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(dá)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(dá)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(dú)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(yīng)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(fèi)結(jié)構(gòu)來看,稀土永磁材料受益于新能源汽車和電子工業(yè)等領(lǐng)域的高速發(fā)展,在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比最高超過40%;冶金和機(jī)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(lǐng)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(lǐng)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(zé)任公司(集團(tuán))、中國南方稀土集團(tuán)有限公司、廣東省稀土產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司、中國稀有稀土股份有限公司、五礦稀土集團(tuán)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(xiàng)目主要有美國鉬公司的MountainPass項(xiàng)目、澳大利亞Lynas在馬來西亞關(guān)丹的冶煉分離項(xiàng)目、比利時(shí)索爾維集團(tuán)(Solvay)項(xiàng)目等。
(二)稀土永磁材料領(lǐng)域
稀土永磁材料是國防工業(yè)領(lǐng)域不可替代的關(guān)鍵原材料,也是稀土消耗量最大的應(yīng)用領(lǐng)域。自2000年以后,我國稀土永磁材料應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,燒結(jié)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(jié)釹鐵硼磁體在風(fēng)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(jī)器人、高速和磁懸浮列車等高新技術(shù)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(shù)、高豐度稀土永磁材料的平衡利用和磁體回收利用技術(shù)等領(lǐng)域都接近世界同行先進(jìn)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(jī)器人、第五代移動通信技術(shù)(5G)、光刻機(jī)等新興產(chǎn)業(yè)對高端永磁體的技術(shù)需求。同時(shí),在整個(gè)稀土永磁材料的核心知識產(chǎn)權(quán)、熱壓\熱變形、晶粒細(xì)化等最先進(jìn)的制備技術(shù)及連續(xù)化智能化裝備等領(lǐng)域,仍然同美國、日本等發(fā)達(dá)國家存在不小的差距。
(三)稀土發(fā)光材料領(lǐng)域
隨著半導(dǎo)體材料在照明、顯示和信息探測領(lǐng)域的加速滲透,市場對光源的品質(zhì)化需求也越來越高。在照明領(lǐng)域,目前實(shí)現(xiàn)全光譜照明被認(rèn)為是新一代白光LED照明的主導(dǎo)方向。在其他發(fā)光材料領(lǐng)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(guān)注的焦點(diǎn),在安防監(jiān)控、生物識別、食品醫(yī)療檢測等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)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(qū)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(shù)差距。
(四)稀土晶體材料領(lǐng)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(xué)裝置、醫(yī)療、探測、安全檢查等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。近年來,正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET-CT)等高端醫(yī)療診斷設(shè)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(qiáng)勁需求,以中國為代表的新興經(jīng)濟(jì)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(jì)算,我國需新增約1000臺PET-CT設(shè)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(lǐng)域
稀土催化材料廣泛應(yīng)用于環(huán)境和能源,進(jìn)而有效緩解我國稀土消費(fèi)失衡的問題。石油裂化催化劑和機(jī)動車尾氣凈化催化劑就是稀土催化材料用量最大的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,包括石油裂化催化劑、移動源(機(jī)動車、船舶、農(nóng)用機(jī)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(jī)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(dá)到相同水平。但在機(jī)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(lǐng)域,如鈰鋯稀土儲氧材料、改性氧化鋁涂層等關(guān)鍵材料,大尺寸、超薄壁載體(>600目)規(guī)?;a(chǎn),以及系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)與裝備等方面,與國外先進(jìn)水平仍有一定差距。
(六)高純稀土金屬及靶材領(lǐng)域
高純稀土金屬廣泛應(yīng)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(lǐng)域。進(jìn)入20世紀(jì)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(zhuǎn)而進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化開發(fā)和新材料應(yīng)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(jìn)電子信息產(chǎn)品提供配套關(guān)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(qiáng)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(shù)創(chuàng)新、先進(jìn)裝備、前沿基礎(chǔ)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(shù),但距離實(shí)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。