稀土应用市场总体需求及规模预测

时间:2022-12-31 作者:管理员

1、稀土应用市场需求特征
图:单一元素主要应用领域
2、稀土应用市场需求总规模
目前稀土元素的应用蓬勃发展,已扩展到科学技术的各个方面,尤其现代一些新型功能性材料的研制和应用,稀土元素已成为不可缺少的原料。
1、稀土元素在传统产业领域中应用
–农业领域:目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。稀土作为植物的生长、生理调节剂,对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征;同时稀土属低毒物质,对人畜无害,对环境无污染;合理使用稀土,可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。
–冶金工业领域:稀土在冶金工业中应用量很大,约占稀土总用量的1/3。稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等,钢水中加入稀土,可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用,改善钢的常、低温韧性、断裂性、减少某些钢的热脆性并能改善加热工性和焊接件的牢固性。 稀土在铸铁中作为石墨球化剂、形核剂和对有害元素的控制剂,提高铸件质量,对铸件的机械性能有很大改善,主要用于钢锭模、轧锟、铸管和异型件四个方面。 在有色合金方面应用,对以有色金属为基的各种合金都有良好的作用,改善合金的物理和机械性能。应用最多的使铝、镁、铜三个系列。
–石油化工领域:稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化催化剂,特点是活性高、选择性好、汽油的生产率高。稀土在这方面的用量很大。
–玻璃工业领域:稀土在玻璃工业中有三个应用:玻璃着色、玻璃脱色和制备特种性能的玻璃。用于玻璃着色的稀土氧化物有钕(粉红色并带有紫色光泽)、镨玻璃为绿色(制造滤光片)等;二氧化铈可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而脱色,避免了过去使用砷氧化物的毒性,还可以加入氧化钕进行物理脱色;稀土特种玻璃如铈玻璃(防辐射玻璃)、镧玻璃(光学玻璃)。
–陶瓷工业领域:稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中,减少釉和破裂并使其具有光泽。稀土更主要用做陶瓷的颜料,由于稀土元素有未充满的4f电子,可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光,发射每种光区的范围小,导致陶瓷的颜色更柔和、纯正,色调新颖,光洁度好。如黄色、紫罗兰色、绿色、桃红色、橙色、棕色、黑色等。稀土氧化物可以制造耐高温透明陶瓷(应用于激光等领域)、耐高温坩埚(冶金)。
–研磨材料:氧化铈是极有效的抛光用化合物,因为它能用化学分解和机械摩擦二种形式同时抛光玻璃。在抛光过程中,氧化铈抛光粉有两种作用,即机械作用与胶体化学作用,这两种作用是同时出现。所以氧化铈抛光粉其具有切削力强、抛光时间短、使用寿命长、抛光精度高的优点。因此在工业制品抛光中获得了广泛的应用,如各种光学镜头玻璃、眼镜片、平板玻璃、工艺玻璃、手机屏玻璃、半导体晶片和金属精密制品等的抛光。
–电光源工业领域:稀土作为荧光灯的发光材料,是节能性的光源,特点是光效好、光色好、寿命长。比白炽灯可节电75-80%。
–在轻纺工业中:稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
2、稀土元素在高新技术产业中应用
–显示器的发光材料:稀土元素中钇、铕是红色荧光粉的主要原料,广泛应用于彩色电视机、计算机及各种显示器。目前,随着显像管显示器的淘汰用量逐渐萎缩。
–稀土镍氢动力电池应用:与传统的化学电源(如铅酸、镍镉等)相比,镍氢动力电池具有无污染、高比能、大功率,可快速充放电,耐滥用性等许多优异特性,具有广阔的应用和市场前景。
–磁性材料:钕、钐、镨、镝等是制造现代超级永磁材料的主要原料,钕铁硼磁性高出普通永磁材料4-10倍,被誉为“永磁之王”。用它代替其他永磁材料,可使器件体积和重量成倍下降,从而获得了极为广泛的应用。目前主要应用领域有:永磁电动机、发电机、核磁共振成像仪、磁选机、音响扬声器、磁力传动、磁力起重、仪器仪表、液体磁化、磁疗设备、医疗设备、声电设备、磁悬浮列车及军事工业等等,已成为汽车制造、通用机械、电子信息产业和尖端技术不可缺少的功能材料。
–激光材料:稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料的最主要的激活剂,其中以掺Nd3+的激光材料研究得最多,除钇铝石榴石(YAG)、铝酸钇(YAP)玻璃等基质外,高稀土浓度激光材料可能称为特殊应用的材料。
–精密陶瓷,人造宝石:氧化钇部分稳定的氧化锆是性能十分优异的结构陶瓷,可制作各种特殊用途的刀剪;可以制作汽车发动机,因其具有高导热、低膨胀系数、热稳定性能好、在1650℃下工作强度不降低,导致发动机马力大、省燃料等优点。 用氧化钇、氧化锆加工的人造宝石具有很多天然宝石不具备的特性。
–催化剂:稀土除用于制造石油裂化催化剂外,广泛应用于很多化学反应,如稀土氧化物LaO3、Nd2O3和Sm2O3用于环己烷脱氢制苯,用LnCoO3代替铂催化氧化氨制硝酸。并在合成异戊橡胶、顺丁橡胶的生产中作为催化剂。 汽车尾气需要将CH、CO氧化,对NOX进行还原处理,以解决目前城市空气污染问题。稀土元素是汽车尾气净化催化剂的主要原料。稀土催化还用于油漆催干、塑料稳定剂及稀土高分子材料等众多领域。
–高温超导材料:近几年研究表明,许多单一稀土氧化物及其某些混合稀土氧化物是高温超导材料的重要原料。一旦高温超导材料进入实用,整个世界将起翻天覆地的变化。目前,我国在稀土超导材料的成材研究方面取得了有意义的突破。
–稀土超磁致伸缩材料:新型功能材料,主要是指铽镝铁磁致伸缩合金(Terfenol-D),具有比传统的磁致伸缩材料和压电陶瓷高几十倍的伸缩性能,故被称作超磁致伸缩材料。其机械响应快、功率密度高,尺寸的变化大,使电-机械转换技术获得突破性进展,开辟了磁致伸缩材料的新时代。广泛应用于声纳、燃料喷射、液体阀门、驱动器等精密控制、太空望远镜的调节机构和飞机机翼调节器等领域,是一种具有广阔发展前景的稀土功能材料,对发展尖端科学、军事技术及传统产业的现代化将产生重要作用。
–稀土电热材料:铬酸镧(LaCrO3)是一种新型功能材料,可用作氧化气氛中高温电炉发热体,可以在1500~1800℃高温下长时间使用,电阻变化小于5%,具有良好的抗腐蚀和化学稳定性,易于实现精确控温,1750℃以下使用超过4000小时。主要用于精密陶瓷烧结、高温单晶材料制备、材料高温性能测量、宝石变色处理等方面。在燃料电池、热敏电阻、高温导电涂层及光催化等领域具有很好发展前景。
二、2017-2022年稀土行业领域需求量预测
1、2017-2022年稀土行业领域需求产品功能预测
稀土有三个层级的功能,即基本功能、应用功能、高端功能。
关于基本功能,稀土材料基本功能的开发取决于科研技术水平的提升。以稀土永磁材料为例,随着我国科研技术的进步和功能材料的开发,永磁材料制造中的稀土应用量近30年来增长了70多倍。以烧结钕铁硼磁体为代表的稀土永磁材料产业,成为稀土应用领域发展最快、规模最大的产业,这主要基于稀土永磁机理的突破、基本功能的开发,实现了磁性材料革命性的升级换代。
关于应用功能,稀土应用功能新材料的开发和产业化需要上下游紧密合作。低碳经济对永磁电机的强烈需求刺激了永磁材料新兴市场的快速发展。目前,我国电机系统的用电量约占全国用电量的60%,但许多电机的效率甚至还不到50%,开发和使用节能电机具有非常重要的战略意义和经济价值。
永磁电机是高效率的典型节能低碳工业产品,与传统的异步电机相比,稀土永磁电机效率提高了10%~15%。此外,因为具有良好的调速性能,稀土永磁伺服电机已广泛应用于各种制造装备,成为智能制造的核心部件。但与此同时,量大面广的传统异步电机的替代工作进展就显得有些缓慢,这需要稀土永磁材料的生产商与用户紧密合作,共同推进,并且需要一定的政策扶持。
关于高端功能,稀土高端功能新材料的研发创新需要基础理论研究和原始性创新。未来稀土永磁电机除了在传统领域会快速发展外,还将在可再生新能源—永磁风力发电机、节能减排—超高效永磁电动机和调速高效永磁电动机、替代能源—新型动力汽车用永磁电机、轨道交通用电动机等领域迅猛发展。随着应用领域的不断拓展,稀土永磁电机将逐渐向大功率、大转矩、耐高温、智能化等方向发展,对稀土永磁材料的综合性能也提出了更高的要求。为此,国家已设立了稀土功能材料基因库,为稀土元素功能研发和应用水平持续提升奠定坚实基础。
2、2017-2022年稀土行业领域需求产品市场格局预测自改革开放以来,我国稀土产业得到迅猛发展,稀土产品完成了由初级到高级的转变,产品结构进一步完善,高纯、高附加值的单一稀土化合物和金属产量逐年上升。目前我国生产的各种单一稀土氧化物产品纯度已经达到99%~99.9999%,单一高纯产品量已达到总商品量的50%,成为世界上唯一能够大量供应各种级别、不同品种稀土产品的国家。
高新技术产业的迅速发展,刺激了高性能稀土材料的广泛需求,从而带动了稀土工业的深入发展。目前,中国生产的稀土产品已经在30多个工业领域获得应用,主要产品包括稀土盐类、稀土氧化物、稀土合金、混合稀土金属、单一稀土金属、稀土新材料(稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土抛光材料和稀土发光材料等)等。至2016年年底,世界稀土需求量达21万吨.中国国内需求量达到13.8万吨。到2020年.预计中国国内稀土消费总量将达到19万吨,高新技术领域消费量将达到13万吨,占全球稀土总消费量的68%。由此可见,稀土新材料的开发应用已经成为我国稀土工业发展的主要增长点。
2015年10月29日,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》通过,前瞻部署了“十三五”时期重点突破的十大战略领域,提出构建新型制造体系,促进新一代信息通信技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等产业发展壮大。中央强调,实现“十三五”时期发展目标,破解发展难题,厚植发展优势,必须牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。
图:十三五规划与稀土材料

声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:ck9999920@gmail.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。

今日推荐

山东东营烈士韩岗妹妹韩林阳参军14年前牺牲被追授为烈士

我想跟随哥哥的脚步进入军营“烈士韩岗”妹妹韩林阳。把才华献给祖国“19岁的哥哥不幸牺牲了”抱着对部队生活的憧憬想继承哥哥遗志的妹妹韩林阳立志参军打败了立志参军变强的韩家父母抚养女儿用妹妹韩林阳的记忆韩岗生前和家人合影为什么哥哥从军立志抛弃自己救人,韩林阳心中逐渐有了继承哥哥遗志的答案,年迈的父母是否支持自己入伍?韩林阳向父母透露了自己的内心痕迹…