閆慧忠

稀土新材料由于其獨特的戰(zhàn)略優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊，市場潛力巨大。2005年以來，我國稀土在稀土新材料領(lǐng)域的消費量逐年遞增，成為稀土應(yīng)用的主要領(lǐng)域。其根本原因在于風(fēng)電、新能源汽車、節(jié)能照明等低碳經(jīng)濟(jì)的迅速增長刺激了稀土新材料的發(fā)展。稀土新材料在內(nèi)蒙古自治區(qū)具有較好的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和研發(fā)基礎(chǔ)，而稀土新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平在一定程度上能夠反映一個國家的科技水平。

一、稀土新材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

稀土新材料主要包括稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土拋光粉、稀土發(fā)光材料、稀土催化材料、稀土磁致伸縮材料、稀土發(fā)熱材料、稀土熱障涂層材料、稀土超導(dǎo)材料等數(shù)十種。

（一）釹鐵硼永磁材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

釹鐵硼永磁材料已廣泛應(yīng)用于永磁電機、計算機、通訊、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，在風(fēng)力發(fā)電機、混合動力汽車、家電等很多節(jié)能減排新興領(lǐng)域也顯示了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

釹鐵硼永磁材料產(chǎn)業(yè)近年來快速發(fā)展。2000年，我國釹鐵硼永磁材料產(chǎn)量超過日本，成為世界上最大的釹鐵硼磁體生產(chǎn)國。2010年，我國稀土永磁材料產(chǎn)量為82600噸（實物），比2009年增長48.56%。

近年來，隨著釹鐵硼制造技術(shù)的持續(xù)研發(fā)、專有設(shè)備技術(shù)進(jìn)步和國外先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)，我國的燒結(jié)釹鐵硼永磁產(chǎn)品檔次和質(zhì)量顯著提高，已經(jīng)形成N到TH7個系列43個牌號的產(chǎn)品。合金冶煉采用的速凝薄片和氫處理技術(shù)，使我國從最初只能生產(chǎn)N40以下的中低檔產(chǎn)品，發(fā)展到可生產(chǎn)N45－N50的高牌號產(chǎn)品。

內(nèi)蒙古是我國稀土永磁材料開發(fā)和生產(chǎn)最早的地區(qū)之一，釹鐵硼永磁材料的研發(fā)一直處于國內(nèi)的先進(jìn)行列，以低氧工藝為代表的工藝技術(shù)已普遍為國內(nèi)認(rèn)可和采用，對我國高性能釹鐵硼永磁材料的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。近幾年，我區(qū)釹鐵硼永磁材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴大，企業(yè)數(shù)量達(dá)到10余家，產(chǎn)能達(dá)到3萬噸，2011年產(chǎn)量為7311噸，約為全國產(chǎn)量的10%。

(二)稀土儲氫材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

國內(nèi)外稀土儲氫合金產(chǎn)品主要為稀土系LaNi5型，用于鎳氫電池的負(fù)極材料。2005年以來，中國稀土儲氫材料和鎳氫電池的產(chǎn)量超過日本，成為全球最大的生產(chǎn)國，儲氫合金產(chǎn)能和產(chǎn)量分別超過2萬噸和1.5萬噸。內(nèi)蒙古稀土儲氫合金企業(yè)有5家，產(chǎn)能為1萬噸，約占2011年全國產(chǎn)量2343噸的13%。

國內(nèi)外規(guī)模型儲氫合金企業(yè)的技術(shù)和工藝水平?jīng)]有明顯的差距。內(nèi)蒙古稀奧科貯氫合金有限公司在成立時用250萬美元購買了美國OVONIC電池公司（OBC）獨家專利和技術(shù)，在國內(nèi)中等規(guī)模鎳氫電池廠中具有廣泛的市場，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

傳統(tǒng)LaNi5型儲氫合金的技術(shù)門檻低、產(chǎn)能過剩，市場競爭激烈，企業(yè)利潤低、回款慢，發(fā)展前景很不樂觀。因此，急需開發(fā)新型的稀土儲氫電極材料以適應(yīng)市場的需求。

（三）稀土拋光粉的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

我國稀土拋光粉的生產(chǎn)已有50多年的歷史，生產(chǎn)工藝基本成熟。彩電與計算機顯示器制造行業(yè)、電子元件、眼鏡片及平板玻璃是稀土拋光粉的主要用戶。我區(qū)稀土拋光材料企業(yè)有11家，產(chǎn)能為2萬噸，約為2011年全國產(chǎn)量3437噸的25%。

包頭天驕清美稀土拋光粉公司目前在國內(nèi)產(chǎn)銷量最大，企業(yè)直接引進(jìn)日本清美化學(xué)株式會社的工藝和技術(shù)，產(chǎn)品已形成高、中、低檔系列。中國所用的高端拋光粉大多從日本進(jìn)口，部分由包頭天驕清美提供。

由于包頭天驕清美、包頭羅地亞等一些具有先進(jìn)技術(shù)和裝備的生產(chǎn)企業(yè)座落在包頭，因此，包頭稀土拋光粉產(chǎn)業(yè)位于國內(nèi)先進(jìn)行列，與國際水平相當(dāng)。

（四）稀土發(fā)光材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

我國稀土發(fā)光材料生產(chǎn)自上世紀(jì)八十年代起步以來，獲得了迅速發(fā)展。目前已形成四大主流產(chǎn)品：燈用三基色熒光粉、信息顯示用熒光粉、稀土金屬鹵化物和長余輝熒光粉。其中，燈用稀土熒光燈粉用量最大，消耗稀土最多，對節(jié)能和環(huán)保的貢獻(xiàn)也最為突出。2007年我國節(jié)能燈用稀土三基色熒光粉產(chǎn)量6400噸，稀土節(jié)能熒光燈年產(chǎn)量達(dá)到36億支,均躍居世界第一位。2010年全國稀土發(fā)光材料產(chǎn)量達(dá)到9398噸。

我區(qū)只有位于包頭市的內(nèi)蒙古天彩稀土發(fā)光材料有限責(zé)任公司應(yīng)用中科院長春應(yīng)化所的技術(shù)生產(chǎn)稀土發(fā)光材料，其主要產(chǎn)品有PDP熒光粉、稀土長余輝熒光粉以及由長余輝熒光粉所生產(chǎn)的一些初級產(chǎn)品，如夜光相紙、夜光工藝品、夜光膜等。2008年，稀土長余輝熒光粉產(chǎn)量為26噸。

2012年，由包頭鋼鐵（集團(tuán)）控股，與江蘇天彩科技材料有限公司聯(lián)合組建包鋼靖江天彩科技材料有限公司，共同打造世界最大的稀土發(fā)光材料生產(chǎn)基地，一期工程投產(chǎn)后將實現(xiàn)年產(chǎn)1500噸稀土發(fā)光材料的規(guī)模，產(chǎn)值預(yù)計將超15億元，三期工程全部竣工投產(chǎn)預(yù)計產(chǎn)銷可達(dá)百億元。

發(fā)白光的發(fā)光二極管（LED）成為第四代照明光源——半導(dǎo)體照明。上世紀(jì)90年代中期，日本日亞化學(xué)公司開發(fā)出熒光材料覆蓋藍(lán)光LED產(chǎn)生的白光光源。其中所用的稀土石榴石熒光體YAG在國內(nèi)外已產(chǎn)業(yè)化。我國的YAG熒光粉產(chǎn)品供應(yīng)全國多家白光LED器件生產(chǎn)廠家，并遠(yuǎn)銷美國、韓國和中國臺灣等地，制作的白光LED達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

（五）稀土催化材料的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

2006年稀土催化材料的應(yīng)用約占世界稀土總消費量的20%，成為稀土的最大應(yīng)用市場。北美是石油裂化和汽車催化劑的最大市場。我國2006年稀土催化劑的生產(chǎn)能力已經(jīng)超過10 萬噸，稀土在石油化工和汽車尾氣催化凈化領(lǐng)域的消費總量達(dá)到9300噸（REO）。

世界汽車尾氣催化劑主要由四家公司——英國的Johnson Matthey 公司、美國的Engelhard 公司和Allied Signal 公司以及德國的Degussa 公司壟斷，四大公司已全部在上海建廠，其產(chǎn)品進(jìn)入了中國的新車配套市場，并占有了相當(dāng)?shù)氖袌龇蓊~。

我國稀土催化裂化催化劑生產(chǎn)企業(yè)有幾十家，其中蘭州煉化總廠催化劑廠、湖南巴陵石化公司催化劑廠和齊魯石化公司催化劑廠是三大催化劑生產(chǎn)廠。

稀土催化劑還可以應(yīng)用于天然氣及化石燃料的高效減排燃燒、固定源有毒有害氣體污染物控制和治理、精細(xì)化學(xué)品催化合成、固體燃料電池等領(lǐng)域。

二、我區(qū)稀土新材料生產(chǎn)中存在的問題

我區(qū)稀土永磁材料、稀土儲氫合金、稀土拋光粉的產(chǎn)業(yè)規(guī)模在國內(nèi)外占有一席之地，稀土發(fā)光材料、稀土催化材料的產(chǎn)業(yè)處于起步階段。稀土新材料的總體技術(shù)及研發(fā)水平較低，尤其是缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品，在市場競爭中往往處于劣勢。

稀土新材料產(chǎn)業(yè)雖然具有原料產(chǎn)地優(yōu)勢和較早的開發(fā)和技術(shù)優(yōu)勢，但在發(fā)展意識、技術(shù)開發(fā)、企業(yè)管理、銷售等方面還落后于國內(nèi)外先進(jìn)水平，主要在于技術(shù)與企業(yè)結(jié)合較差、產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)滯后、政策扶持及資金投入不夠。

我區(qū)生產(chǎn)的燒結(jié)釹鐵硼磁體以毛坯產(chǎn)品為主，終端應(yīng)用的磁部件較少，在加工技術(shù)、防腐鍍層技術(shù)和裝備方面較為落后。國內(nèi)汽車電機和風(fēng)力發(fā)電機用的釹鐵硼磁體的磁性能均一性、高穩(wěn)定性還有待提高。釹鐵硼輻射多極磁環(huán)在產(chǎn)品高度、磁性能均勻性以及小尺寸磁環(huán)磁性能等方面，與日本相比還有較大的差距。

我區(qū)儲氫合金的產(chǎn)品品種較少，企業(yè)自主研發(fā)能力較弱，缺乏原創(chuàng)性的產(chǎn)品。近年來，日本主要開發(fā)生產(chǎn)混合電動汽車（HEV）用鎳氫動力電池的功率型LaNi5儲氫合金，隨著HEV的大量上市得到了長足的發(fā)展。2006年，日本生產(chǎn)出低自放電鎳氫電池用La-Mg-Ni系A(chǔ)2B7型儲氫合金粉，年產(chǎn)量在6000-7000噸左右。而我區(qū)的相關(guān)產(chǎn)品還處于產(chǎn)業(yè)化研發(fā)階段。

我區(qū)生產(chǎn)的稀土拋光粉比重較大的是中低檔次產(chǎn)品，而國外生產(chǎn)的稀土拋光粉以中高檔產(chǎn)品為主，甚至從我國購買中低檔產(chǎn)品再加工成高檔次拋光粉。我國在化學(xué)-機械拋光方面處于研發(fā)階段。

我國燈用稀土發(fā)光材料已向多品種、多規(guī)格、多方位、深層次、全系列方向發(fā)展?，F(xiàn)階段，我國燈用稀土三基色熒光粉所用的工藝、設(shè)備落后于國外一些先進(jìn)企業(yè)。我區(qū)稀土發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)，存在著品種單一、產(chǎn)量較小的弱勢。

我區(qū)在稀土催化劑應(yīng)用領(lǐng)域幾乎是空白，只在稀土鈰鋯固溶體的制備、稀土在化石燃料的催化燃燒及工業(yè)廢氣的催化凈化、稀土在固體燃料電池中的應(yīng)用等領(lǐng)域有實驗室的研究工作。

三、今后的發(fā)展方向與重點

我區(qū)稀土新材料產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展應(yīng)注重以下問題：

（一）稀土新材料總體發(fā)展方向與重點

在政策方面，為企業(yè)創(chuàng)造良好的發(fā)展環(huán)境，拓展稀土新材料產(chǎn)業(yè)的市場；加強科技投入和科技開發(fā)，引導(dǎo)稀土新材料進(jìn)入節(jié)能減排、醫(yī)療設(shè)備等新興應(yīng)用市場；加強產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合及人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，加快新技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程，加速成果的產(chǎn)業(yè)化。

（二）釹鐵硼永磁材料發(fā)展方向與重點

研究開發(fā)終端應(yīng)用的燒結(jié)釹鐵硼磁部件，應(yīng)注重改進(jìn)加工設(shè)備技術(shù)，開發(fā)防腐鍍層技術(shù)和裝備，針對性地研究開發(fā)盡可能高的磁能積下的高矯頑力、高熱穩(wěn)定性的釹鐵硼磁體。解決釹鐵硼輻射多極磁環(huán)在高磁性能、磁性能均勻性以及小尺寸磁環(huán)等方面存在的問題。

（二）稀土儲氫材料的發(fā)展方向與重點

同時，要盡快實現(xiàn)電動汽車動力鎳氫電池的功率型稀土系儲氫負(fù)極合金的產(chǎn)業(yè)化，加快開發(fā)新型稀土系儲氫材料，如La-Mg-Ni系、La-Fe-B系儲氫合金的進(jìn)度，搶占市場先機。

（三）稀土拋光粉的發(fā)展方向與重點

稀土拋光粉產(chǎn)業(yè)在穩(wěn)定中低端市場的前提下，充分發(fā)揮包頭市資源的優(yōu)勢，加速高性能拋光粉的研制及產(chǎn)業(yè)化，擴大高端產(chǎn)品的產(chǎn)能。在化學(xué)-機械拋光方面，盡管消費量較少，但需求增長率很高，應(yīng)盡早開展研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。

（四）稀土發(fā)光材料的發(fā)展方向與重點

我區(qū)要擴大稀土發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)鏈，就必須與有實力、技術(shù)含量高的稀土發(fā)光材料企業(yè)合作。就稀土發(fā)光材料原料而言，包頭市稀土企業(yè)可提供制備燈用三基色綠粉的鑭、鈰和鋱；制備三基色紅粉和藍(lán)粉的原料氧化銪可以滿足需求。為使白光LED固體照明光源實用化與產(chǎn)業(yè)化，還需要探索更多的新型稀土發(fā)光材料。

（五）稀土催化材料的發(fā)展方向與重點

今后在催化材料領(lǐng)域重點技術(shù)發(fā)展方向：圍繞國家對清潔能源生產(chǎn)、環(huán)境治理等的重大需求，研究以功能性（如高性能的儲氧材料、高熱穩(wěn)定的稀土復(fù)合氧化物等）為導(dǎo)向的稀土催化劑，設(shè)計與制備高性能的稀土催化材料及其應(yīng)用器件。

此外，在稀土新材料研究與開發(fā)平臺的建設(shè)中，要注重材料性能評價和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)評價工作，注重材料的中試工程化實驗工作，為稀土新材料的產(chǎn)業(yè)化及推廣應(yīng)用提供科學(xué)可靠的設(shè)計依據(jù)。

（作者系包土稀土研究院科研部部長、博士、教授）