稀土資源

稀土資源

自然資源
稀土就是化學元素周期表中镧系元素—镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及與镧系的15個元素密切相關的兩個元素—钪(Sc)和钇(Y)共17種元素,稱為稀土元素(RareEarth)。簡稱稀土(RE或R)。稀土資源極為豐富,分布也極其合理,這為中國稀土工業的發展奠定了堅實的基礎。
    中文名:稀土資源 外文名:Rare earth resources 别名: 别稱:稀土金屬 簡稱:稀土

發展曆史

最近,組建南北兩個稀土集團的步伐明顯加快,國資委征求了有關部門對南北稀土集團組建方案的意見。國家發改委複函提出,這是國務院針對我國稀土行業發展中存在的問題做出的重要決策,也是當前稀土工業結構調整的重要内容;應該主要采用經濟和法律的手段促進結構調整,選擇入圍企業的原則不能等同于稀土行業市場的準入标準。據了解,南方稀土集團籌委會已經成立,發起人及其出資額基本确定;北方稀土集團的組建工作正通過以資産為紐帶的企業重組穩步推進。

用途

軍事

稀土有工業“黃金”之稱,由于其具有優良的光電磁等物理特性,能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料,其最顯着的功能就是大幅度提高其他産品的質量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飛機、導彈的鋼材、鋁合金、鎂合金、钛合金的戰術性能。而且,稀土同樣是電子、激光、核工業、超導等諸多高科技的潤滑劑。稀土科技一旦用于軍事,必然帶來軍事科技的躍升。從一定意義上說,美軍在冷戰後幾次局部戰争中壓倒性控制,以及能夠對敵人肆無忌憚地公開殺戮,正緣于稀土科技領域的超人一等。

冶金工業

稀土金屬或氟化物、矽化物加入鋼中,能起到精煉、脫硫、中和低熔點有害雜質的作用,并可以改善鋼的加工性能;稀土矽鐵合金、稀土矽鎂合金作為球化劑生産稀土球墨鑄鐵,由于這種球墨鑄鐵特别适用于生産有特殊要求的複雜球鐵件,被廣泛用于汽車、拖拉機、柴油機等機械制造業;稀土金屬添加至鎂、鋁、銅、鋅、鎳等有色合金中,可以改善合金的物理化學性能,并提高合金室溫及高溫機械性能。

石油化工

用稀土制成的分子篩催化劑,具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強的優點,因而取代了矽酸鋁催化劑用于石油催化裂化過程;在合成氨生産過程中,用少量的硝酸稀土為助催化劑,其處理氣量比鎳鋁催化劑大1.5倍;在合成順丁橡膠和異戊橡膠過程中,采用環烷酸稀土-三異丁基鋁型催化劑,所獲得的産品性能優良,具有設備挂膠少,運轉穩定,後處理工序短等優點;複合稀土氧化物還可以用作内燃機尾氣淨化催化劑,環烷酸铈還可用作油漆催幹劑等。

玻璃陶瓷

稀土氧化物或經過加工處理的稀土精礦,可作為抛光粉廣泛用于光學玻璃、眼鏡片、顯像管、示波管、平闆玻璃、塑料及金屬餐具的抛光;在熔制玻璃過程中,可利用二氧化铈對鐵有很強的氧化作用,降低玻璃中的鐵含量,以達到脫除玻璃中綠色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光學玻璃和特種玻璃,其中包括能通過紅外線、吸收紫外線的玻璃、耐酸及耐熱的玻璃、防X-射線的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以減輕釉的碎裂性,并能使制品呈現不同的顔色和光澤,被廣泛用于陶瓷工業。

新材料

稀土钴及钕、鐵、硼永磁材料,具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積,被廣泛用于電子及航天工業;純稀土氧化物和三氧化二鐵化合而成的石榴石型鐵氧體單晶及多晶,可用于微波與電子工業;用高純氧化钕制作的钇鋁石榴石和钕玻璃,可作為固體激光材料;稀土六硼化物可用于制作電子發射的陰極材料;镧鎳金屬是70年代新發展起來的貯氫材料;鉻酸镧是高溫熱電材料;

近年來,世界各國采用鋇钇銅氧元素改進的鋇基氧化物制作的超導材料,可在液氮溫區獲得超導體,使超導材料的研制取得了突破性進展。此外,稀土還廣泛用于照明光源,投影電視熒光粉、增感屏熒光粉、三基色熒光粉、複印燈粉;在農業方面,向田間作物施用微量的硝酸稀土,可使其産量增加5~10%;在輕紡工業中,稀土氯化物還廣泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛線染色及地毯染色等方面。

農業作用

研究結果表明,稀土元素可以提高植物的葉綠素含量,增強光合作用,促進根系發育,增加根系對養分吸收。稀土還能促進種子萌發,提高種子發芽率,促進幼苗生長。除了以上主要作用外,還具有使某些作物增強抗病、抗寒、抗旱的能力。大量的研究還表明,使用适當濃度稀土元素能促進植物對養分的吸收、轉化和利用。玉米用稀土拌種,出苗、拔節比對照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒飽滿,增産14%。大豆用稀土拌種,出苗提早1天,單株結莢數增加14.8~26.6個,3粒莢數增多,增産14.5%~20.0%。噴施稀土可使蘋果和柑橘果實的Vc含量、總糖含量、糖酸比均有所提高,促進果實着色和早熟。并可抑制貯藏過程中呼吸強度,降低腐爛率。

分類

1)輕稀土(又稱铈組):镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。

2)重稀土(又稱钇組):铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。

铈組與钇組之别,是因為礦物經分離得到的稀土混合物中,常以铈或钇比例多的而得名。

稀土金屬(rareearthmetals)又稱稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17種元素的總稱,常用R或RE表示。它們的名稱和化學符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它們的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。

名稱

稀土一詞是曆史遺留下來的名稱。稀土元素是從18世紀末葉開始陸續發現,當時人們常把不溶于水的固體氧化物稱為土。稀土一般是以氧化物狀态分離出來的,又很稀少,因而得名為稀土。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕稱為輕稀土或铈組稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇稱為重稀土或钇組稀土。也有的根據稀土元素物理化學性質的相似性和差異性,除钪之外(有的将钪劃歸稀散元素),劃分成三組,即輕稀土組為镧、铈、镨、钕、钷;中稀土組為钐、铕、钆、铽、镝;重稀土組為钬、铒、铥、镱、镥、钇。

這些稀土元素的發現,從1794年芬蘭人加多林(J.Gadolin)分離出钇到1947年美國人馬林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷,曆時150多年。其中大部分稀土元素是歐洲的一些礦物學家、化學家、冶金學家等發現制取的。钷是美國人馬林斯基、格蘭德甯(L.E.Glendenin)和科列爾(C.D.Coryell)用離子交換分離,在鈾裂變産物的稀土元素中獲得的。過去認為自然界中不存在钷,直到1965年,芬蘭一家磷酸鹽工廠在處理磷灰石時發現了痕量的钷。

應用

大多數稀土金屬呈現順磁性。钆在0℃時比鐵具更強的鐵磁性。铽、镝、钬、铒等在低溫下也呈現鐵磁性,镧、铈的低熔點和钐、铕、镱的高蒸氣壓表現出稀土金屬的物理性質有極大差異。钐、铕、钇的熱中子吸收截面比廣泛用于核反應堆控制材料的镉、硼還大。稀土金屬具有可塑性,以钐和镱為最好。除镱外,钇組稀土較铈組稀土具有更高的硬度。稀土的比表面積是其重要參數之一,比表面積範圍集中在10-30m2/g(國産F-Sorb2400全自動氮吸附比表面積儀測試),催化等各方面性能均與比表面積有重要關系。

稀土金屬已廣泛應用于電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環境保護、農業等領域。應用稀土可生産熒光材料、稀土金屬氫化物電池材料、電光源材料、永磁材料、儲氫材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超導材料、磁緻伸縮材料、磁緻冷材料、磁光存儲材料、光導纖維材料等。

稀土比表面積研究和相關數據報告中,隻有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,因為國内外制定出來的比表面積測定标準都是以BET測試方法為基礎的。

(GB.T19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固态物質比表面積的方法。比表面積測定分析有專用的比表面積測試儀,國内比較成熟的是動态氮吸附法,現有國産儀器中大多數還隻能進行直接對比法的,北京金埃譜科技公司的F-Sorb2400新型比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器(兼備直接對比法),更重要的北京金埃譜科技公司的F-Sorb2400比表面積分析儀是迄今為止國内唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備,其測試結果與國際一緻性很高,穩定性也很好,同時減少人為誤差,提高測試結果精确性。

我國擁有豐富的稀土礦産資源,成礦條件優越,堪稱得天獨厚,探明的儲量居世界之首,為發展我國稀土工業提供了堅實的基礎。

資源

稀土元素在地殼中豐度并不稀少,隻是分散而已。因此,雖然稀土的絕對量很大,但就目前為止能真正成為可開采的稀土礦并不多,而且在世界上分布極不均勻,主要集中在中國、美國、印度、前蘇聯、南非、澳大利亞、加拿大、埃及等幾個國家,其中中國的占有率最高。

(1)中國

中國占世界稀土資源的41.36%,是一個名符其實的稀土資源大國。稀土資源極為豐富,分布也極其合理,這為中國稀土工業的發展奠定了堅實的基礎。

主要稀土礦有白雲鄂博稀土礦、山東微山稀土礦、冕甯稀土礦、江西風化殼淋積型稀土礦、湖南褐钇铌礦和漫長海岸線上的海濱砂礦等等。

白雲鄂博稀土礦與鐵共生,主要稀土礦物有氟碳铈礦和獨居石,其比例為3∶1,都達到了稀土回收品位,故稱混合礦,稀土總儲量REO為3500萬噸,約占世界儲量的38%,堪稱為世界第一大稀土礦。

微山稀土礦和冕甯稀土礦是以氟碳铈礦為主,伴生有重晶石等,是組成相對簡單的一類易選的稀土礦。

江西風化殼淋積型稀土礦是一種新型稀土礦種,它的選冶相對較簡單,且含中重稀土較高,是一類很有市場競争力的稀土礦。

中國的海濱砂也極為豐富,在整個南海的海岸線及海南島、台灣島的海岸線可稱為海濱砂存積的黃金海岸,有近代沉積砂礦和古砂礦,其中獨居石和磷钇礦是處理海濱砂回收钛鐵礦和锆英石時作為副産品加以回收。

總之中國的稀土資源儲量大,礦種和稀土元素齊全,稀土品位高,礦點分布合理。

(2)美國

美國它的稀土資源約占12.50%,其稀土消費和氟碳铈礦産量幾年來一直居世界第一,但近幾年稀土産量已退居第二位,讓位于中國。美國稀土資源主要有氟碳铈礦、獨居石及在選别其它礦物時,作為副産品可回收黑稀金礦、矽铍钇礦和磷钇礦。

位于加利福尼亞的聖貝迪諾縣的芒廷帕斯礦,是世界上最大的單一氟碳铈礦,該礦山1949年勘探放射性礦物時發現,稀土品位為5~10%REO,儲量達500萬噸之多,是一大型稀土礦。

美國很早就開采獨居石,現在開采的砂礦量是佛羅裡達州的格林科夫斯普林斯礦。礦床長約19km,寬1.2km,厚為6m,獨居石較為豐富。此外,北卡羅來納州、南卡羅來納州、佐治亞州、愛達荷州和蒙大拿州也有砂礦分布,儲量也相當可觀。

(3)印度

印度主要礦床是砂礦。印度的獨居石生産從1911年開始,最大礦床分布在喀拉拉邦、馬德拉斯邦和奧裡薩拉邦。有名礦區是位于印度南部西海岸的恰瓦拉和馬納範拉庫裡奇稱為特拉範科的大礦床,它在1911~1945年間的供礦量占世界的一半,現在仍然是重要的産地。1958年在鈾、钍資源勘探中,在比哈爾邦内陸的蘭契高原上發現了一個新的獨居石和钛鐵礦礦床,規模巨大。

印度獨居石钍含量高達8%ThO2。在馬納範拉庫裡奇采的重砂獨居石占5~6%。钛鐵礦占65%,金紅石3%,锆英石5~6%,石榴石7~8%。

(4)前蘇聯

前蘇聯的稀土儲量很大,主要是伴生礦床位于科拉半島,存在于堿性岩中的含稀土的磷灰石。前蘇聯的主要稀土來源就是從磷灰石礦石中回收稀土,此外,在磷灰石礦石中,還可回收的稀土礦物有铈铌鈣钛礦,含稀土為29~34%。另外,在赫列比特和森内爾還有氟碳铈礦。

(5)澳大利亞

澳大利亞是獨居石的生産大國,獨居石是作為生産锆英石和金紅石及钛鐵礦的副産品加以回收。澳大利亞的砂礦主要集中在西部地區。澳大利亞也産磷钇礦。

澳大利亞可開發利用的稀土資源,還有位于昆士蘭州中部艾薩山的采鈾的尾礦,南澳大利亞州羅克斯伯唐斯銅、鈾金礦床。

(6)加拿大

加拿大主要從鈾礦中副産稀土。位于安大略省布來恩德裡弗-埃利特湖地區的鈾礦,主要由瀝青鈾礦、钛鈾礦和獨居石、磷钇礦組成,在濕法提鈾時,可把稀土也提出來。

此外,在魁北克省的奧卡地區擁有的燒綠石礦,也是稀土的一個很大潛在資源。還有紐芬蘭島和拉布拉多省境内的斯特倫奇湖礦,也含有钇和重稀土正準備開發。

(7)南非

南非是非洲地區最重要的獨居石生産國。位于開普省的斯廷坎普斯克拉爾的磷灰石礦,伴生有獨居石,是世界上唯一單一脈狀型獨居石稀土礦。此外,在東南海岸的查茲貝的海濱砂中也有稀土,在布法羅螢石礦中也伴生獨居石和氟碳铈礦,正計劃和研究回收。

(8)馬來西亞

主要從錫礦的尾礦中回收獨居石、磷钇礦和铌钇礦等稀土礦物,曾一度是世界重稀土和钇的主要來源。

(9)埃及

埃及從钛鐵礦中回收獨居石。礦床位于尼羅河三角洲地區,屬于河濱沙礦,礦源由上遊風化的沖積砂沉積而成,獨居石儲量約20萬噸。

(10)巴西

巴西是世界稀土生産的最古老國家,1884年開始向德國輸出獨居石,曾一度名揚世界。巴西的獨居石資源主要集中于東部沿海,從裡約熱内盧到北部福塔萊薩,長達約643km地區,礦床規模大。

世界稀土資源儲量巨大,除我國已探明資源量居世界之首外,澳大利亞、俄羅斯、美國、巴西、加拿大和印度等國稀土資源也很豐富,近年來在越南也發現了大型稀土礦床。另外,南非、馬來西亞、印度尼西亞、斯裡南卡、蒙古、朝鮮、阿富汗、沙特阿拉伯、土耳其、挪威、格陵蘭、尼日利亞、肯尼亞、坦桑尼亞、布隆迪、馬達加斯加、莫桑比克、埃及等國家和地區也發現具有一定規模的稀土礦床。

世界上主要稀土資源國中一批大-超大型稀土礦床的發現與開發是世界稀土資源的主要來源。中國内蒙古白雲鄂博鐵、铌、稀土礦床,中國四川冕甯"牦牛坪式"單一氟碳铈礦礦床,中國南方風化淋積型稀土礦床;澳大利亞韋爾德山碳酸岩風化殼稀土礦床,澳大亞利東、西海岸的獨居石砂礦床;美國芒頓帕斯碳酸岩氟碳铈礦礦床;巴西阿臘夏、寨斯拉估什碳酸岩風化殼稀土礦床;俄羅斯托姆托爾碳酸岩風化殼稀土礦床,希賓磷霞岩稀土礦床;

越南茂塞碳酸岩稀土礦床等,其稀土資源量均在100萬噸以上,有的達到上千萬噸,個别超過1億噸,構成世界稀土資源的主體。據有關資料統計,我國稀土資源從20世紀70年代占世界總量的74%,到80年代下降到69%,至90年代末下降到45%左右,這主要是澳大利亞、俄羅斯、加拿大、巴西、越南等國近20年來在稀土資源的勘查與研究方面取得重大進展,先後發現了一批大-超大型稀土礦床,如澳大利亞的韋爾德山、俄羅斯的托姆托爾、加拿大的聖霍諾雷、越南的茂塞等稀土礦床。但我國稀土資源仍占世界首位,且資源潛力很大,因此有理由認為今後相當長的時間内不會改變中國稀土資源大國的地位。

國内現狀

商務部稱中國稀土儲備僅能維持20年,中國稀土儲量在1996至2009年間大跌37%,隻剩2700萬噸。按現有生産速度,我國的中、重類稀土儲備僅能維持15至20年,有可能需要進口。中國并非世界上唯一擁有稀土的國家,卻在過去幾十年承擔了供應世界大多數稀土的角色,結果付出了破壞自身天然環境與消耗自身資源的代價。

日韓行動——大把投錢繞過中國找稀土日本開始在全球範圍内四處尋找能夠替代中國的稀土供應源。東京計劃投資12億美元用來改善稀土供應狀況。日本已經與蒙古閃電達成協議,從本月起開發該國的稀土資源。另一稀土消耗大國韓國也有類似的計劃。本月初,韓國宣布将投資1500萬美元,在2016年前儲備1200噸稀土。現在,日本媒體歡呼又有了重大發現——太平洋海底的稀土多了去了。據外媒報道,英國《自然—地球科學》雜志網絡版3日刊登了日本東京大學副教授加藤泰浩領導的研究小組的研究成果。該研究成果稱,包括夏威夷島在内的太平洋中部約880萬平方公裡海域及東南部塔西提島附近約240萬平方公裡海域的淤泥中,含有高濃度的稀土,整個可開采量約是陸地上的1000倍。

概念

稀土并不是土,它是一種重要的戰略資源,特别是高新技術工業的重要原料,如軍事裝備方面一些精确打擊武器,一些汽車零部件和高科技産品,都依賴用稀土金屬制造的組件。

這種稀有的戰略資源主要集中在中國。因此一些西方媒體評論說,分配這種寶貴資源的時候,得到上帝垂青的是中國。

商務部國際貿易經濟研究院歐洲部主任李鋼說:我們國家這方面的産業發展還是比較快的,從探明的儲量、生産能力等方面來看,應該說摸的家底比較清楚。

概念股

包鋼稀土:擁有稀土資源5738萬噸儲量,占世界稀土礦儲量62%;公司稀土類産品年産能約5.4萬噸。公司拟通過五年時間儲備30萬噸左右稀土金礦,通過兩年時間儲存8萬噸左右稀土産品。

廣晟有色:擁有稀土資源713萬噸,年産能近2萬噸;公司稀土冶煉分離能力8000噸,居全國同行業第一。

中色股份:于廣東韶關新豐投資建設7000噸/年稀土分離項目(新豐是國内重要的離子型稀土礦的産區)。

廈門鎢業:擁有稀土資源13萬噸儲量,年産能約0.2萬噸。

五礦發展:擁有了國内最大的稀土基地,并在江西贛州組建五礦稀土(江西離子型稀土遠景儲量940萬噸、保有儲量230萬噸,其中90%的資源在贛州),将整合贛州周邊地區優質離子型稀土資源和稀土分離冶煉企業。

江西銅業:大股東江西銅業集團對四川稀土資源進行整合,收購的四川冕甯牦牛坪稀土礦已探明儲量近200萬噸,現存儲量157萬噸。

中國稀土

據了解,中國是唯一能夠提供全部17種稀土金屬的國家,儲量占世界的95%,是名副其實的“稀土大國”。日本、歐洲和北美都是它的主要市場。

然而,具有如此巨大壟斷潛力的中國稀土,多年來卻被賣成了土的價格,定價權一直掌握在歐美等國的手裡。

對外經貿大學國際經濟貿易學院副教授崔凡指出:長期以來,國際貿易界就有這樣的抱怨,中國把稀土賣成土的價格。國内各個地方也沒有協調,争相出口,為了部門利益或地方利益,争相壓價,把我們的自然資源消耗得過于厲害。

由于中國稀土多年大量出口,導緻歐美等國每年以極其低廉的價格進行囤積,一旦稀土資源短缺時,他們就拿出從我國手裡購得的稀土打壓“中國價格”。

中國社科院财貿所研究員馮雷指出,這對我國的貿易地位非常不利。

馮雷:“資源性産品出口出的很多的話,實際上是一種初級的貿易地位,對我國顯然是不利的。”

近年來,中國政府已經開始限制稀土出口。出台新規劃就是保護稀有戰略資源的重要步驟之一。崔凡說:“控制出口,從中國角度來說,是從長遠利益和經濟利益考慮的。我們對一些能夠有一定價格影響力的資源進行出口限制,是有一定合理性的。”

李鋼指出,中國限制稀土出口,引起一些西方國家的擔憂,甚至前一段時間還訴諸世界貿易組織,但實際上,限制稀有金屬的出口并不違背世貿組織的規則。

李鋼:“在WTO多邊貿易體系當中,對于一個國家關于本國出口設限的問題,沒有嚴格意義上的規定。第二就是,我們在2001年底加入WTO的議定書當中,我們也沒有做過這方面的承諾。”

實際上,不僅中國在逐年加大對稀土資源的保護。美國早在1999年就已逐步停止開采本國的稀土資源。中國的近鄰日本從1983年起就開始建立稀有金屬儲備制度和基地;韓國也在2008年決定采取官方和民間企業合作的方式,有計劃地提高稀有金屬儲備規模。

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