稀土金屬在新興行業(yè)中的應用

時間:2011-08-09

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:稀土磁性材料的應用,稀土發(fā)光材料在照明節(jié)能領域的應用及稀土拋光材料的應用等。

      一、稀土磁性材料:三方面引領潮流
      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)展起來的一種稀土磁性材料,具有高居里溫度、高矯頑力特點,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,主要應用于軍工領域;釹鐵硼永磁發(fā)明于1983年,正值電子計算機、辦公自動化、家電產(chǎn)品普及和微型化的關鍵時刻,迫切需要強力磁體,釹鐵硼不僅磁性能高,而且價格低廉,它的問世給磁體帶來了革命性變化,同時使全球計算機、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9.4萬噸(全球1.44萬噸);稀土鐵氮永磁主要指2:17型釤鐵氮化合物及我國楊應昌原始發(fā)明的1∶12型釹鐵氮化合物,同時具有較高的磁性能和耐蝕性,由于工藝問題,目前應用較少。
      我國的釹鐵硼應用分高科技用途、傳統(tǒng)用途和低擋用途。高科技用途包括MRI,VCM,DVD/CD存儲器,CD拾音器,電動自行車(EB)和電動助力車(EAV)等,這部分用量增長最快,占我國釹鐵硼磁體消費的50%左右,近年來是拉動釹鐵硼磁體消費的主要動力;傳統(tǒng)領域的應用包括揚聲器、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,約占我國釹鐵硼消費的30%;低牌號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吸等,在此方面的用途所占比例正逐漸降低,但絕對量仍逐年增加,因為它作為廢料回收利用,仍有一定的生命力。
      我國磁體生產(chǎn)主要集中在江浙、山西、京津、包頭和江西地區(qū),09年我國釹鐵硼磁體產(chǎn)量在9.4萬噸左右,其中出口約占20%。從釹鐵硼在高科技領域的消費結構看,增長最快的是電動自行車(EB)和電動助力車(EAV),以DVD/CD存儲器和CD拾音器用磁體主要供給國外用戶。另外,電動自行車已成第十大家電下鄉(xiāng)品種。由于電動自行車的驅動是釹鐵硼電機,由于電動自行車的成本比摩托車低很多,農村用戶龐大,未來釹鐵硼在這上面的應用仍能保持較快的增長。
      釹鐵硼“質”和“量”之飛躍將被引爆:釹鐵硼的傳統(tǒng)應用目前沒有衰退,而隨著低碳經(jīng)濟的到來,新的應用領域正在形成,下面三個方向以后會引領釹鐵硼的消費:
      1、風力發(fā)電:在目前裝備的各類風力發(fā)電機組中,永磁風力發(fā)電機因其效率高、體積小、可靠性高、結構簡單等特點,成為風力發(fā)電機的首選。使用稀土永磁材料,能使發(fā)電機的效率從普通電機0.50提高到0.85以上,同時采用永磁發(fā)電機,還可做到風力機與發(fā)電機的直接耦合,省去變速箱,從而提高可靠性,減小系統(tǒng)噪聲,降低維護成本。2008年,我國新增風電機組5130多臺,裝機容量630萬千瓦,總裝機容量連續(xù)第四年翻番增長,全國累計裝機容量已達到1221萬千瓦。預計到2020年我國風電有望實現(xiàn)1億千瓦裝機容量,按照每臺1MW級永磁風力發(fā)電機需用釹鐵硼0.6~1.5噸計算,約消耗釹鐵硼6~15萬噸,這為釹鐵硼永磁材料今后的應用提供了極其廣闊的空間,可以預見,風力發(fā)電將成為釹鐵硼的應用的一大新的領域。
      2、新能源汽車:經(jīng)濟危機下,為順應節(jié)能環(huán)保的大勢,各國政府不約而同地選擇了新能源產(chǎn)業(yè)作為刺激經(jīng)濟走出危機的契機,將新能源產(chǎn)業(yè)從醞釀期推向了加速期的臨界點。中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)得到國家政策多方面扶持。未來3年(2009~2012)國家將投入數(shù)百億美元,力爭到2012年全國新能源汽車市場份額占到汽車市場的10%。由于永磁同步電機的能效利用率極高,所以它們被用于HEV,每輛車需要高性能釹鐵硼約7公斤。僅豐田公司“普銳斯”混合動力汽車的今年產(chǎn)量就將達到100萬量,由此可見,釹鐵硼磁體市場必將因汽車用途而迅速擴大。
      3、無刷直流電動機:目前在日本和歐美等國變頻空調已經(jīng)成為空調行業(yè)的技術平臺,98%左右的空調均為變頻空調,但我國目前應用較少。變頻空調由于具有舒適、節(jié)能等特點,勢必成為未來的一種趨勢。目前,變頻空調壓縮機驅動電機為單相異步電動機或直流電機,因為異步電動機存在轉差損耗,直流電機電刷的存在使得其故障率高、使用壽命低,所以異步電動機和直流電動機都不是空調壓縮機的理想部件。永磁無刷直流電動機(BLDCM)是新一代高性能的驅動電機,很好地克服了這些缺點,一方面永磁無刷直流電機本體具有交流電動機的結構,同時又有直流電動機的速度調節(jié)性;另一方面BLDCM為永磁勵磁,減小了定子無功電流,提高了功率因數(shù)。永磁無刷直流電動機將被廣泛運用于空調機、空氣壓縮機、風機等家用電器領域。由于我國空調市場巨大,變頻空調的發(fā)展,必將為永磁開拓一個新的應用領域。
因此,隨著新的應用領域不大開發(fā),預計未來5年釹鐵硼行業(yè)全球仍將保持15%的增速,而我國有望將保持20%的增速。


      二、稀土發(fā)光材料:照明節(jié)能引領新機遇
稀土發(fā)光材料是利用銪、鋱、鈥、鉺、銩等元素的獨特光電性質,制造出的具有發(fā)光效率高、節(jié)能、環(huán)保、壽命長等一系列優(yōu)良性能的發(fā)光材料。應用范圍涉及稀土節(jié)能燈、顯示、光電器件、現(xiàn)代醫(yī)療電子設備等多個領域,是現(xiàn)代綠色照明產(chǎn)業(yè)的關鍵基礎材料。2009年,我國共生產(chǎn)各類稀土熒光粉約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)光材料的主要應用領域,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、長壽命、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點,因此具有廣闊的市場前景。近年來歐盟、美國、澳大利亞、加拿大、中國臺灣、日本及韓國等國家和地區(qū)相繼開始推行禁用白熾燈計劃,出臺補貼政策推廣節(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)合國開發(fā)計劃署(UNDP)、全球環(huán)境基金(GEF)簽訂“中國逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈”項目,計劃三年內逐步淘汰白熾燈,推廣普及節(jié)能燈。
      2009年我國稀土三基色熒光燈產(chǎn)量超過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,合計年均需要熒光粉約1萬噸,到2015年合計需要稀土三基色熒光粉約6萬噸??梢?,隨著世界各國對環(huán)保節(jié)能問題日益重視和綠色照明理念的深入人心,我國節(jié)能燈產(chǎn)業(yè)將迎來新的發(fā)展機遇,稀土發(fā)光材料亦將迎來新的發(fā)展時機。
      稀土發(fā)光材料生產(chǎn)企業(yè):目前我國各類稀土發(fā)光材料生產(chǎn)能力已達到10000噸左右,主要的稀土發(fā)光材料生產(chǎn)企業(yè)有廣東江門科恒實業(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、浙江衢州國光照明有限公司、江蘇天彩科技材料有限公司、無錫新威熒光材料有限公司、廈門通士達新材料有限公司、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、內蒙古天彩稀土發(fā)光材料有限責任公司等。其中,江門科恒實業(yè)有限公司是目前國內規(guī)模最大的稀土三基色熒光粉生產(chǎn)企業(yè),年生產(chǎn)能力達到1440噸。大連路明是我國最大的稀土長余輝發(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)照明有限公司三基色熒光粉生產(chǎn)能力將達到2000噸,廈門鎢業(yè)公司年產(chǎn)1050噸稀土三基色熒光粉將于近期試車。江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團有限公司年產(chǎn)1500噸稀土三基色熒光粉。
      稀土儲氫材料:應用量或將迅猛上升
      鎳氫電池在電動工具和電動汽車領域正顯示出巨大的發(fā)展前景。最近幾年的汽車市場上,混合動力汽車的發(fā)展前景受到各方面的一致看好,各大合資和本土汽車廠商也紛紛推出混合動力汽車車型和開發(fā)計劃,國家發(fā)改委于2008年初適時地為在服務于奧運的奇瑞A5、一汽奔騰等混合動力汽車頒發(fā)了“準生證”,同時加緊制定混合動力汽車的鼓勵政策和相關標準,鼓勵混合動力汽車的發(fā)展。隨著技術的進步和廠商針對性的推廣,中國混合動力汽車市場的大門將逐漸打開。
      專家預計2010年左右中國混合動力汽車市場將迎來井噴式增長,年均增長率將達到12%。2010年全年,預計電動汽車生產(chǎn)量將超過800萬輛,其中混合電動汽車占95%。2009年,我國稀土儲氫材料產(chǎn)量達到19000噸,比2000年的1200噸增加了16倍,應用稀土量達7900噸,占到全部稀土應用量的11%。未來應用量或將迅猛上升。
      稀土儲氫材料生產(chǎn)企業(yè):目前我國儲氫材料合計產(chǎn)能在2萬噸以上,主要有珠海金峰航電源科技有限公司、廈門鎢業(yè)股份有限公司、內蒙古稀奧科貯氫合金有限公司、遼寧沈陽鑫普新材料有限公司、包頭三德電池材料公司、甘肅稀土集團有限責任公司、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,江西江鎢浩運科技有限公司年產(chǎn)5000噸稀土儲氫材料的生產(chǎn)線,廈門鎢業(yè)股份有限公司新增2000噸稀土儲氫材料的生產(chǎn)線目前正在建設中。
      三、稀土拋光材料:產(chǎn)業(yè)發(fā)展正積極推進
稀土拋光粉廣泛應用于顯示器、玻璃、光學器件、電子元件的拋光,特別是近年來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到了8000噸,;2008年我國共生產(chǎn)稀土拋光粉約7900噸,其中液晶拋光粉產(chǎn)量約3260噸。
      據(jù)有關專家估計,隨著世界稀土拋光粉需求的進一步增長,包頭、四川、江西等稀土資源正在積極推進稀土拋光粉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,預計2010全年,我國稀土拋光粉的年生產(chǎn)能力將達到2萬噸。
      稀土拋光材料生產(chǎn)企業(yè):目前我國稀土拋光粉合計產(chǎn)能超過15000萬噸,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任公司等。
      稀土催化材料:總消費需求將驚人矚目
      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、化工等催化應用領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用領域。2009年,我國原油加工量37460萬噸,使用的FFC稀土分子篩催化劑消費稀土約7500噸。據(jù)專家預測,2015~2020年,我國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10000噸。
      稀土除用于制造石油裂化催化劑外,在汽車尾氣凈化催化領域也已得到了廣泛應用。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。自美國于20世紀70年代中期推行汽車凈化催化劑的應用以來,目前已有40多個國家實施了排放控制法。2000年歐洲制定歐Ⅱ標準,對一氧化碳、氮氧化物等排放規(guī)定的具體標準,到2005年實施歐Ⅳ標準時,上述排放物允許數(shù)量又下調了40%~50%。隨著環(huán)保法規(guī)對汽車尾氣排放日益嚴格的控制,稀土汽車尾氣催化劑市場將進一步擴大。2009年,我國各類車用尾氣凈化催化器產(chǎn)量為1300萬套,消耗稀土約3300噸。其中,汽車尾氣凈化器960萬噸。據(jù)專家預測,2015年我國汽車產(chǎn)量將達到2000萬輛,2020年將超過2500萬輛,我國汽車尾氣凈化器市場需求量至少在2000萬套以上,對稀土催化材料的消費需求將超過5500噸。
      此外,隨著燃料電池、天然氣催化燃燒、水污染治理、空氣凈化等領域對稀土催化材料需求的大幅度增加,2015~2020年,我國稀土催化材料總消費需求將超過17000噸。

稀土專題報道:http://www.wangxinlc.cn/html/xitu/

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