稀土一词是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。
也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
稀土资源丰富,绝对量很大,但含量偏低,且分布不均匀,可供开采且具有工业利用价值的有轻稀土矿物,主要是氟碳铈矿、独居石、铈铌钙钛矿;重稀土矿物,主要是磷钇矿、褐钇铌矿、离子吸附型稀土矿、钛铀矿等十几种。
目前开发利用的稀土矿物主要有五种:氟碳铈矿、离子吸附型稀土矿、独居石矿、磷钇矿和磷灰石矿,前四种矿占世界稀土产量的95%以上。
氟碳铈矿与独居石轻稀土含量高,磷钇矿含重稀土,但储量低,离子吸附型稀土矿重稀土含量高,磷灰石主要是轻稀土。
稀土元素独特的物理化学性质,在新材料领域, 稀土元素丰富的光学、电学及磁学特性得到了广泛应用。
在高技术领域, 稀土新材料发挥着重要的作用。
稀土新材料主要包括稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土贮氢材料、稀土催化剂材料、稀土陶瓷材料及其他稀土新材料如稀土超磁致伸缩材料、巨磁阻材料、磁致冷材料、光致冷材料、磁光存储材料等。
因而, 稀土元素被称为“21世纪的材料”。
我国是世界上稀土矿资源最为丰富的国家。
截至2000 年, 已探明我国稀土矿工业储量4300 万吨, 占世界探明储量的43 %我国稀土矿品种全、质量高、易于开采。
其他国家的稀土资源以轻稀土为主, 我国稀土资源轻、中、重稀土齐全, 稀土元素配分有价组分含量高。
轻稀土资源主要集中分布在包头白云鄂博(铁稀土共生矿) 和四川冕宁(氟碳铈矿) 一带, 主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素; 中重稀土资源集中在江西、广东、福建、广西、湖南等地, 以特有的离子态赋存于花岗岩风化壳层中, 富含世界其他现有矿物所短缺的中重稀土元素钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等, 其储量占世界中重稀土资源的90 %以上, 这种中重稀土与高新技术产业密切相关, 经济价值极高。
另外, 我国稀土资源优势不仅在于储量大, 更重要的是在于矿种齐全和开采成本低。
矿种全弥补了由于矿种单一造成的十几种稀土元素配分不平衡问题。
开采成本低构成了我国稀土产业明显的技术竞争优势。
北方的包头, 稀土资源是以副产品从铁矿中回收, 成本只有国外同类矿种的一半; 南方特产的离子型稀土资源, 易采、易富集, 成本也相对便宜。
因此, 独一无二的稀土资源是我国稀土产业具有较高国际竞争力的重要原因。
1、稀土产业的现状20 世纪80 年代以来, 我国稀土工业依靠拥有世界最大稀土资源的优势迅速崛起, 以平均年增长率大于20 %的速度增长。
自1986 年起, 我国稀土产量就超过居世界第一的美国, 成为世界上最大的稀土生产国。
目前, 我国已能生产500 多个不同品种、1000 多个不同规格的稀土产品, 其产品结构逐步由初级产品向高纯、高附加值、单一稀土方向发展, 纯度由工业级到6 N , 占世界总流通量65 %-70 % , 成为世界上唯一能够大量供应各种品级、规格稀土产品的国家。
我国部分稀土金属的生产技术及主要设备已具有世界先进水平,可生产16 种单一稀土金属(La , Ce , Pr , Nd , Sm ,Eu , Tb , Dy , Lu , Y, Sc等) , 纯度TREO ≥99 % , 单一REO/ TREO达99. 99 %~99. 999 % , 其中纯度大于5 N 的氧化钇、氧化铕、氧化镧已经实现大规模批量生产。
可满足国内外市场的需要。
1. 1 产业结构我国稀土产业经过几十年发展和结构调整,根据资源和市场走向, 基本形成了北、南两大生产体系。
北方以包钢稀土高科公司和甘肃稀土公司为轴心, 构成了以包头稀土资源为主、四川资源为辅的轻稀土产品生产体系。
南方以江西、广东两省离子型稀土矿为主要资源, 构成了以江苏、广东两地稀土冶炼加工企业为主体的中重稀土生产体系。
以包头混合型稀土矿为原料形成了包钢稀土高科、甘肃稀土公司为骨干的北方稀土生产基地,有企业80 多家, 内蒙古的稀土精矿年处理能力可达6 万多吨 , 单一稀土化合物1. 5 万吨。
内蒙古骨干稀土冶炼企业已基本实现了全分离, 高中低档产品均有。
四川省稀土冶炼产量近几年增幅很大, 但是主要以四川氟碳铈矿为原料生产氯化稀土、低档氧化铈、低档抛光粉为主。
共有企业20-30家, 年产1. 5-2万吨稀土化合物。
南方以江苏南部稀土企业群为龙头, 构成了以处理江西、广东两省离子型稀土资源为主的中重稀土生产体系。
江西省近年来主要致力于稀土金属的开发和生产,在全国, 其单一稀土金属无论是品质还是数量都占有绝对优势。
江西、广东两省都拥有大量的稀土资源, 发展空间和余地都很大。
其他省份(除江苏省外) 显然受稀土资源的限制, 稀土企业增减不大, 产能变化也不显著, 主要致力于内部挖潜改造和产品的升级换代。
中国稀土矿资源约占世界稀土资源的43 % , 其中76 %的稀土资源在内蒙古。
1978 年, 中国整个稀土产业的年产值不足5000 万元人民币, 目前中国稀土产业中, 年产值超过亿元的厂家已超过10 家。
骨干企业的人均产值达20~30 万元, 最高的近100 万元。
1. 2 生产能力目前, 我国处理稀土精矿能力大于140000吨(REO) / 年, 中国精矿的生产能力接近110000 吨/年(REO) , 2002 年我国稀土矿山产量88400 吨(REO) , 占世界总产量的87. 8 %,比第二位的美国(其产量占世界总产量的5. 9 %) 高出83400 吨(REO)。
全国共有大小稀土冶炼企业近170 多家, 其中年处理能力在2000~5000 吨的超过15 家, 其中年处理能力大于5000 吨(REO) 的有6家(包钢稀土高科股份有限公司、甘肃稀土公司、包头华美稀土集团公司、中国稀土控股公司(宜兴) 、溧阳方正罗地亚稀土有限公司和江阴加华公司) 。
1. 3 区域分布中国稀土冶炼企业主要集中分布在内蒙古自治区、四川省、江苏省、甘肃省、广东省和江西省,这6 个省拥有全国80 %以上的稀土冶炼生产能力。
内蒙古自治区、四川省、江西省3 个稀土资源大省拥有全国稀土冶炼产能的40 % , 江苏省虽然没有稀土资源, 但其稀土冶炼产能约为全国的20 % , 且主要以分离产品为主。
2 、存在问题为保护稀土这一战略资源,并把资源优势转化为经济优势,我国政府多年来虽然对稀土产业实施了一系列的调控政策,并取得了一定的效果,但目前稀土矿产资源仍然存在一定的问题。
2.1稀土矿产资源浪费由于稀土矿产品价格上涨,一些地方矿山生产企业无证开采、越界开采、乱采滥挖现象经常出现,并有愈演愈烈的趋势,严重扰乱了矿产资源开发秩序。
中国江西、广东、广西、福建、湖南等省区的风化壳淋积型稀土矿,堪称世界最大的中重稀土资源,由于管理不善,自上世纪80年代中后期以来,国营、集体、个人开矿一起上,都不同程度地造成采富弃贫、采易弃难、漏采弃矿压矿的现象严重,资源利用率也只有20%~30%。
受利益驱使,全国部分省市无序开采有加剧的趋势,尤其是我国特有的南方风化壳淋积型稀土矿无证开采现象又重新抬头,导致产量偏大、恶性竞争,行业的无序开采,因而矿山的整体资源利用率不高,资源浪费的现象仍较严重,水土流失和生态环境的破坏基本上没有得到解决。
包头稀土矿开采量占白云鄂博矿每年开采量的10%,另有90%以上的稀土资源进入尾矿坝堆存,虽未流失,但利用率低下,仅有6%左右。
而且经过选矿的和没经过选矿的稀土尾矿没有进行分流分堆,给尾矿坝今后二次利用带来困难。
四川矿由于存在乱采滥挖、采富弃贫和漏采压矿的现象停产整顿已一年多,进行了彻底整治。
此外,由于选矿设备和工艺粗放,选矿收率一般不足50%,轻稀土资源浪费严重。
2.2 稀土行业管理不到位中国稀土矿产储量丰富,长期处于稀土原料生产过剩而稀土新材料开发能力不足的状况,卖原材料一度成为我国稀土生产的结症。
生产经营管理粗放,同类产品在低水平上重复建设,由于盲目生产,总量增长过快,导致生产能力过剩,产销严重失衡,产业内部恶性竞争,使稀土市场供需失衡。
产业链延伸还不够,集聚优势还没发挥出来。
以产品和产业为纽带的协作配套体系还没有完全形成。
由于没有拉长稀土产品链,稀土产品的大部分需销往国外,对国际市场依赖性大。
目前中国稀土产业集中度还不高,稀土工业基础设施还比较落后,企业规模小,冶炼分离企业数量过多,整体竞争力不强。
稀土行业秩序长期比较混乱。
虽然世界市场份额大多被我国企业所占据,但却没有得到应有的经济利益,与中国稀土资源和开发利用大国的地位很不相称。
近年来,全球范围内产业的兼并与重组构建战略联盟谋求更大发展已经成为趋势,世界稀土工业结构调整步伐加快,发达国家稀土企业间兼并重组与组建战略联盟势头迅猛,从同一国家或地区内部向跨国延伸,从而形成了少数几个在全球范围内资源优化配置、生产规模大、产品竞争力强的稀土巨头公司,通过规模扩张和提高市场占有率来强化竞争力。
我国稀土企业在加强行业自律方面做了大量的探索和尝试,也取得了一些成果,但并没有从根本上改变稀土行业现有的发展格局。
南方、北方稀土集团的组建也不告而终,中国稀土行业协会的组建也迟迟没有结局,地方性的一些稀土集团也是分分合合。
由于中国稀土企业联合与重组的步伐缓慢,产业集中度较低。
全国稀土企业160多家,绝大多数是小型企业,只有骨干企业20余家;无法形成规模经济优势和产业优势,龙头企业还不多,龙头企业的辐射带动作用有限。
稀土行业这种“小、散、乱、差”现象已成痼疾,不仅造成资源严重浪费和市场的混乱,更严重的是带来环境的破坏。
2.3 影响环境大量稀土企业的发展,在一定程度上仍是以资源的过量消耗和生态环境的破坏为代价的。
包头白云鄂博大量的稀土经过选矿流进了尾矿坝,尾矿坝因不断加高容量扩大,又处在干燥、少雨、多强风的高原地区,加剧了尾矿扩散成为砂尘源。
该尾矿含钍0.056%,放射性比活度为2.4 ×104Bq /虹,比一般沙尘危害更大,不仅污染坝外土壤,对周围环境也造成污染。
四川大部分采矿场存在废石乱堆放、原矿现象严重造成水土流失、河道堵塞,由于乱采滥挖,存在安全隐患,给矿山生态环境造成破坏和环境污染。
南方风化壳淋积型稀土矿矿山的整体资源利用率低,大面积植被破坏,水土流失和生态环境的破坏较为严重。
目前采用的主要工艺为堆浸工艺(按生产总量的85%计算),一般堆浸的堆矿按厚度为4m-8m,松散指数1.3计算,每生产lt原矿须开挖矿体面积约为180d,而堆放面积约为270㎡。