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2012年第8期
  发展稀土产业,把稀土资源优势转化为经济优势一直是中国稀土科技界与产业界的奋斗目标。中国要想从稀土资源大国转变为稀土产业强国,仅仅依靠资源优势谋求定价权是远远不够的,必须鼓励科技创新,要在稀土基础科研和关键技术开发以及高端应用上取得真正突破。温家宝总理指出:“要保持稀土可持续发展,不仅满足本国需要,还要照顾世界需要,不仅立足当前,而且要着眼长远。”

  中国稀土被推到风口浪尖既是历史的选择,也是现实的无奈。从上世纪50年代将稀土元素提取列入我国第一个科技发展规划以来,在历届政府的持续努力下,我国稀土资源开采、萃取和综合利用取得了多项突破性创新,一跃成为全球成本最低、品种最全、产量最高的稀土资源供应国。从2005年以来,中国稀土产品产量占全世界的90%以上。拥有丰富稀土资源的美国、法国等被迫主动封闭其稀土矿山。与此同时,在国内也形成了“稀土原料-稀土新材料-元器件-终端产品”的全产业链,在中国本土的市场消费占据世界35%的份额。但是,由于缺乏对稀土资源开采、利用与保护的战略规划,中国稀土矿产长期处于无序开发状态,乱采滥挖造成的生态恶果至今难除,过度出口导致国内储量急剧下降并失去了稀土在国际上的定价权,中国稀土产业被锁定在低端原料供应环节。更为严重的是,西方国家加快了在中国申请专利、后端应用生产布局,中国稀土下游厂商面临严重的市场挤压,稀土全产业链升级和可持续发展困难重重。

  稀土是世界性的战略资源,其产业潜力难以估量。长期以来中国由于缺乏对稀土资源在开采、利用与保护上的长远眼光和战略规划,顶着世界最大稀土供应国和消费国的大帽子,始终徘徊在稀土产业链的微利端,在高端技术领域乏善可陈,专利方面往往还要受制于人。

  中国稀土行业的整合重组正强势推进,这是中国稀土业迈入健康、持续发展轨道的开始。对于稀土业这样一个利益纠葛丛生的行业,如何贯彻落实政策法规,严格控制开采和冶炼分离能力,大力发展稀土新材料及应用产业,真正发挥稀土战略性基础产业的作用;如何克服国内外的重重挑战和压力,加快稀土研究和技术竞争的步伐,实现稀土高端技术领域的真正突破;如何有效保护和利用中国的稀土资源,建立起拥有自主知识产权的稀土科技体系?带着这些问题,我们采访了包头稀土研究院的院长杨占峰。

  本刊记者:作为中国稀土学会副秘书长,您是如何看待稀土的? 张安文:稀土是17种化学元素的统称,其中包括元素周期表中第57~71号的15个镧系元素,以及同处于第三副族的21号元素钪和39号元素钇。当时这些元素的矿物看上去像“土”,从而得名“稀土”。其实稀土不是土,也不稀少。 稀土的每一种元素在传统产业的改造和高新技术材料的发展中都有不同的应用。由于稀土的17种元素具有独特的原子结构,因而拥有十分活泼的化学性质和优异的“光、电、磁”等物理特性。我们用的电脑,其磁盘驱动器就使用稀土钕铁硼磁体;我们的彩色电视,其艳丽色彩中不可或缺的红色是稀土氧化铕和氧化钇发生的作用;日常应用的陶瓷、玻璃,医院的磁共振、高档照相机的镜头、机场及地铁中的长余辉指示牌等都离不开稀土。大到飞机、坦克、导弹、核反应以及宇宙飞船,小到手机、LED节能灯等也都离不开稀土。稀土材料已走进人类生活的方方面面。稀土在地球地壳中的含量并非稀少。但是稀土尤其是重稀土在矿物中的百分含量低,稀土矿的采选和冶炼分离会造成较严重的环境污染和生态破坏。中国是当今稀土生产大国,为全球提供了90%以上的稀土产品。

  稀土元素的特殊电子构型使其具有优异的光、电、磁、超导、催化等性能,使之成为新材料的宝库,也成为发展现代工业和国防尖端技术不可替代的战略元素。稀土被誉为“现代工业的维生素”,特别是在高技术武器中大都应用在核心部位。

  江西稀土产业概貌   我国稀土资源主要分布于内蒙包头(占83%),四川冕宁(3%),山东微山(占3%)和江西、广东岭南地区(3%)等,值得指出的是,包头、四川、山东等地均为以镧、铈为主体的轻稀土矿物;而以江西、广东为代表的南方离子型稀土资源,则是中国特有的以钇为主的中重稀土资源。到目前为止,我国离子型中重稀土储量仍占世界中重稀土资源储量的80%以上。因此,以江西为代表的离子型中重稀土资源的地位就显得尤为突出。   近年来国家采取措施控制我国稀土资源的开采和出口量,控制措施的收效却不是很大。产量和出口量并未真正减下来,南方离子型稀土计划控制指标是1.2万吨,而实际产量均超过4万吨。说明计划与市场需求间矛盾较突出,因此,要正确处理好稀土控制开采、总量控制和市场需求、推进稀土应用的关系,把重点放在提高资源的高效、平衡利用上来,不能只是简单地控制总量。只要用得好,就不要害怕量的增长。因为中国的稀土资源与自身用量相比,是不必担心资源枯竭问题的。

  在空天飞行、卫星、计算机、通信系统、夜视设备等高科技领域,以及石油开采、电动汽车、家用电器和微特电机等民用领域,稀土永磁材料发挥着重要功能,并且难以被其他材料所取代。稀土永磁材料已成为中国稀土应用领域中发展最快和最大产业。对高性能稀土永磁材料探索和开发一直是各国磁性材料工作者的研究热点。

  发光是稀土元素的一个主要功能,稀土是发光材料的宝库。稀土元素独特的4f电子结构使其拥有众多的能级,发光波长涵盖从真空紫外到红外,但是目前只有为数很少的跃迁被用于发光材料,大多数跃迁未被利用。稀土离子的发光4f电子在不同能级之间的跃迁(f-f跃迁和f-d跃迁),以及4f电子与配体之间发生的电荷迁移,或与基质、缺陷和陷阱之间发生的能量交换,使稀土的发光和光吸收别具一格,在发光与激光等光学材料中获得了多方面的应用。稀土元素自身的半径、光学电负性的规律也使得它们在发光材料中起到独有的作用。

  氢能的开发和利用涉及氢气的制备、储存、运输和应用四大关键技术。氢的存储是氢能应用的关键技术之一,以金属氢化物形式储氢的稀土储氢合金是储氢领域最成熟的产品,主要用于镍氢电池的负极材料及储氢装置。稀土储氢合金是镧、铈轻稀土的主要应用领域之一,发展稀土储氢材料产业对于稀土资源的平衡利用具有重要的意义。

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