稀土金屬在新興行業(yè)中的應(yīng)用

時(shí)間:2011-08-09

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導(dǎo)語(yǔ):稀土磁性材料的應(yīng)用,稀土發(fā)光材料在照明節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用及稀土拋光材料的應(yīng)用等。

      一、稀土磁性材料:三方面引領(lǐng)潮流
      稀土永磁主要是指釹鐵硼系永磁材料、釤鈷永磁材料和稀土鐵氮系永磁材料。釤鈷永磁是最先發(fā)展起來(lái)的一種稀土磁性材料,具有高居里溫度、高矯頑力特點(diǎn),因含有昂貴的戰(zhàn)略金屬鈷使其發(fā)展受到很大限制。目前用量維持在600~700噸,主要應(yīng)用于軍工領(lǐng)域;釹鐵硼永磁發(fā)明于1983年,正值電子計(jì)算機(jī)、辦公自動(dòng)化、家電產(chǎn)品普及和微型化的關(guān)鍵時(shí)刻,迫切需要強(qiáng)力磁體,釹鐵硼不僅磁性能高,而且價(jià)格低廉,它的問(wèn)世給磁體帶來(lái)了革命性變化,同時(shí)使全球計(jì)算機(jī)、通訊等產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展,目前是稀土磁性材料的主力軍,09年產(chǎn)量9.4萬(wàn)噸(全球1.44萬(wàn)噸);稀土鐵氮永磁主要指2:17型釤鐵氮化合物及我國(guó)楊應(yīng)昌原始發(fā)明的1∶12型釹鐵氮化合物,同時(shí)具有較高的磁性能和耐蝕性,由于工藝問(wèn)題,目前應(yīng)用較少。
      我國(guó)的釹鐵硼應(yīng)用分高科技用途、傳統(tǒng)用途和低擋用途。高科技用途包括MRI,VCM,DVD/CD存儲(chǔ)器,CD拾音器,電動(dòng)自行車(chē)(EB)和電動(dòng)助力車(chē)(EAV)等,這部分用量增長(zhǎng)最快,占我國(guó)釹鐵硼磁體消費(fèi)的50%左右,近年來(lái)是拉動(dòng)釹鐵硼磁體消費(fèi)的主要?jiǎng)恿Γ粋鹘y(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用包括揚(yáng)聲器、磁分離器和磁化器包括用于油田和石油工業(yè)的脫蠟器,每年用量較為穩(wěn)定,約占我國(guó)釹鐵硼消費(fèi)的30%;低牌號(hào)用途主要是在浙江慈溪等地生產(chǎn)的服裝、箱包用的磁性紐扣或家具上門(mén)吸等,在此方面的用途所占比例正逐漸降低,但絕對(duì)量仍逐年增加,因?yàn)樗鳛閺U料回收利用,仍有一定的生命力。
      我國(guó)磁體生產(chǎn)主要集中在江浙、山西、京津、包頭和江西地區(qū),09年我國(guó)釹鐵硼磁體產(chǎn)量在9.4萬(wàn)噸左右,其中出口約占20%。從釹鐵硼在高科技領(lǐng)域的消費(fèi)結(jié)構(gòu)看,增長(zhǎng)最快的是電動(dòng)自行車(chē)(EB)和電動(dòng)助力車(chē)(EAV),以DVD/CD存儲(chǔ)器和CD拾音器用磁體主要供給國(guó)外用戶(hù)。另外,電動(dòng)自行車(chē)已成第十大家電下鄉(xiāng)品種。由于電動(dòng)自行車(chē)的驅(qū)動(dòng)是釹鐵硼電機(jī),由于電動(dòng)自行車(chē)的成本比摩托車(chē)低很多,農(nóng)村用戶(hù)龐大,未來(lái)釹鐵硼在這上面的應(yīng)用仍能保持較快的增長(zhǎng)。
      釹鐵硼“質(zhì)”和“量”之飛躍將被引爆:釹鐵硼的傳統(tǒng)應(yīng)用目前沒(méi)有衰退,而隨著低碳經(jīng)濟(jì)的到來(lái),新的應(yīng)用領(lǐng)域正在形成,下面三個(gè)方向以后會(huì)引領(lǐng)釹鐵硼的消費(fèi):
      1、風(fēng)力發(fā)電:在目前裝備的各類(lèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中,永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)因其效率高、體積小、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),成為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的首選。使用稀土永磁材料,能使發(fā)電機(jī)的效率從普通電機(jī)0.50提高到0.85以上,同時(shí)采用永磁發(fā)電機(jī),還可做到風(fēng)力機(jī)與發(fā)電機(jī)的直接耦合,省去變速箱,從而提高可靠性,減小系統(tǒng)噪聲,降低維護(hù)成本。2008年,我國(guó)新增風(fēng)電機(jī)組5130多臺(tái),裝機(jī)容量630萬(wàn)千瓦,總裝機(jī)容量連續(xù)第四年翻番增長(zhǎng),全國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)到1221萬(wàn)千瓦。預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)風(fēng)電有望實(shí)現(xiàn)1億千瓦裝機(jī)容量,按照每臺(tái)1MW級(jí)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)需用釹鐵硼0.6~1.5噸計(jì)算,約消耗釹鐵硼6~15萬(wàn)噸,這為釹鐵硼永磁材料今后的應(yīng)用提供了極其廣闊的空間,可以預(yù)見(jiàn),風(fēng)力發(fā)電將成為釹鐵硼的應(yīng)用的一大新的領(lǐng)域。
      2、新能源汽車(chē):經(jīng)濟(jì)危機(jī)下,為順應(yīng)節(jié)能環(huán)保的大勢(shì),各國(guó)政府不約而同地選擇了新能源產(chǎn)業(yè)作為刺激經(jīng)濟(jì)走出危機(jī)的契機(jī),將新能源產(chǎn)業(yè)從醞釀期推向了加速期的臨界點(diǎn)。中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)得到國(guó)家政策多方面扶持。未來(lái)3年(2009~2012)國(guó)家將投入數(shù)百億美元,力爭(zhēng)到2012年全國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)份額占到汽車(chē)市場(chǎng)的10%。由于永磁同步電機(jī)的能效利用率極高,所以它們被用于HEV,每輛車(chē)需要高性能釹鐵硼約7公斤。僅豐田公司“普銳斯”混合動(dòng)力汽車(chē)的今年產(chǎn)量就將達(dá)到100萬(wàn)量,由此可見(jiàn),釹鐵硼磁體市場(chǎng)必將因汽車(chē)用途而迅速擴(kuò)大。
      3、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī):目前在日本和歐美等國(guó)變頻空調(diào)已經(jīng)成為空調(diào)行業(yè)的技術(shù)平臺(tái),98%左右的空調(diào)均為變頻空調(diào),但我國(guó)目前應(yīng)用較少。變頻空調(diào)由于具有舒適、節(jié)能等特點(diǎn),勢(shì)必成為未來(lái)的一種趨勢(shì)。目前,變頻空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為單相異步電動(dòng)機(jī)或直流電機(jī),因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)存在轉(zhuǎn)差損耗,直流電機(jī)電刷的存在使得其故障率高、使用壽命低,所以異步電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)都不是空調(diào)壓縮機(jī)的理想部件。永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)是新一代高性能的驅(qū)動(dòng)電機(jī),很好地克服了這些缺點(diǎn),一方面永磁無(wú)刷直流電機(jī)本體具有交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),同時(shí)又有直流電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)性;另一方面BLDCM為永磁勵(lì)磁,減小了定子無(wú)功電流,提高了功率因數(shù)。永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)將被廣泛運(yùn)用于空調(diào)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等家用電器領(lǐng)域。由于我國(guó)空調(diào)市場(chǎng)巨大,變頻空調(diào)的發(fā)展,必將為永磁開(kāi)拓一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。
因此,隨著新的應(yīng)用領(lǐng)域不大開(kāi)發(fā),預(yù)計(jì)未來(lái)5年釹鐵硼行業(yè)全球仍將保持15%的增速,而我國(guó)有望將保持20%的增速。


      二、稀土發(fā)光材料:照明節(jié)能引領(lǐng)新機(jī)遇
稀土發(fā)光材料是利用銪、鋱、鈥、鉺、銩等元素的獨(dú)特光電性質(zhì),制造出的具有發(fā)光效率高、節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)良性能的發(fā)光材料。應(yīng)用范圍涉及稀土節(jié)能燈、顯示、光電器件、現(xiàn)代醫(yī)療電子設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域,是現(xiàn)代綠色照明產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。2009年,我國(guó)共生產(chǎn)各類(lèi)稀土熒光粉約7200噸,居世界第一。
      三基色熒光燈(節(jié)能燈)約占稀土發(fā)光材料的75%,是目前主要發(fā)光材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域,由于三基色熒光燈可比白熾燈節(jié)電70%-80%,而且具有高顯色性、高光效、長(zhǎng)壽命、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。近年來(lái)歐盟、美國(guó)、澳大利亞、加拿大、中國(guó)臺(tái)灣、日本及韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)相繼開(kāi)始推行禁用白熾燈計(jì)劃,出臺(tái)補(bǔ)貼政策推廣節(jié)能燈以減少能源消耗。2009年7月24日,發(fā)展改革委與聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署(UNDP)、全球環(huán)境基金(GEF)簽訂“中國(guó)逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈”項(xiàng)目,計(jì)劃三年內(nèi)逐步淘汰白熾燈,推廣普及節(jié)能燈。
      2009年我國(guó)稀土三基色熒光燈產(chǎn)量超過(guò)30億只,若80%的白熾燈被替代,每年還需增加約30億只稀土三基色熒光燈,合計(jì)年均需要熒光粉約1萬(wàn)噸,到2015年合計(jì)需要稀土三基色熒光粉約6萬(wàn)噸??梢?jiàn),隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)保節(jié)能問(wèn)題日益重視和綠色照明理念的深入人心,我國(guó)節(jié)能燈產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇,稀土發(fā)光材料亦將迎來(lái)新的發(fā)展時(shí)機(jī)。
      稀土發(fā)光材料生產(chǎn)企業(yè):目前我國(guó)各類(lèi)稀土發(fā)光材料生產(chǎn)能力已達(dá)到10000噸左右,主要的稀土發(fā)光材料生產(chǎn)企業(yè)有廣東江門(mén)科恒實(shí)業(yè)有限公司、大連路明發(fā)光科技股份有限公司、陜西彩虹熒光材料有限公司、杭州大明熒光材料有限公司、常熟市江南熒光材料有限公司、浙江衢州國(guó)光照明有限公司、江蘇天彩科技材料有限公司、無(wú)錫新威熒光材料有限公司、廈門(mén)通士達(dá)新材料有限公司、上海躍龍新材料股份有限公司、四川新力光源有限公司、廣州有色院、有研稀土新材料股份有限公司、內(nèi)蒙古天彩稀土發(fā)光材料有限責(zé)任公司等。其中,江門(mén)科恒實(shí)業(yè)有限公司是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的稀土三基色熒光粉生產(chǎn)企業(yè),年生產(chǎn)能力達(dá)到1440噸。大連路明是我國(guó)最大的稀土長(zhǎng)余輝發(fā)光材料生產(chǎn)企業(yè),年生產(chǎn)能力約為1000噸。此外還有歐司朗(中國(guó))照明有限公司三基色熒光粉生產(chǎn)能力將達(dá)到2000噸,廈門(mén)鎢業(yè)公司年產(chǎn)1050噸稀土三基色熒光粉將于近期試車(chē)。江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團(tuán)有限公司年產(chǎn)1500噸稀土三基色熒光粉。
      稀土儲(chǔ)氫材料:應(yīng)用量或?qū)⒀该蜕仙?br />      鎳氫電池在電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域正顯示出巨大的發(fā)展前景。最近幾年的汽車(chē)市場(chǎng)上,混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展前景受到各方面的一致看好,各大合資和本土汽車(chē)廠商也紛紛推出混合動(dòng)力汽車(chē)車(chē)型和開(kāi)發(fā)計(jì)劃,國(guó)家發(fā)改委于2008年初適時(shí)地為在服務(wù)于奧運(yùn)的奇瑞A5、一汽奔騰等混合動(dòng)力汽車(chē)頒發(fā)了“準(zhǔn)生證”,同時(shí)加緊制定混合動(dòng)力汽車(chē)的鼓勵(lì)政策和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),鼓勵(lì)混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展。隨著技術(shù)的進(jìn)步和廠商針對(duì)性的推廣,中國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)的大門(mén)將逐漸打開(kāi)。
      專(zhuān)家預(yù)計(jì)2010年左右中國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)將迎來(lái)井噴式增長(zhǎng),年均增長(zhǎng)率將達(dá)到12%。2010年全年,預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)量將超過(guò)800萬(wàn)輛,其中混合電動(dòng)汽車(chē)占95%。2009年,我國(guó)稀土儲(chǔ)氫材料產(chǎn)量達(dá)到19000噸,比2000年的1200噸增加了16倍,應(yīng)用稀土量達(dá)7900噸,占到全部稀土應(yīng)用量的11%。未來(lái)應(yīng)用量或?qū)⒀该蜕仙?br />      稀土儲(chǔ)氫材料生產(chǎn)企業(yè):目前我國(guó)儲(chǔ)氫材料合計(jì)產(chǎn)能在2萬(wàn)噸以上,主要有珠海金峰航電源科技有限公司、廈門(mén)鎢業(yè)股份有限公司、內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有限公司、遼寧沈陽(yáng)鑫普新材料有限公司、包頭三德電池材料公司、甘肅稀土集團(tuán)有限責(zé)任公司、贛州華京稀土新材料有限公司、中山市天驕稀土材料公司等。
      另外,江西江鎢浩運(yùn)科技有限公司年產(chǎn)5000噸稀土儲(chǔ)氫材料的生產(chǎn)線,廈門(mén)鎢業(yè)股份有限公司新增2000噸稀土儲(chǔ)氫材料的生產(chǎn)線目前正在建設(shè)中。
      三、稀土拋光材料:產(chǎn)業(yè)發(fā)展正積極推進(jìn)
稀土拋光粉廣泛應(yīng)用于顯示器、玻璃、光學(xué)器件、電子元件的拋光,特別是近年來(lái)隨著液晶顯示器的產(chǎn)業(yè)興起,高性能液晶拋光粉得到了快速發(fā)展,2008年,世界稀土拋光粉用量約為20000噸,其中液晶液晶顯示器用拋光粉用量達(dá)到了8000噸,;2008年我國(guó)共生產(chǎn)稀土拋光粉約7900噸,其中液晶拋光粉產(chǎn)量約3260噸。
      據(jù)有關(guān)專(zhuān)家估計(jì),隨著世界稀土拋光粉需求的進(jìn)一步增長(zhǎng),包頭、四川、江西等稀土資源正在積極推進(jìn)稀土拋光粉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,預(yù)計(jì)2010全年,我國(guó)稀土拋光粉的年生產(chǎn)能力將達(dá)到2萬(wàn)噸。
      稀土拋光材料生產(chǎn)企業(yè):目前我國(guó)稀土拋光粉合計(jì)產(chǎn)能超過(guò)15000萬(wàn)噸,主要生產(chǎn)企業(yè)有包頭天驕清美稀土拋光粉有限公司、甘肅稀土新材料股份有限公司、包頭羅地亞稀土有限公司、宜興興威利成稀土有限公司、上海華明高納稀土新材料有限公司、上海福納稀土新材料有限公司、成都君臣科技有限責(zé)任公司等。
      稀土催化材料:總消費(fèi)需求將驚人矚目
      稀土催化材料具有良好的助催化性能,已形成石油化工催化劑、汽車(chē)尾氣凈化催化劑、柴油清潔添加劑、天然氣催化燃燒材料、有機(jī)廢氣凈化催化劑、固體氧化物燃料電池(SOFC)催化材料以及合成橡膠稀土催化劑等多種產(chǎn)品,成為石化、環(huán)境、能源、化工等催化應(yīng)用領(lǐng)域不可或缺的重要組分。
石油化工裂化催化是稀土目前稀土催化劑最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。2009年,我國(guó)原油加工量37460萬(wàn)噸,使用的FFC稀土分子篩催化劑消費(fèi)稀土約7500噸。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè),2015~2020年,我國(guó)原油加工量將保持在5億噸以上的規(guī)模,用于FCC催化劑的稀土用量將超過(guò)10000噸。
      稀土除用于制造石油裂化催化劑外,在汽車(chē)尾氣凈化催化領(lǐng)域也已得到了廣泛應(yīng)用。采用稀土作為助催化劑,可以有效提高催化劑的性能并減少貴金屬的消耗量。自美國(guó)于20世紀(jì)70年代中期推行汽車(chē)凈化催化劑的應(yīng)用以來(lái),目前已有40多個(gè)國(guó)家實(shí)施了排放控制法。2000年歐洲制定歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn),對(duì)一氧化碳、氮氧化物等排放規(guī)定的具體標(biāo)準(zhǔn),到2005年實(shí)施歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)時(shí),上述排放物允許數(shù)量又下調(diào)了40%~50%。隨著環(huán)保法規(guī)對(duì)汽車(chē)尾氣排放日益嚴(yán)格的控制,稀土汽車(chē)尾氣催化劑市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大。2009年,我國(guó)各類(lèi)車(chē)用尾氣凈化催化器產(chǎn)量為1300萬(wàn)套,消耗稀土約3300噸。其中,汽車(chē)尾氣凈化器960萬(wàn)噸。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè),2015年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到2000萬(wàn)輛,2020年將超過(guò)2500萬(wàn)輛,我國(guó)汽車(chē)尾氣凈化器市場(chǎng)需求量至少在2000萬(wàn)套以上,對(duì)稀土催化材料的消費(fèi)需求將超過(guò)5500噸。
      此外,隨著燃料電池、天然氣催化燃燒、水污染治理、空氣凈化等領(lǐng)域?qū)ο⊥链呋牧闲枨蟮拇蠓仍黾樱?015~2020年,我國(guó)稀土催化材料總消費(fèi)需求將超過(guò)17000噸。

稀土專(zhuān)題報(bào)道:http://www.treenowplaneincome.com/html/xitu/

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