中國是世界稀土資源儲量大國,據(jù)探測全球稀土資源總儲量約為1.2×10^8t,其中我國儲量達到4.4×10^7t,占比約為37.8%,是世界最大的稀土礦生產(chǎn)國。2019年全球稀土礦產(chǎn)量為2.1×10^5 t,其中,我國的稀土礦產(chǎn)量達到1.32×10^5 t,約占全球稀土礦產(chǎn)量的63%。
我國是具有完整獨立工業(yè)體系的稀土產(chǎn)業(yè)化國家,涵蓋從上游的選礦,中游的冶煉分離、氧化物和稀土金屬生產(chǎn),下游的稀土新材料以及應用的全部產(chǎn)業(yè)鏈。2018年中國稀土產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值約為900億元,其中稀土功能材料占比為56%,產(chǎn)值約為500億元,冶煉分離占比為27%,產(chǎn)值約為250億元。其中,稀土永磁材料占比最高,為75%,產(chǎn)值約為375億元;催化材料占比為20%,產(chǎn)值約為100億元。從稀土功能材料在我國的稀土消費結構來看,稀土永磁材料受益于新能源汽車和電子工業(yè)等領域的高速發(fā)展,在消費結構中的占比最高超過40%;冶金和機械、石油化工、玻璃陶瓷占比分別為12%、9%和8%,儲氫材料和發(fā)光材料各占比約7%;催化材料、拋光材料和農(nóng)業(yè)輕紡各占5%。
(一)稀土冶煉分離領域
1988年,我國稀土產(chǎn)量超過了美國,成為世界第一稀土生產(chǎn)國。我國稀土冶煉分離水平全球領先并延續(xù)至今,控制著高純單一稀土的全球市場。目前,我國稀土冶煉分離企業(yè)主要有:北方稀土高科技有限責任公司(集團)、中國南方稀土集團有限公司、廣東省稀土產(chǎn)業(yè)集團有限公司、中國稀有稀土股份有限公司、五礦稀土集團有限公司、廈門鎢業(yè)股份有限公司。國外的稀土冶煉分離項目主要有美國鉬公司的MountainPass項目、澳大利亞Lynas在馬來西亞關丹的冶煉分離項目、比利時索爾維集團(Solvay)項目等。
(二)稀土永磁材料領域
稀土永磁材料是國防工業(yè)領域不可替代的關鍵原材料,也是稀土消耗量最大的應用領域。自2000年以后,我國稀土永磁材料應用的產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大,燒結釹鐵硼磁體毛坯產(chǎn)量由“十二五”初期的8×10^4t增加到2019年的1.8×10^5t,增幅超過1倍,占全球產(chǎn)量的85%以上;釤鈷永磁材料的產(chǎn)量為2400t,占全球產(chǎn)量的80%以上。
燒結釹鐵硼磁體在風力發(fā)電、混合動力和電動汽車等新能源汽車、節(jié)能家電、工業(yè)機器人、高速和磁懸浮列車等高新技術行業(yè)中得到廣泛發(fā)展。我國在高性能稀土永磁材料、重稀土減量化技術、高豐度稀土永磁材料的平衡利用和磁體回收利用技術等領域都接近世界同行先進水平。
不過,我國的稀土永磁材料產(chǎn)品,目前還無法滿足高檔機器人、第五代移動通信技術(5G)、光刻機等新興產(chǎn)業(yè)對高端永磁體的技術需求。同時,在整個稀土永磁材料的核心知識產(chǎn)權、熱壓\熱變形、晶粒細化等最先進的制備技術及連續(xù)化智能化裝備等領域,仍然同美國、日本等發(fā)達國家存在不小的差距。
(三)稀土發(fā)光材料領域
隨著半導體材料在照明、顯示和信息探測領域的加速滲透,市場對光源的品質化需求也越來越高。在照明領域,目前實現(xiàn)全光譜照明被認為是新一代白光LED照明的主導方向。在其他發(fā)光材料領域,近紅外探測器件是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,已成為全球關注的焦點,在安防監(jiān)控、生物識別、食品醫(yī)療檢測等領域具有很大的應用前景。
據(jù)悉,我國的白光LED熒光粉國產(chǎn)化率已從2000年的不足5%提升至目前的約85%,但在創(chuàng)新驅動力與自我提升能力方面,我國企業(yè)與國外仍有一定的技術差距。
(四)稀土晶體材料領域
稀土晶體材料主要包括稀土激光晶體和稀土閃爍晶體兩大類,在國防軍工、尖端科學裝置、醫(yī)療、探測、安全檢查等領域具有廣泛應用。近年來,正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET-CT)等高端醫(yī)療診斷設備發(fā)展迅速,對以硅酸釔镥(LYSO)晶體為代表的高性能稀土閃爍晶體產(chǎn)生了強勁需求,以中國為代表的新興經(jīng)濟體未來的市場潛力尤為巨大。按照每百萬人1臺的擁有量計算,我國需新增約1000臺PET-CT設備,對稀土閃爍晶體的需求量將超過30億元。
(五)稀土催化材料領域
稀土催化材料廣泛應用于環(huán)境和能源,進而有效緩解我國稀土消費失衡的問題。石油裂化催化劑和機動車尾氣凈化催化劑就是稀土催化材料用量最大的兩個應用領域,包括石油裂化催化劑、移動源(機動車、船舶、農(nóng)用機械等)尾氣凈化催化劑、固定源(工業(yè)廢氣脫銷、天然氣燃燒、有機廢氣處理等)尾氣凈化催化劑等。
與世界同類催化劑相比,國產(chǎn)裂化催化劑在使用性能上已達到相同水平。但在機動車尾氣凈化催化劑、火電廠用高溫工業(yè)廢氣脫硝催化劑領域,如鈰鋯稀土儲氧材料、改性氧化鋁涂層等關鍵材料,大尺寸、超薄壁載體(>600目)規(guī)模化生產(chǎn),以及系統(tǒng)集成關鍵技術與裝備等方面,與國外先進水平仍有一定差距。
(六)高純稀土金屬及靶材領域
高純稀土金屬廣泛應用于磁性材料、光功能材料、催化材料、儲氫材料、功能陶瓷材料、電子信息用濺射靶材等領域。進入20世紀末期,日礦金屬株式會社、東曹株式會社、霍尼韋爾國際公司等日本和歐美企業(yè)已經(jīng)由高純金屬的制備轉而進入產(chǎn)業(yè)化開發(fā)和新材料應用階段,為7nm以下高階制程集成電路、5G通信器件、大功率器件及智能傳感器件、固態(tài)存儲器等先進電子信息產(chǎn)品提供配套關鍵材料。世界知名的高純稀土金屬及靶材制造企業(yè)主要是日本東曹株式會社、美國霍尼韋爾國際公司等世界500強企業(yè)。我國高純稀土金屬及靶材制造企業(yè)主要包括有研稀土新材料股份有限公司、湖南稀土金屬材料研究院等,在技術創(chuàng)新、先進裝備、前沿基礎研究等方面還存在差距。我國目前已突破超高純稀土金屬制備技術,但距離實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,保障集成電路等電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展還有一定的距離。