时阳极气体污染较轻。在近二十年中我国先后采用 3000 安培和 6000 安培电解槽生产金属钕，随着产品市场需求的增大， 2000 年生产规模大的企业开始研发万安级大型电解槽的工艺、槽型、电解过程自动化控制及回收处理阳极气体的措施，现已投入使用，电解过程实现了自动化控温、加料和真空虹吸出金属，综合处理回收阳极气体，防止了大气污染。但万安电解槽的使用仅限于几个生产企业，绝大部分生产厂还未使用万安电解槽。 金属热还原：根据稀土金属的熔点、沸点不同，金属热还原制备稀土金属的技术目前工业化应用分为二种： 一是针对沸点很低（即标准状态下，饱和蒸气压很高）的稀土金属如 Sm 、 Eu 、 Yb 、 Tm ，可用其氧化物为原料用金属镧或混合轻稀土金属作还原剂，进行还原 — 蒸馏，再冷凝结晶得到固状金属。 二是针对沸点低、熔点很高的稀土金属如 Dy 、 Er 、 Y 、 Lu 等的性质，适合用它们的氟化物以金属钙为还原剂进行钙热直接还原，或者用中间合金法，即钙热还原过程中加入熔点较低的合金组元如镁使其与高熔点的稀土金属形成熔点较低的合金，同时加入氯化钙助熔剂，以降低渣的熔点，还原后得到的稀土金属镁合金再进行真空蒸馏除去镁而得到海绵态的稀土金属。 真空蒸馏提纯：以熔盐电解或金属热还原制备的稀土金属作为原料，通过高温真空蒸馏去除某些杂质来制备高纯稀土金属。如用于制备超磁致伸缩材料高纯金属铽，首先采用金属热还原法制得的普通金属铽，再进行高真空蒸馏，采用特殊的装置，有效地去除了蒸气压高的和低的金属杂质。 硅热法、碳热法生产稀土硅铁合金：我国是世界上最早用硅热法生产 RE － Si － Fe 合金的国家，是以白云鄂博矿的稀土富渣、稀土精矿渣或稀土精矿等为原料， 75 硅铁为还原剂，石灰为熔剂在电炉内制备稀土硅铁合金的方法。并先后发展了三相电炉硅铁还原冶炼包头中贫铁矿高炉脱磷、铁的稀土富渣（ RE2O3>10% 、 Fe<2%、不含磷）工艺技术、三相电炉冶炼中品位稀土精矿（含RE2O3>30% ）经脱铁、磷的高品位稀土富渣（含 RE2O3>30% ， P<0.1% ）技术和山东微山、四川的氟碳铈精矿（ RE2O3 约 40% ）电炉直接硅铁还原冶炼稀土精矿生产稀土硅铁合金技术。 20 世纪 90 年代又发展了高品位稀土精矿（ RE2O3≥60% ）直接矿热炉碳热还原冶炼稀土硅铁合金工艺技术。硅热还原法反应速度快，产品易于调整控制，适于多品种小批量生产；碳热还原法的主要优点是可以一步还原出金属，还原剂便宜，能源利用合理，可以大批量连续生产。 1.3 生产能力 随着市场对稀土金属需求的不断增加，同时，由于生产稀土金属起始投资相对较少，见效较快， 20 世纪 80 年代后期稀土金属生产厂急剧增加，稀土金属产业得到了迅猛发展。据初步统计目前我国共有近 160 家企业生产单一稀土金属、混合稀土金属和稀土硅铁合金。这些企业分布于内蒙古、江西、北京、上海、天津、江苏、湖南、湖北、辽宁、河南、河北、山西、山东、陕西、安徽、甘肃、宁夏、广东、福建、浙江、四川等 21 个省市自治区。其中单一稀土金属的年生产能力达 30000 吨，江西为我国的主产地， 2003 年我国实际产量近 10000 吨，江西为 5000 吨左右。混合稀土金属的年生产能力在 20000 吨左右， 2003 年我国实际产量在 6000 吨，主要集中在内蒙古。稀土硅铁合金的年生产能力达 120000 吨，近年的实际产量在 30000 吨左右。 1.4 市场现状 稀土在传统冶金领域应用主要用在钢、铸铁和有色金属中，稀土的加入明显地改善了钢、铸铁和有色金属地力学性能、工艺性能和使用性能。 由于稀土金属具有无法取代的优异磁、光、电性能，是高性能稀土永磁、储氢、磁光存储和记录、超磁致伸缩、磁致冷等高新材料必不可少的基础原料，这些材料广泛用于计算机、高密度信息存储、通讯、转换、高精度导向、信息高速公路及国家安全防范等高科技领域。随着稀土高新技术材料的飞速发展，稀土金属的应用领域也从冶金等传统领域向新的、技术更加密集新材料领域发展。其中高性能 NdFeB 永磁和 Ni-MH 电池产业的蓬勃发展，已成为当前稀土金属用量增长最快的领域。 钕铁硼生产企业主要分布在中国、日本、美国、德国等国家。目前世界生产钕铁硼著名企业有日本的 NEOMAX （日立金属与住友金属合并后的企业）、信越化学、 TDK 、精工爱普生、大同公司，前三个企业主要生产烧结钕铁硼，后二个企业生产粘结钕铁硼。我国生产钕铁硼的企业目前超过 100 家，具有代表性的企业有中科三环、宁波韵升、安泰科技、太原刚玉、北京京磁、宁波永久、宁波招宝、宁波合力、浙江英洛华、烟台首钢、烟台正海、山西恒磁、太原天和、太原通力、山西金山、成都银河等企业，产量主要集中分布在浙江、山西、津京三地。我国烧结钕铁硼的产量 2001 年开始已超过日本居世界第一，从发展趋势看，这种状况将持续保持下去。钕铁硼市场需求决定着稀土金属的产销量并影响稀土金属企业的经营状况，钕铁硼产业的发展带动了稀土金属产业的发展。 1985 ～ 2003 年世界钕铁硼的产量见表 1 。属中，稀土的加入明显地改善了钢、铸铁和有色金属的力学性能、工艺性能和使用性能。 表 1 1985 ～ 2003 年世界钕铁硼的产量 / 吨 年 1985 1990 1995 2000 2003 NdFeB （ S ） 75 1860 5500 15100 25290 NdFeB （ B ） - 310 1540 3540 4476 合计 75 2170 7040 18640 29766 注： S- 烧结钕铁硼 B- 粘结钕铁硼 自1985 年以来，世界钕铁硼磁体产量一直保持较高的增长速度，就是在进入 21世纪之时发达国家经济不景气，日本、美国、欧洲产量有所降低的情况下，但由于中国稀土永磁产业的飞速发展，使得世界稀土永磁体产量仍然保持了强劲的增长态势，而且中国稀土永磁产业的快速势头在近些年将继续持续下去。 今后随着稀土永磁材料新的应用不断涌现，特别是以信息产业为代表的知识经济的发展，给稀土永磁材料不断带来新的用途，除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗设备等方面的广泛应用外，汽车中的发电机、电动机和音响系统的应用已经开始，这将极大地带动钕铁硼产业的发展，据预测 2005 年世界钕铁硼磁体的产量将达到 41100 吨，到 2010 年世界钕铁硼磁体的产量达到 102700 吨，为稀土金属的应用提供了良好的市场前景。 2、稀土金属产业的特点 2.1 发展速度快 多年来，我国稀土金属产业凭借丰富的稀土资源优势、较低的生产成本，同时在制备技术上和产品质量上不断提升，尤其是近几年随着产品应用市场的需求增加，稀土金属的产量迅猛增加。表 2 是 1990 ～ 1998 年我国混合稀土金属和单一稀土金属产量状况。 表 2 1990 ～ 1998 年我国混合稀土金属和单一稀土金属产量状况 / 吨 ? 年份 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 混合稀土金属 1154 994 1978 3632 2890 3542 2860 3307 3881 单一稀土金属 224 158 529 503 232 492 568 1449 2104 1990 ～ 1998 年混合稀土金属年均增长率 23.1% ，单一稀土金属年均增长率 59.3% 。由表中可以看出，在 1995 年以前稀土金属的产量在波动，主要原因是我国的稀土金属产量受国际市场需求的影响，在 1995 年以前虽然世界总体市场消费需求每年在增长，但当时我国稀土金属尤其是单一稀土金属总体产能不大，而且产品质量还不能稳定的满足要求，我国稀土金属生产企业与国外稀土金属生产企业的竞争优势还未充分显示，国外稀土金属生产企业可以在较好的赢利水平下生产相应的产品。但在 1995 年以后，一方面，随着我国稀土金属企业技术上的进步、产品质量的提高和生产规模的增大，市场竞争优势充分显示出来；另一方面，我国国内的需求不断增大，造成我国产量开始大幅度的增加。 2.2 产品占世界市场的主导地位 我国是世界稀土资源大国，过去国外企业主要从我国购买氯化稀土、碳酸稀土、富集物等初级产品，他们自己分离提纯，再制备稀土金属。随着我国稀土冶炼技术的升级换代、产品质量的提高以及生产能力的扩大，国外企业由购买稀土初级产品逐渐变为购买单一稀土氧化物 → 氟化物 → 稀土金属。近几年，由于我国稀土金属产业迅猛发展，产量迅猛增加、技术水平和产品质量达到或超过国外企业，同时生产成本低，产品市场销售价格甚至低于国外同类生产企业的生产成本，在市场竞争中具有明显优势，致使世界上生产稀土金属的国家如美国、日本、法国、英国、德国、奥地利、印度、俄罗斯相关企业金属的生产无利可图，难以为继，相继减产或停产，转而直接购买我国的稀土金属和合金，再进行深加工产品的生产。目前我国稀土金属和合金产品占世界市场的 80% 以上。 3、存在的问题 ? 3.1 厂家过多，产能过大，产品趋同 由于稀土金属生产厂家过多，产能过大，产品趋同，市场竞争激烈，造成生产稀土金属利润过低。这从稀土金属价格紧随稀土氧化物价格变化而变化也可以看出，但在此以前这些年来，不论稀土氧化物价格在市场上是涨是落，荧光粉、钕铁硼产品价格却一直在不断地下调，只有在 2003 年下半年至 2004 年第一季度，由于稀土氧化物价格上涨，尤其是氧化铽和金属铽的价格异常攀升，致使荧光粉、钕铁硼企业从行业的整体利益出发分别于 2003 年 12 月和 2004 年 3 月聚在一起开会，共商协调产品提价问题。而 2003 年 12 月对钕铁硼企业来讲，这时所需的原材料价格上涨平均达 50% 以上，同时还存在电力供应严重不足、产品出口退税率平均下调 4 个百分点、劳动力成本提高等问题。但各企业都清楚身处价格竞争中如果打算转嫁高出来的成本，就意味着失掉市场。因此，当原材料价格上涨时，这些企业在产品利润空间允许的情况下，只能压缩企业自身的利润。回过来看稀土金属企业，当所需原材料价格发生变化时，从始至终稀土金属生产企业并未开会协调价格，而是不约而同地根据原料价格的变化而调整金属的销售价格，这就足以说明金属企业无利润空间来承受原料涨价带来的产品成本的提高，所以原材料涨价时，金属产品必须随之上调价格；反之，原材料降价时，金属产品必须紧跟降价，否则就销不出去，这些年来已成规律。此外，由于近两年来稀土金属生产总体能力过大，且企业过多，经常出现金属生产企业购买原材料紧张，但产品销售不旺甚至滞销的情况，尤其在镝产品上表现的尤为突出，形成中间大，两头小的局面，使金属生产企业生产经营处境非常尴尬，如这种状况不改变，我国稀土金属产业的持续发展将受到严重影响。 差额 = 金属钕单价 -N 氧化钕单价 (N- 料比 ) 差额中包括人工、水电、辅助材料、包装运输、折旧管理等费用，此外还包括企业的利润。在前些年，此差额随着氧化钕、金属钕单价的变化而变化，总体上在下降。但从 2002 年开始在很低的水平徘徊，基本上无明显变化，说明此差额基本上已无下降的空间，再下降企业将难以承受。 3.2 高能耗及污染问题尚未解决 我国目前稀土金属生产企业设备装备水平总体上比较落后，主要经济技术指标还有待提高，否则将成为今后稀土金属产业发展的主要制约因素。稀土金属生产中以金属钕为例，每生产一吨金属钕，电解耗电在 10000 度左右，再算上其它方面的电耗，电费占加工成本的 40% 以上。同时，在电解生产过程中不可避免的伴随电解质的挥发，产生大量含氟气体，造成环境的污染。高能耗伴随高污染，互相依存，共同影响生态环境，这样以环境污染和资源浪费为代价的发展最终只会带来更大损失。 在国家反复强调取消高耗能工业的优惠电价同时，一些地区利用地方电网独立运行的 “ 优势 ” ，继续给予高耗能企业优惠电价，吸引高耗能企业投资建厂，同时也吸引了稀土金属企业，某些企业已向或正在向电价便宜的地区（水电地区）迁移。 近年来，发达国家普遍从能耗、环保、税收等方面对高耗能高污染项目进行限制，迫使这一产业向境外转移。我国一些地方政府从节约资源和保护生态环境角度，已明确禁止或限制高耗能高污染项目的发展，稀土冶炼项目已被列其中。湖北省是水电发达地区， 2004 年 9 月底已关停 153 家高耗能企业（对这些企业不得供电），另有 184 家高耗能企业于 10 月份起实行高电价（每度加 5 分钱）。包头今年由于环境污染的问题而导致某些企业停产，四川沱江地区也有部分企业因环保问题被当地政府要求停产限期整改。稀土金属冶炼企业的经营管理者必须引起高度重视。 随着我国政府越来越注重环保问题，势必对高能耗企业、污染企业的发展加以限制。稀土金属企业必须在耗能、环保方面投入人力、物力和财力，进行技术改造，降低能耗减少污染，才能保证企业的长期可持续的健康发展。 4、建议 “ 十五 ” 期间，针对我国稀土行业的状况和存在的主要问题，国家发改委会同有关部门从政府的角度研究提出了我国稀土工业发展的 “ 四十字方针 ” ，即 “ 开拓市场，推广应用；保护资源，合理开采；优化出口，增加创汇；调整结构，集约发展；统一规划，合理布局 ” 。 稀土企业如何围绕着国家的产业发展方针，利用相关的产业政策，根据市场的需求状况发展企业，这一问题必须有着清醒的认识，否则将影响企业发展。目前，稀土金属企业为应对激烈的市场竞争，都在千方百计的想办法降低生产成本，甚至将企业建到劳动力、水电更加便宜的地区，或者在解决（争夺）资源（原料）问题上做文章，这仅仅是一个方面，对具有实力和较大规模的企业更要在企业的技术进步和管理等方面做文章。 加强技术进步，下大力气开发拥有自主知识产权的新技术新工艺，同时加强知识产权保护。对企业内建立激励与约束机制，对外申请专利保护。国外稀土生产厂家为什么不像我国这么多，不是其他企业不想从事这一领域，而是因为国外企业比我们更加注重知识产权的保护，进入门槛高。如烧结钕铁硼材料是 1983 年由日本住友金属公司首先发明并在日本、美国、加拿大、欧洲等国家申请了多项烧结钕铁硼磁体专利，在专利覆盖地区生产、销售烧结钕铁硼磁体必须有专利许可。在日本，其他生产烧结钕铁硼的公司（信越化学、 TDK 、日立金属）与住友金属公司是有专利许可协议的，每年其他公司根据生产销售量的多少，将向住友金属支付专利使用费，否则是不能生产和销售的，所以没有实力的企业是承受不了这一额外费用。此外，住友金属公司每年对这些公司的销售情况要进行市场调查，对虚报少报者将进行经济处罚。而我国的稀土企业在投资建厂时几乎没有这方面的问题，同时在早些年有较高的投资收益，尤其是生产稀土金属，投资少，见效快，造成了今天稀土企业过多，一种无序投资建厂的状态，致使竞争激烈，导致企业盈利水平低下，经营困难。今后稀土金属企业只有通过技术工艺的不断创新来提高产品质量降低生产成本，同时根据市场需求的变化不断地调整产品结构，并实现生产过程设备的大型化、自动化、连续化、非炉前控制与操作，才能在市场竞争中达到优胜劣汰，使稀土金属产业健康发展。 提高企业管理水平。目前我国稀土金属企业在从业人员和年经营额方面属中小企业，在企业管理上还处于较低水平，还不适应现代企业发展的要求。主要表现在企业缺乏长远发展规划、适应市场竞争的组织管理框架和企业内部的激励机制，分工不够明确，责任不够清楚，不利于企业的健康持续发展。 许多企业不是整体企业经营得成功，而是靠一种机遇。比如靠某个好产品、某一个好项目，几年就把这个企业发展起来，但好产品、好项目都是相对的、暂时的；或者有一个非常能干的老板或总经理，这就产生一种现象：老板或总经理整日忙于具体事务性工作，既当采购员又当销售员，而无暇考虑企业的长远发展战略。 如果说哪个企业没有制度化管理，多会受到质疑。理由是企业有完善的管理制度。但现代企业所讲的制度化管理不是指企业有无完备的制度体系，而是有无做到制度化管理。仅有制度称不上进行了制度化管理，关键是否实施了制度化管理。如：一些企业为了改善管理，提升企业形象，满足客户要求，适应国际市场发展要求，均建立了各种国际管理体系。如质量管理体系 ISO9000 ，但有多少企业在实际工作中按体系要求运行呢 ? 可分三种类型： (1) 完全不按体系规定执行，只保留虚假记录以对付认证机构。 (2) 部分依据规定执行，大部分另有一套做法。 (3) 依据规定死板执行，不思改进。 如何有效应对变革，寻求竞争优势，实现持续发展，是每个企业都必须思考的首要问题。企业要有可实现的战略目标，并形成具体规划；制定的管理制度，具有可操作性；核心业务流程相对成熟，业务骨干队伍基本稳定；建立具有特色的企业文化，企业理念和风格被企业内外认同。根据市场需求建立企业的技术管理体系、技术创新体系，员工激励机制，树立良好的企业形象。 通过实施现代企业规范化管理体系，才能够使企业逐步建立起一套科学的支持企业持续稳定发展的管理模式和一种有效地适应市场需求和外部竞争环境的运行机制，并形成良性循环，促使企业稳定地实现自己的战略目标，建立持久的竞争优势，在激烈的市场竞争中运筹帷幄，决胜商海。 综上所述，稀土金属生产企业应在加强技术进步、提高管理水平、扩大生产规模、降低能耗减少污染等方面做更深入的工作，同时加强企业间的团结协作，从稀土金属产业可持续发展方面出发，从行业的整体利益出发，从产品的价值规律出发，保证产品合理价格定位，自觉抵制不正当的市场竞争，共同维护行业利益，推动我国稀土金属产业健康、持续的发展。 5、发展前景 我国稀土金属产业经过二十多年的发展，既有成功的经验，也有深刻的教训。金属企业通过对过去经验教训的总结，将不会重蹈为争夺市场拼价格的覆辙，而将理智的根据市场需求的变化，更加注重做好企业的发展规划，进一步提高企业的管理水平和技术创新能力，增强企业核心竞争力，实现企业的管理思想、管理模式、管理机制的科学化，创造出适合企业自身特点的管理运行机制，提高管理效率。并加快新产品开发和产品结构的调整，增加产品的技术含量，提高产品的技术附加值，注重环境保护，走新型工业化之路。同时将寻求更广泛的合作，注重行业的整体利益，努力实现集约化发展，共同推动行业的健康发展。 在市场方面， 2005 年世界钕铁硼磁体的产量将达到 41100 吨，对稀土（ REO ）的需求达 17600 吨；到 2010 年世界钕铁硼磁体的产量达到 102700 吨，对稀土（ REO ）需求达 44000 吨。 2005 年世界镍氢电池的产量将为 23 亿 Ah ，需贮氢合金粉 23000 吨，对稀土（ REO ）的需求将达 9200 吨； 2010 年世界需求贮氢合金粉 37000 吨，对稀土（ REO ）的需求达 14800 吨。此外稀土在钢、铸铁和有色金属等领域中的应用也在逐年增加，仅我国 2005 年稀土（ REO ）的消费量将为 8000 吨，到 2010 年稀土（ REO ）的消费量达 12300 吨。 稀土金属由于独特的化学性质，在与有色金属生成金属间化合物和合金材料时表现出优异的力学性能。稀土有色合金材料是航空、航天、军事和汽车工业领域重点发展的新一代材料。 镁是我国少有的几种优势金属资源之一，与稀土一样，我国是镁资源大国，储量居世界首位。同时也是原镁生产大国和出口大国， 2003 年我国共生产原镁 354万吨，约占全球总产量的 67 ％。近些年来我国在高性能镁材料的研究，镁加工装备的开发以及镁合金深加工产品的开发应用方面都取得极大的进展。从镁产业的角度来讲，已经形成了从原材料到深加工一直到应用的完整产业链。预计到 2020 年用于镁合金的稀土（ REO ）量将异军突起达到 25000 吨。