中國粉體網(wǎng)訊 稀土是重要的新能源原材料，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中具有許多不可替代的用途。世界稀土資源豐富，主要集中在美國、澳大利亞、俄羅斯、越南、巴西和中國。稀土資源是中國最為重要的戰(zhàn)略性優(yōu)勢礦產(chǎn)資源之一。作為一種重要的、不可再生的“三稀”金屬礦產(chǎn)資源，稀土能夠改造傳統(tǒng)工業(yè)、發(fā)展國防尖端技術(shù)，其獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的光電磁熱及易與其他元素組合等物化性質(zhì)。有“現(xiàn)代工業(yè)維生素”“萬能之土”和“21世紀(jì)新材料寶庫”等稱號(hào)。
具有工業(yè)價(jià)值的各類稀土礦物一覽表
稀土應(yīng)用領(lǐng)域
稀土在農(nóng)業(yè)、紡織、輕工、冶金、電子、醫(yī)藥、催化、超導(dǎo)、玻璃陶瓷、機(jī)械制造和國防軍工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。隨著新能源工業(yè)革命的開始，涉及的新材料和關(guān)鍵應(yīng)用器件同樣離不開稀土元素的參與，稀土在新能源產(chǎn)業(yè)鏈中儲(chǔ)氫材料、永磁材料、鎳氫電池和永磁電機(jī)等產(chǎn)品的重要性日益凸顯。
￭稀土拋光粉
拋光材料用于諸多工業(yè)領(lǐng)域，主要用于金屬、不銹鋼、半導(dǎo)體、珠寶玉器、玻璃、皮革、塑料等的研磨和拋光。工業(yè)上所使用的稀土拋光材料，就是稀土元素鈰（Ce）的氧化物——氧化鈰（CeO2）將其作為拋光材料使用，實(shí)踐證明鈰系稀土拋光粉的拋光效果優(yōu)于其他金屬氧化物，目前被稱為“拋光粉之王”。
鈰類稀土拋光材料在日常生活中的應(yīng)用十分常見，如光學(xué)鏡頭、手機(jī)面板、平板電腦、液晶顯示器、手表外殼、珠寶首飾等，其表面光滑如鏡，就是稀土材料精打細(xì)磨的原因。
全球稀土拋光粉的主產(chǎn)國為中、日、韓、美、法、英等國，稀土拋光粉主產(chǎn)企業(yè)有日本的清美化學(xué)株式會(huì)社、三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社等，韓國的戴伯克新材料公司，英國的光學(xué)表面技術(shù)公司，法國的羅地亞電子與催化材料公司，美國的費(fèi)羅電子材料公司等。
我國稀土拋光材料產(chǎn)業(yè)正式開始于1968年，上海躍龍化工廠首次研制成功稀土拋光粉，開始以純氧化鈰和氟碳鈰礦以及混合稀土為原料，云南光學(xué)儀器廠和西北光學(xué)儀器廠選用獨(dú)居石為生產(chǎn)原料，成功研產(chǎn)出多種實(shí)用的稀土拋光粉產(chǎn)品。20世紀(jì)70年代，北京有色金屬研究總院、北京工業(yè)大學(xué)等單位研發(fā)成功一批添加氟、硅等元素的新產(chǎn)品，如739和771型稀土拋光粉，主要用于金屬制品的高速拋光；甘肅稀土新材料股份有限公司研制的797型稀土拋光粉，主要用于平板玻璃和電視機(jī)顯象管的拋光；2011年7月，包頭天驕清美稀土拋光粉有限公司擴(kuò)建稀土拋光粉生產(chǎn)線，我國最大的稀土拋光材料生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。
未來全球電子產(chǎn)品的繁榮發(fā)展仍將是必然，稀土拋光材料將主要用于液晶玻璃、智能手機(jī)面板、光學(xué)玻璃等電子產(chǎn)品器件的拋光，應(yīng)用市場的擴(kuò)容量無疑會(huì)給稀土拋光粉市場帶來巨大的發(fā)展空間和商機(jī)。
￭稀土催化劑
稀土催化體系按其組分來劃分，大致可劃分為：（1）稀土配合物和烷基鋁或有機(jī)硼鹽組成的二元催化體系；（2）稀土化合物、烷基鋁或有機(jī)硼化物、鹵化物組成的三元催化體系；（3）稀土化合物、烷基鋁或有機(jī)硼化物、鹵化物及活化劑等的多元催化體系。目前，二元催化體系及三元催化體系為常用的催化體系。在稀土化合物/烷基鋁或硼鹽/氯化物組成的三元催化體系中，氯化物的種類及其用量對于催化劑的相態(tài)與聚合活性有較大的影響。
稀土催化劑可應(yīng)用于高分子合成研究中，從20世紀(jì)60年代開始，先后經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展歷程，分別為傳統(tǒng)的ziegler—Natta型、茂稀土型和非茂稀土型催化劑。
ziegler—Natta型稀土催化體系是最早發(fā)現(xiàn)并用于烯烴聚合，目前發(fā)展最為成熟并已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)的一類催化劑，其為烯烴聚合提供了高選擇性，以得到眾多重要的合成聚合物材料；茂稀土金屬配合物是指含有環(huán)戊二烯基及具有取代基團(tuán)的環(huán)戊二烯基配位的稀土金屬化合物；非茂稀土型催化劑指不含環(huán)戊二烯基，中心原子為稀土金屬元素，與C、N、O、P、S等還有未共用電子對的原子配位的化合物。
￭稀土永磁電機(jī)
稀土永磁電機(jī)是一種較為新型的技術(shù)，并且能為我國發(fā)展提供很大的能源。稀土永磁電機(jī)具有效率高、環(huán)保節(jié)能、高效能、結(jié)構(gòu)多樣性的優(yōu)點(diǎn)。從日常生活到航空航天，從簡單的電動(dòng)工具到較為高級的科技產(chǎn)品，都可以應(yīng)用到稀土永磁電機(jī)。日常的家電中，稀土永磁電機(jī)的無刷直流電機(jī)可以作為第二代變速制冷技術(shù)，所以國內(nèi)外都將它廣泛的應(yīng)用到空調(diào)和冰箱中，基本上有 1/3的空調(diào)和冰箱都會(huì)使用稀土永磁電機(jī)來進(jìn)行制冷。稀土永磁電機(jī)的控制精度非常高，故被廣泛的應(yīng)用到空調(diào)壓縮電機(jī)中。另外，稀土永磁電機(jī)也是一種非常高效能的船舶推進(jìn)系統(tǒng)，在船舶行業(yè)也廣泛應(yīng)用。
￭稀土系貯氫合金(AB5型)
LaNi5是較早開發(fā)的稀土貯氫合金，吸氫焓變?yōu)?30.1kJ/molH2，貯氫量為1.4wt%，吸氫后仍為六方晶結(jié)構(gòu),但晶格體積膨脹24%，合金易粉碎，優(yōu)點(diǎn)是分解氫壓適中(20~40時(shí)，為2~4MPa)、吸放氫平衡壓差小、易激活、不易中毒。采用混合稀土Mm(La、Ce、Nd、Pr等)取代LaNi5中的La，可克服LaNi5價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，由于稀土Mm的晶胞體積按La、Ce、Nd、Pr的順序減小，使MmNi5合金的氫分解壓增大，為此在MmNi5的基礎(chǔ)上又開發(fā)出了大量的多元合金Mm1-xCxNi5-yDy，其中C有Al、Cu、Mn、Si、Ca、Ti、Co，D為Al、Cu、Mn、Si、Ca、Ti、Co、Cr、Zr、V、Fe，x=0.05~0.20，y=0.1~2.5。
￭玻璃
稀土摻雜微晶玻璃的組成設(shè)計(jì)、發(fā)光性能及制備技術(shù)等是近年來研究的熱點(diǎn)。稀土摻雜的發(fā)光微晶玻璃晶體發(fā)光材料具有優(yōu)異的發(fā)光性能和玻璃良好的理化性能，在白光照明領(lǐng)域有望成為一種理想的、可替代傳統(tǒng)熒光材料的LED用發(fā)光基質(zhì)材料。
發(fā)展趨勢：稀土生產(chǎn)大國朝著材料制造和應(yīng)用大國發(fā)展
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年中國稀土消費(fèi)約為10萬t，約占世界稀土需求的56%。預(yù)計(jì)到2020年，中國稀土消費(fèi)量將達(dá)到19萬t左右，將占全球總消費(fèi)量的68%。
進(jìn)入“十四五”時(shí)期，我國稀土行業(yè)要加大技術(shù)研發(fā)力度、實(shí)現(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展，邁上產(chǎn)業(yè)中高端的關(guān)鍵時(shí)期，電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、高速鐵路、工業(yè)機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)將迎來高速發(fā)展，也將大幅增加稀土永磁電機(jī)、動(dòng)力電池等稀土高端材料和產(chǎn)品的用量。
中國輕、重稀土分布特點(diǎn)及含量
稀土作為新材料不可或缺的重要元素，產(chǎn)業(yè)發(fā)展正面臨著“供應(yīng)格局國際化”的改變，國際競爭日益激烈。在這樣的情況下，稀土企業(yè)應(yīng)適應(yīng)市場變化，堅(jiān)持創(chuàng)新發(fā)展，加快稀土產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級。未來，隨著我國稀土新材料的研究和發(fā)展水平的提升，我國必將從稀土生產(chǎn)大國朝著材料制造和應(yīng)用大國發(fā)展。
稀土終端化就能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高端化
目前，我國稀土原料產(chǎn)品供應(yīng)大國地位相對穩(wěn)定，從長遠(yuǎn)來看，我國稀土行業(yè)應(yīng)該站在全球一體化的高度來審視整個(gè)稀土產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。上游冶煉分離產(chǎn)業(yè)應(yīng)開展綠色環(huán)保自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新裝備、新產(chǎn)品及新工藝的創(chuàng)新突破，通過提升稀土原料產(chǎn)品質(zhì)量，大幅降低成本，保證產(chǎn)品合理的性價(jià)比，鞏固稀土資源大國地位。
國家?guī)撞课?lián)合下發(fā)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》中明確，加快實(shí)現(xiàn)稀土磁性材料及應(yīng)用器件產(chǎn)業(yè)化，因此，做大做強(qiáng)稀土產(chǎn)業(yè)的出路就在于促進(jìn)稀土應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，我國稀土產(chǎn)業(yè)應(yīng)樹立開放、共享和協(xié)同發(fā)展理念，不斷在終端產(chǎn)業(yè)上取得更大突破。
參考資料：
中國有色網(wǎng).我國將從稀土生產(chǎn)大國朝著材料制造和應(yīng)用大國發(fā)展
張?zhí)K江等.國內(nèi)外稀土礦產(chǎn)資源及其分布概述
中國有色網(wǎng).稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展依托科技重在創(chuàng)新
楊朋.稀土永磁電機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢
霍知節(jié).話說稀土拋光材料.內(nèi)蒙古師范大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究院
閔園園.稀土摻雜YAG微晶玻璃的制備及性能研究
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