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稀土行业深度分析报告(附下载)
时间: 2024-05-20 23:38:58 | 作者: 小九直播app
今天分享的是储能系列深度研究报告:《 稀土行业深度分析报告 》。(报告出品方: 中原证券)
我国稀土储量、稀土矿产量、稀土冶炼分离产量和稀土消费量均位 居世界第一,且我国是全球唯一具备稀土全产业链各种类型的产品生产能力的国家。稀土是镧系的 15 个元素以及钪(Sc)和钇(Y)两种元素, 共 17 种元素的统称,大致上可以分为轻稀土、中稀土和重稀土。稀土产 品种类繁多,主要可分为稀土金属、稀土氧化物、其它稀土化合物 和稀土合金。稀土元素在矿物中的赋存状态主要有稀土矿物、类质 同象置换矿物和风化壳淋积型矿物。根据 USGS 的数据,2022 年 全球已探明稀土氧化物储量约为 1.30 亿吨,稀土矿产量约为 30 万 吨,我国稀土储量/稀土矿产量占比分别为 33.77%/69.98%,均位 居世界第一,国内稀土资源主要分布在内蒙古白云鄂博、川西和南 方七省区三大基地,华南风化壳型(也常称为离子吸附型)稀土矿 床是我国特色的优质稀土资源。根据安泰科统计,2022 年全球稀 土冶炼分离产量约为 28.9 万吨,其中我国产量为 27.5 万吨。根据 中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心的报告,本世纪以来我 国稀土消费量长期占据全球消费量第一的位置,2022 年消费量占 到全球的 75%,较 2000 年增长了近 10 倍。我国是全球唯一具备 稀土全产业链各类产品生产能力的国家,美西方稀土产业链的整体 规模远低于我国,且其产业链均不完整并存在明显短板。
近年来我国稀土开采、冶炼分离总量控制指标均呈现逐年增长趋势。稀土是我国实行总量控制管理的产品,任何单位和个人不得无 指标和超指标生产,每年的稀土开采、冶炼分离总量控制指标由我 国工业和信息化部、自然资源部联合下发。2017-2022 年,我国稀 土开采总量指标分别为 105000、120000、132000、140000、168000 吨,2018-2022 年分别同比增长 14.29%、10.00%、6.06%、20.00%。 2017-2022 年,我国稀土冶炼分离总量指标分别为 100000、 115000、132000、135000、162000 吨,2018-2022 年分别同比 增长 15.00%、14.78%、2.27%、20.00%。
稀土永磁材料是稀土功能材料中应用最广的一种,目前应用最为广 泛的为第三代稀土永磁材料,即钕铁硼永磁材料。钕铁硼永磁材料 根据生产工艺不同,可分为烧结、粘结和热压三种,其中烧结钕铁 硼是我国目前产量最高、应用范围最广泛的稀土永磁材料。下游新 能源汽车、风电、工业机器人、人型机器人、变频空调和节能电梯 等行业对于钕铁硼永磁材料的需求有望稳步提升,我们预计 2023/2024/2025 年对钕铁硼的需求中,全球新能源汽车行业需求 分别为 2.76/3.69/5.32 万吨;预计全球风电行业行业需求分别为 2.99/3.36/3.74 万吨;预计全球工业机器人行业合计需求分别为1.54/1.63/1.73 万吨;预计全球家用变频空调行业合计需求分别为 1.25/1.30/1.35 万吨;预计我国节能电梯行业合计需求分别为 1.13/1.30/1.50 万吨。人型机器人有望打开高性能稀土永磁材料需 求新空间。根据高工机器人产业研究所预计,2026 年全球人型机 器人在服务机器人中的渗透率有望达到 3.5%,市场规模超 20 亿美 元,到 2030 年,全球市场规模有望突破 200 亿美元。据高盛预测, 在技术得到革命性突破的理想情况下人形机器人 2025-2035 年销 量 CAGR 可达 94%,2035 年市场规模达 1540 亿美元。
稀土作为我国重要的稀缺战略资源,由于其优异的金属特性,广泛 应用于高新材料、冶金、军工、石油化工、玻璃陶瓷、农业等行业, 近年来随着我国大型稀土集团的组建以及黑稀土基本出清,稀土行 业进入新发展阶段,伴随新能源汽车、风电、工业机器人、人型机 器人、变频空调、节能电梯等行业快速发展,稀土需求有望稳步提 升。且我国是全球唯一具备稀土全产业链各类产品生产能力的国 家,竞争优势凸显,龙头公司有望充分受益。(1)稀土上游资源端 我们建议关注世界轻稀土龙头企业北方稀土(600111.SH)、国内 重稀土龙头企业中国稀土(000831.SZ)、国家级稀土集团广东省 稀土集团的核心企业广晟有色(600259.SH)。(2)稀土精深加工 端我们建议关注国内新能源和节能环保领域高性能稀土永磁材料 的领先供应商金力永磁(300748.SZ)以及生产高性能钕铁硼磁材 的龙头公司。完整版《 稀土行业深度分析报告 》来源于公众号:百家全行业报告 研究报告内容节选如下
稀土是镧系的 15 个元素以及钪(Sc)和钇(Y)两种元素,共 17 种元素的统称,主要分为轻 稀土、中稀土和重稀土。根据《中国稀土产业发展与政策研究》一书,稀土是指化学元素周期 表中镧系元素,由原子序数 57-71 的元素组成,包括镧(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 与镧系的 15 个元素密切相关的 2 个元素钪(Sc)和钇(Y),共 17 种元素。在人类发现稀土初期, 稀土一般是以氧化物的状态分离出来,又因其发现之初存在于瑞典较为稀少的矿物中,故被称 为稀土(Rare Earth,RE 或 R)。根据分离工艺的要求,稀土元素可分为轻稀土和重稀土。其 中,轻稀土也被称为铈组,重稀土也被称为钇组,这种划分是因矿物经分离得到的稀土混合物 中常以铈或钇占优势。而根据其物理化学性质的特点,稀土又分为轻稀土、中稀土和重稀土三 组。目前,世界主要稀土矿中绝大部分仅储有轻稀土元素,重稀土元素含量大且品位好的只有 我国的南方离子吸附型稀土矿,这种稀土矿集中分布在江西(赣南)、广东、广西、四川和福建 等省区,是我国具有战略意义的重要矿产资源。
稀土产品品种类型繁多,主要可分为稀土金属、稀土氧化物、其它稀土化合物和稀土合金。稀 土元素由于原子的结构特殊,电子能级异常丰富,具有许多优异的光、电、磁、核等特性,能 与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅提升其他产品的质 量和性能,产品广泛应用于高新材料、冶金、军工、石油化工、玻璃陶瓷、农业等。
稀土矿床主要分为内生和外生(或者表生)两大类型。根据毛景文院士等《稀土矿床:基 本特点与全球分布规律》一文,稀土元素其实并不稀少,它们是一组亲石元素,在地壳的丰度 达 220×10-6,整体高于碳元素(200×10-6),其中铈元素丰度高于铜元素丰度。部分稀土元 素用途广泛,例如,在工业上,稀土比我们通常所知道铜、钴、铅和锡元素的用途更多。迄今, 自然界已经发现 250 多种稀土矿物,具有工业用途的矿物仅 10 余种,包括含铈族矿物:氟碳 铈矿、氟碳铈钙矿和独居石;含钐和钆族矿物:黑稀金矿和硅铍钇矿;含钇族稀土矿物:氟碳 钙钇矿、磷钇矿、褐钇铌矿;其中最常见矿物有独居石、氟碳铈矿和磷钇矿。总体从形成地质过程来讲,可以将稀土矿床归纳为内生和外生(或者表生)两大类型,并且进一步可以分为 10 种。内生稀土矿床包括碳酸岩型、碱性岩型、碱性岩型-碳酸岩型、氧化铁铜金型、热液脉型, 外生稀土矿床包括风化壳离子吸附型、沉积岩型、沉积矿产(煤矿、铝土矿和沉积磷矿)伴生 型、砂矿和现代海洋底部软泥型。其中部分风化壳离子吸附型属于重稀土矿,其余均为轻稀土 为主的矿床。
稀土元素在矿物中的赋存状态主要有稀土矿物、类质同象置换矿物和风化壳淋积型矿物。根据国家钨与稀土产品质量监督检验中心和江西省钨与稀土研究院的资讯和信息,在自然界中, 稀土主要富集在花岗岩、碱性岩、碱性超基性岩及与他们有关的矿床中。稀土元素在矿物中的 赋存状态,按矿物晶体化学分析主要有三种。(1)稀土元素参加矿物的晶格,构成矿物必不可 少的组成部分。这类矿物通常称之为稀土矿物。独居石、氟碳铈矿都属于此类。(2)稀土元素 以类质同象置换矿物中 Ca、Sr、Ba、Mn、Zr 等元素的形式分散在矿物中,这类矿物在自然界 中较多,但是大多数矿物中的稀土含量较低,含稀土的萤石、磷灰石均属于此类。(3)稀土元 素呈离子吸附状态赋存于某些矿物的表面或颗粒之间,这类矿物属于风化壳淋积型矿物,稀土 离子吸附于哪种矿物与该种矿物风化前所含矿母岩有关。
全球稀土矿床主要集中于部分大型-超大型矿床。根据毛景文院士团队统计,迄今为止,在 全球探明的稀土矿床和矿点有 851 处,但绝大多数资源量局限于 20 个已经探明的矿床,并且 主要集中在前 11 个大型-超大型矿床。在 20 个矿床中,作为伴生组分的 REE 在 Olympic Dam 矿山,由于其品位过低,在现有经济和技术条件下尚未回收利用;另外,庙垭、Songwe、 Strangelake、Kvanefjeld、Dubbo Zirconia、Lovozero、Wet Mountains 和 Brown Range 这些 低品位 REE 矿床在目前也难以利用。如果不考虑目前是否可利用,按照主要矿床探明的资源 量计算,全球共 8100 万 t,其中碳酸岩型 54.9%,碱性岩型-碳酸岩型 12.7%,碱性岩型(包括 碱性花岗岩型)18.8%,IOCG 型 12.4%和热液型 1.2%。由于砂矿缺少资源量以及其他类型矿 床资源量数据少(包括风化壳离子吸附型矿产),未参加统计。
我国稀土资源主要分布在内蒙古白云鄂博、川西和南方七省区三大基地。根据《我国稀土 资源现状和评价》一文,白云鄂博矿床的稀土氧化物储量高达三千余万吨,川西稀土矿集区仅 牦牛坪和大陆槽两个矿床已探明的稀土氧化物储量就达到近 500 万吨,南方七省区风化壳型稀 土矿中稀土氧化物总资源量也高达数百万吨。
白云鄂博是全球最大的稀土资源产地,同时还是全球第二大铌矿和我国重要的铁矿产地。白云鄂博矿床位于华北克拉通北缘中元古代狼山-渣尓泰-白云鄂博裂谷系内,围岩为白云鄂博 群浅变质陆缘碎屑沉积岩。白云鄂博稀土矿床东西长约 20km,矿化总体呈东西向带状展布,“主 矿”和“东矿”是矿区最主要的矿体,呈近东西向或东北向透镜状产出,“西矿”由一系列近东 西向排列的小矿体组成。另外,在矿区东部还发现了东介勒格勒、菠萝头山和都拉哈拉等矿化。 稀土矿物主要为独居石和氟碳铈矿,以及少量的黄河矿、氟碳钙铈矿和氟碳铈钡矿等氟碳酸盐 稀土矿物。
川西冕宁-德昌稀土矿集区发现于 20 世纪 90 年代,主要为典型的碳酸岩-碱性杂岩体型稀 土矿床,形成于新生代。该矿集区沿着攀西裂谷展布,长达 270km,最宽处达 15km,自北向 南包括有牦牛坪、木落寨、里庄和大陆槽等矿床,其稀土氧化物总储量超过 500 万吨,其中规 模最大的牦牛坪矿床资源储量约为 317 万吨,大陆槽矿床约为 159 万吨。该矿集区的稀土矿石 类型主要为伟晶岩型、碳酸岩型网脉状和浸染状矿石;稀土矿物主要为氟碳铈矿;脉石矿物主 要为重晶石、萤石、霓辉石、方解石和正长石等。
华南风化壳型(也常称为离子吸附型)稀土矿床是我国特色的优质稀土资源。目前,我国 已确定的离子吸附型稀土矿床已超过 170 个,主要分布于江西、广东、广西、福建和云南等七 省区,其主要赋存于花岗岩或火山岩风化壳中,厚度约 5~30m,一般为 8~10m,代表性矿床有江西赣州的足洞、河岭和南桥矿床,以及广东平远的八尺等矿床。该类矿床原矿为黄、浅红 或白色松散的砂土混合物,可直接人工开采;其矿物组成比较简单,主要是由黏土矿物、石英 和长石等组成,重砂含量很少。其中黏土矿物含量约占 40%~70%,主要有高岭石、埃洛石、 伊利石和极少量的蒙脱石。稀土氧化物品位介于 0.05%~0.3%之间,在垂向剖面中表现为“上 贫、中富、下又贫”的特征,表明稀土从风化壳上部淋滤到中下部沉淀富集。
稀土的产业链一般包括 5 个上下游环节:开采选矿→冶炼分离→材料制备→终端应用→循 环回收
目前,我国是全球唯一具备稀土全产业链各种类型的产品生产能力的国家,美西方稀土产业链的 整体规模远低于我国,且其产业链均不完整并存在明显短板。根据吴一丁、王鹏等《稀土产业 链全球格局现状、趋势预判及应对战略研究》一文,在全球层面,稀土产业链关键环节仅有少 数国家具备生产能力。在“五眼联盟”(美国、英国、加拿大、澳大利亚、新西兰)中,美国、 澳大利亚仅具备稀土矿开采能力,英国仅能够生产稀土金属;在欧盟国家中,法国、爱沙尼亚 具备稀土冶炼分离能力,德国拥有稀土永磁体生产能力。可见“五眼联盟”和欧盟能够在联盟 内部构建完整的稀土产业链。在东南亚国家中,马来西亚和缅甸具有稀土开采和冶炼分离能力, 越南能够生产稀土金属和永磁体。此外,日本在稀土产业链下游的稀土金属和永磁体环节具备 生产能力;俄罗斯、印度也能够进行稀土开采和冶炼分离;非洲国家布隆迪具备稀土矿开采能 力。
稀土选矿一般采用浮选法。根据国家钨与稀土产品质量监督检验中心和江西省钨与稀土研 究院的资讯和信息,选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的 选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害 杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。全世界开采出来的稀土矿石中,稀土氧化物含 量只有百分之几,甚至有的更低,为了满足冶炼的生产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿物与 脉石矿物和其它有用矿物分开,以提高稀土氧化物的含量,得到能满足稀土冶金要求的稀土精 矿。稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。精矿 中的稀土,一般以难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形式存在。必须通 过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物,经过溶解、分离、净化、浓缩或灼烧 等工序,制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作为产品或分离单一稀土的原料,这样 的过程称为稀土精矿分解也称为前处理。分解稀土精矿的方法总的来说可分为酸法、碱法和氯 化分解三类。酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等;碱法分解又分为氢氧化 钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非 稀土元素的回收与综合利用、利用劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程。
稀土冶炼方法主要有湿法冶金和活法冶金两种。稀土湿法冶金属于化工冶金方式,全流程 大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分 离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺流程。现 应用较普遍的是有机溶剂萃取法,它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程 复杂,产品纯度高,该法生产成品应用面广阔。火法冶金工艺过程简单,生产效率高。稀土火 法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热还原法制 取稀土合金等。火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。碳酸稀土和氯化稀土是稀土工业中 最主要的两种初级产品,生产工艺分别为浓硫酸焙烧工艺和烧碱法工艺。
稀土萃取工艺主要有分步法、离子交换和溶剂萃取。在分离稀土元素的工艺流程中,由于 17 种元素的物理性质和化学性质极其相近,且稀土元素同伴生杂质元素较多,因此,其萃取流程较为复杂,常用的萃取工艺有:分步法、离子交换和溶剂萃取。(1)分步法是利用化合物在 溶剂中溶解度的差别进行分离提纯的方式。从钇(Y)到镥(Lu),所有天然存在的稀土元素间 的单一分离,包括居里夫妇发现的镭,都是用这种方法分离的,分步法操作程序较为复杂,全 部稀土元素的单一分离耗费了 100 多年,一次分离重复操作达 2 万次,工作强度较大,因此这 种方法难以大量生产单一稀土。(2)稀土元素的研究工作因分步法不能大量生产单一稀土而受 到了阻碍,为了分析原子核裂变产物中含有的稀土元素,并除去铀、钍中的稀土元素,研究成 功了离子交换色层分析法(离子交换法),进而用于稀土元素的分离。离子交换法的优点是一次 操作可以将多个元素加以分离,而且还能得到高纯度的产品。但缺点是不能连续处理,一次操 作周期长,还有树脂的再生、交换等所耗成本高,因此,这种曾经是分离大量稀土的主要方法 已从主流分离方法上退下来,而被溶剂萃取法取代。但由于离子交换色层法具有获得高纯度单 一稀土产品的突出特点,当前为制取超高纯单品以及一些重稀土元素的分离,还需用离子交换 色层法分离制取。(3)溶剂萃取法是利用有机溶剂从与其不相混溶的水溶液中把萃取物提取分 离出来的方法。溶剂萃取法在石油化工、有机化学、药物化学和分析化学方面应用较早。但近 四十年来,由于原子能科学技术的发展,超纯物质及稀有元素生产的需要,溶剂萃取法在核燃 料工业、稀有冶金等工业方面得到了很大发展。我国在萃取理论的研究、新型萃取剂的合成与 应用和稀土元素分离的萃取工艺流程等方面,均达到了很高的水平。溶剂萃取法其萃取过程与 分级沉淀、分级结晶、离子交换等分离方法相比,具有分离效果好、生产能力大、便于快速连 续生产、易于实现自动控制等一系列优点,因而逐渐变成分离大量稀土的主要方法。
稀土提纯主要有熔盐电解和真空还原两种方法。稀土金属一般分为混合稀土金属和单一稀 土金属。混合稀土金属的组成与矿石中原有的稀土成份接近,单一金属是各稀土分离精制的金 属。以稀土氧化物(除衫、铕、镱及铥的氧化物外)为原料用一般冶金方法很难还原成单一金 属,因其生成热很大、稳定性高,因此如今生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。 (1)工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。电解法有氯化物电解和氧化物电 解两种方法。单一稀土金属的制备方法因元素不同而异。钐、铕、镱、铥因蒸气压高,不适于 电解法制备,而使用还原蒸馏法。其他元素可用电解法或金属热还原法制备。氯化物电解是生 产金属最普遍的方法,特别是混合稀土金属工艺简单,成本便宜,投资小,但最大的缺点是氯 气放出,污染环境。氧化物电解没有有害气体放出,但成本稍高些,一般生产价格较高的单一 稀土如钕、镨等都用氧化物电解。(2)电解法只能制备一般工业级的稀土金属,如要制备杂质 较低、纯度高的稀土金属,一般用真空热还原的方法来制取。这一方法可以生产所有的单一稀 土金属,但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅使氟化稀 土产生部分还原。一般制备这些金属,是利用这些金属的高蒸气压和镧金属的低蒸气压的原理, 将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块,在真空炉中进行还原,镧比较活泼,钐、铕、 镱、铥被镧还原成金属后收集在冷凝上,与渣很容易分开。
稀土永磁材料是稀土功能材料中应用最广的一种,属于磁性材料。稀土深加工产品主要为 稀土功能材料,稀土功能材料是以稀土元素为主要成分,并利用稀土元素所具有的优良的光学、电学、磁学、化学等特殊性能,而形成特殊的物理、化学和生物学效应,从而能完成功能互相 转化的一类功能性材料。主要作为高新技术材料,用来制造各种功能元器件,应用于各类高科 技领域中。常用的稀土功能材料有稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、稀土抛光材 料、稀土催化材料等。
磁性是物质的基本属性之一,物质的磁性源于原子磁矩。按照原子磁矩的排列方式不同, 可将物质的磁性分为顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性和螺旋磁性等。通常意义 上所说的磁性材料一般是指铁磁性、亚铁磁性或螺旋磁性材料,这些材料具有自发磁化的特点。 磁性材料按功能可分为硬磁材料、软磁材料、功能磁性材料(磁致伸缩材料、磁记录材料、磁 制冷材料等)三类,其中硬磁材料又称为永磁材料,是磁性材料中应用最广泛的材料之一。
目前主要有剩磁 Br 、矫顽力 Hc 和磁能积 BH 三个性能参数来确定磁铁的性能。剩磁 Br 即永磁体经磁化至技术饱和,并去掉外磁场后,所保留的 Br 称为剩余磁感应强度。矫顽力 Hc 即使磁化至技术饱和的永磁体的磁感应强度 B 降低到零,所需要加的反向磁场强度称为磁 感矫顽力,简称为矫顽力。磁能积 BH 代表了磁铁在气隙空间(磁铁两磁极空间)所建立的磁 能量密度,即气隙单位体积的静磁能量。
永磁铁氧体磁体通常指烧结永磁铁氧体磁体,属于第二代永磁材料,具有电阻率高、稳定 性好、耐环境变化力强的特点,原料来源丰富且成本较低、适宜大批量生产,是电声器件、永 磁电机等组件的关键电子材料。生产永磁铁氧体磁体的流程为:将外购的预烧料按自有配方与 配料进行混合,经球磨机球磨后,通过沉淀、湿压成型、烧结、磨加工等步骤制成铁氧体磁瓦、 铁氧体磁钢等成品。
稀土永磁材料属于第三代永磁材料,是一类以稀土金属元素与过渡族金属元素(TM,即 Transition Metals,包括铁 Fe、钴 Co 等)所形成的金属间化合物为基础的永磁材料,亦称 为稀土金属间化合物永磁。第一代稀土永磁材料是稀土与合金比为 1:5 的 SmCo5 型稀土永磁, 第二代是稀土与合金比为 2:17 的 Sm2Co17 型稀土永磁材料,第一代和第二代均为钐钴永磁体 永磁材料,具有高矫顽力、高磁能积、高居里温度等优点,采用粉末冶金工艺制备,主要原料 为钐、钴,由于价格昂贵且钴属于战略资源,因此钐钴永磁体量产和大规模使用受到了限制, 并未得到广泛应用。
稀土永磁材料中目前应用最为广泛的为第三代稀土永磁材料,即钕铁硼永磁材料。钕铁硼 永磁材料是以金属间化合物 Nd2Fe14B 为基础的第三代稀土永磁材料。为了获得不同性能,材 料中的钕可用部分镝(Dy)、镨(Pr)等其他稀土金属替代,铁可被钴(Co)、铝(Al)等其他 金属部分替代。Nd2Fe14B 化合物具有四方晶体结构,具有高的饱和磁化强度和单轴各向异性场, 是钕铁硼永磁材料永磁特性的主要来源。
根据《中国高新技术产业目录(2006)》,高性能钕铁硼永磁材料是指内禀矫顽力 Hcj(KOe) 及最大磁能积(BH)max(MGOe)之和大于 60 的烧结钕铁硼永磁材料。受到技术工艺壁垒、 非标准化生产壁垒、专利壁垒、资金壁垒、客户认证和粘性壁垒、人才壁垒等因素影响,目前 行业内能够生产高性能钕铁硼永磁材料的企业数量较少;生产中低端钕铁硼永磁材料的企业竞 争较为激烈。
钕铁硼永磁材料根据生产工艺不同,可分为烧结、粘结和热压三种,其中烧结钕铁硼是我 国目前产量最高、应用范围最广泛的稀土永磁材料。粘结钕铁硼永磁材料是把钕铁硼磁粉与高 分子材料及各种添加剂均匀混合, 再用模压或注塑等成型方法制造的磁体。粘结钕铁硼性能不 如烧结钕铁硼,但其具备工艺简单、造价低廉、体积小、精度高、磁场均匀稳定等优点,主要应用于信息技术、办公自动化、消费类电子等领域。热压钕铁硼永磁材料是通过热挤压、热变 形工艺制成的磁性能较高的磁体, 具有致密度高、取向度高、耐蚀性好、矫顽力高和近终成型 等优点。目前仅少数公司掌握了生产工艺,专利壁垒和制作成本高,总产量比较小。
烧结钕铁硼永磁材料具有磁性强、质量轻、体积小、能效高等特点,是目前工业化生产中 综合性能最优的永磁材料,是精密电声器件、稀土永磁电机等当代制造业重要部件的关键电子材料。生产烧结钕铁硼永磁材料的流程可分为坯料工序(或“前道工序”)和成品工序(或“后 道工序”)两部分:坯料工序是将镨钕金属、纯铁、硼铁等原料制成钕铁硼毛坯;成品工序是通 过机械加工、表面处理等方式对钕铁硼毛坯进行加工从而获得钕铁硼磁钢。
国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会联合发布的国家标准《烧结钕铁硼永 磁材料》(GB/T13560-2009)将烧结钕铁硼永磁材料按内禀矫顽力的高低划分为低矫顽力(N)、 中等矫顽力(M)、高矫顽力(H)、特高矫顽力 (SH)、超高矫顽力(UH)、极高矫顽力(EH)、至高 矫顽力(TH)七大类。
稀土可以通过生产废料和末端产品两条主要途径进行循环回收。根据吴一丁、王鹏等《稀 土产业链全球格局现状、趋势预判及应对战略研究》一文,在我国,稀土回收以从永磁体生产 加工过程中产生的碎屑、边角料、研磨压制的生产侧废料回收为主。2021 年,我国从生产侧废 料回收稀土 2.7 万吨,占稀土氧化物生产总量的(17 万吨)的 16%。在报废永磁体等末端产品回收方面,全球稀土回收前景巨大,但产量仍然较少。为此,美国、欧盟大力开展稀土回收技 术研发并进行产业扶持。例如,欧盟宣布投资 SUSMAGPRO 项目,开展稀土永磁体的可持续 回收、再加工和再利用等方面研究。
近年来稀土行业步入规范健康发展阶段,稀土价格中枢有所抬升。2010 年以前我国稀土 价格基本保持窄幅震荡格局,2010 年由于争端事件,我国对稀土出口实施管制措施,稀 土价格一路飙升,受到高额回报影响,大量非法开采及非法生产规模迅速扩大,范围遍及江西、 广东、福建、广西等离子矿主产区。随后叠加稀土价格高涨抑制下游功能材料需求并引发部分 替代效应,稀土价格从 2011 年第四季度开始大幅回落。2012-2020 年间,为规范行业健康发 展,随着中国稀土协会成立、大型稀土集团陆续合并组建、稀土行业供给侧改革等措施,我国 稀土行业逐步进入规范发展阶段,在此期间稀土价格主要受到国家收储等供给侧因素主导。 2020 年后受到新能源汽车、风电、节能电器等领域需求快速增长,叠加黑稀土产能基本出清、 行业供给端基本稳定等因素影响,稀土价格涨跌逐步由需求所驱动。但由于稀土是我国重要战 略资源,供给侧影响依旧较大。
我国稀土储量位居世界第一。根据美国地质调查局(USGS)公布的数据,2022 年全球已 探明稀土氧化物(REE2O3,常简写为 REO)储量约为 1.30 亿吨,其中,中国约为 4400 万吨、 越南约为 2200 万吨、巴西约为 2100 万吨、俄罗斯约为 2100 万吨、印度约为 690 万吨、澳大 利亚约为 420 万吨、美国约为 230 万吨、其他国家约为 880 万吨。2022 年世界稀土储量相较 2021 年增加 0.1 亿吨,我国稀土储量占比约为 33.77%,位居世界第一。
我国稀土矿产量位居世界第一。根据美国地质调查局(USGS)公布的数据,2022 年全球 稀土矿(REO)产量约为 30 万吨,其中,中国约为 21.00 万吨、美国约为 4.30 万吨、澳大利 亚约为 1.80 万吨、泰国约为 0.71 万吨、越南约为 0.43 万吨、印度约为 0.29 万吨、俄罗斯约 为 0.26 万吨、其他国家约为 1.21 万吨。2022 年世界稀土产量相较 2021 年增加 1 万吨,我国 稀土产量占比约为 69.98%,位居世界第一。
目前全球稀土冶炼分离产量主要来自我国。根据安泰科数据显示,2022 年,全球稀土冶 炼分离产品产量主要来自中国和澳大利亚莱纳公司马来西亚工厂,估计全球稀土冶炼分离产品 产量约 28.9 万吨,同比增长 31%。其中,中国 27.5 万吨(含稀土集团生产总量指标 20.2 万 吨,利用进口美国矿和独居石矿生产的冶炼分离产品产量大约分别为 4.2 万吨和 3.1 万吨),同 比增长 37%;澳大利亚莱纳公司位于马来西亚的关丹稀土(LAMP)分离厂受疫情及缺水影响, 全年产量同比下降 16%,约 1.6 万吨。根据安泰科预测,未来两年稀土冶炼分离产品的产量呈 增长趋势,且增幅主要来自于中国,但随着国外产能的投产,中国的份额会有小幅下降,预计 2023 年,全球稀土氧化物产量大约为 31.1 万吨。
近年来我国稀土开采、冶炼分离总量控制指标均呈现逐年增长趋势。稀土是我国实行总量 控制管理的产品,任何单位和个人不得无指标和超指标生产,每年的稀土开采、冶炼分离总量 控制指标由中国工业与信息化部、自然资源部联合下发。2017-2022 年,我国稀土开采总量指 标分别为105000、120000、132000、140000、168000吨,2018-2022年分别同比增长14.29%、 10.00%、6.06%、20.00%。2017-2022 年,我国稀土冶炼分离总量指标分别为 100000、115000、 132000、135000、162000 吨,2018-2022 年分别同比增长 15.00%、14.78%、2.27%、20.00%。
2023 年第一批开采指标中轻稀土保持增长,中重稀土小幅下降。工信部和自然资源部下 达的 2023 年第一批稀土开采、冶炼分离总量控制指标分别为 120000 吨、115000 吨,同比分 别增长 19.05%和 18.31%。其中,稀土矿产品中,轻稀土矿开采指标为 109057 吨,同比增长 22.11%;中重稀土矿开采指标为 10943 吨,同比增长-4.76%。
近年我国稀土功能材料产量保持稳步增长。根据中国稀土行业协会的数据,2021 年,我 国主要稀土功能材料产量保持平稳增长。稀土磁性材料方面,烧结钕铁硼毛坯产量 20.71 万吨, 同比增长 16%;粘结钕铁硼产量 9380 吨,同比增长 27.2%;钐钴磁体产量 2930 吨,同比增 长31.2%。稀土催化材料方面,石油催化裂化催化剂产量23万吨(国产催化剂),同比增长15%; 机动车尾气净化剂产量 1440 万升(自主品牌),同比下降 0.6%。稀土发光材料方面,LED 荧 光粉产量 698 吨,同比增长 59%;三基色荧光粉产量 831 吨,同比下降 25.3%;长余辉荧光 粉产量 262.5 吨,同比增长 8.1%。稀土储氢材料产量 10778 吨,同比增长 16.7%。稀土抛光 材料产量 44170 吨,同比增长 29.7%。
据中国稀土行业协会数据,2022 年上半年,我国主要稀土功能材料产量保持平稳增长。稀 土磁性材料方面,烧结钕铁硼毛坯产量 11.6 万吨,同比增长 15%;粘结钕铁硼产量 4490 吨, 同比增长 2%;钐钴磁体产量 1490 吨,同比增长 14.6%。稀土催化材料方面,石油催化裂化催 化剂产量 10.9 万吨(不含外资企业),同比下降 4.4%;机动车尾气净化剂产量 975 万升(不 含外资企业),同比增长 36.4%。稀土发光材料方面,LED 荧光粉产量 289.5 吨,同比下降 14.9%; 三基色荧光粉产量 360 吨,同比下降 13.9%;长余辉荧光粉产量 120.5 吨,同比下降 5.9%。 稀土储氢材料产量 4398 吨,同比下降 13.4%。稀土抛光材料产量 1.6 万吨,同比下降 8.4%。
近年我国稀土永磁材料产量保持稳步增长。根据安徽大地熊新材料股份有限公司陈静武的 《稀土资源在稀土永磁行业的均衡与循环利用技术现状和展望》报告,我国稀土永磁材料产量 从 2017 年的 15.75 万吨增加至 2022 年的 24.6 万吨,年均复合增长率 9.35%,预计 2025 年 可达 32 万吨,2030 年超过 50 万吨;2022 年我国生产的 24.6 万吨稀土永磁中,烧结钕铁硼 产量约为 22 万吨,烧结钕铁硼磁材厂需要消耗 6.6 万吨左右的稀土金属元素,其中包括 5.8 万 吨镨钕混合金属、0.4 万吨镝和铽金属以及 0.4 万吨镧铈金属。
我国稀土消费量位居世界第一。根据中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心高级工程 师宋科余的《稀土资源中长期供需格局》报告,本世纪以来我国稀土消费量长期占据全球消费 量第一的位置,2022 年消费量占到全球的 75%,较 2000 年增长了近 10 倍;日本在 2007 年 达到消费峰值后,稳中有降,2022 年消费量排名全球第二;美国近几年稀土消费量维持在 1 万吨上下。
目前我国稀土行业下游需求占比最大的为永磁材料。根据 SMM 的数据显示,稀土永磁材料在全球稀土消费量中占比最高,为 35%;稀土永磁材料虽然只占据 35%的消费量,但却占有 高达 91%的消费价值,是稀土消费价值最高的领域;我国稀土行业下游需求占比最大的为永磁 材料,占比 42%,其次为冶金机械、石油化学工业、玻璃陶瓷、储氢材料、发光材料、农业轻纺、 抛光材料和催化材料,占比分别为 12%、9%、8%、7%、7%、5%、5%、5%。
目前我国稀土永磁材料应用领域中占比最大的为汽车工业。根据 SMM 的数据显示,我国 稀土永磁材料应用领域占比中最大的为汽车工业,占比 49%,节能电器、工业应用、风力发电、 消费电子和其他占比分别为 49%、18%、11%、10%、9%和 3%。
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