我国稀土资源发展.ppt

,我为稀土资源利用建言献策,高瞻远瞩,稀土的应用,稀土应用比较广泛，小至节能灯、磁铁以及平板电视的镜面屏幕，大到混合动力汽车、风力涡轮机以及军事装备和武器，都需要稀土元素作为“调料”式的应用。,全球一起谈稀土,从国际看稀土战略资源贸易对象从国内看稀土走私稀土的滥开发,中国稀土的自白,我素有“工业维生素”、“工业黄金”之称，是由镧(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)，以及钪(Sc)和钇(Y)共17种元素组成的，被称为稀土元素(Rare Earth)。简称稀土(RE或R)。,中国稀土自白,在全国各个地区均有我的足迹，改革开放以来，我也为中国经济发展做出了突出贡献，其中一条重要的途径就是-出口。改革开放前，我的比重为占世界的90%以上。改革开放后经济也开放，国内开始出口，而如今，我中国实际稀土量已经不足世界的30%！,我国并非世界上唯一拥有稀土的国家，却在过去的几十年承担了世界稀土供应的角色，结果付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价。,我国稀土资源的开发利用，赢得了世界稀土市场8590份额，这是国内外稀土界公认的事实。但是，我国稀土资源的无序开采，源头产品过剩，综合应用水平低，资源浪费严重，管理工作滞后无力，低水平重复建设项目突出，仍然是问题的关键所在。,作为世界上稀土储量最丰富的国家，我国还不是稀土强国，没有充分发挥稀土资源和产业的经济效益，资源浪费和环境破坏严重，稀土科学基础研究投入不足，稀土科技和产业发展战略研究缺乏。,本队主要观点,针对稀土资源的利用要长远考虑，长远发展，政府不能贪一时之利大量出口。要实现稀土资源的有效利用，必须综合考虑保护、开发、利用三个层面，权衡三个层面的关系，有组织、协调、科学发展。这样才能解除种种瓶颈制约,使其资源优势真正转化为经济优势。,时代的我们看稀土,保护若想要在未来充分发挥稀土的作用，当下必须遏制出口，严打走私，保护好国民脚下的稀土资源。开发科学发展，稀土矿的挖掘一定要建立在维持生态平衡的基础上，并注重采矿后期的伴生资源和二次资源的综合回收利用，提高稀土资源利用率。利用利用示例,稀土资源利用存在的问题,一是开采方式粗放,资源浪费严重。目前,稀土矿产资源开采过程中普遍存在主体过多、采富弃贫、资源综合利用率低等问题。资源开发过程中的监管力度不够,行业准入把关不严,无证开采现象比较严重。,稀土资源利用存在的问题,二是部分企业环保意识薄弱,污染问题突出。一些地方和企业在矿山开发和生产环节中,生态植被破坏、水土流失、三废排放超标等现象仍然比较严重。此外,一些含有放射性的尾矿和废渣也没有得到妥善处理,给环境造成了一定的污染。,稀土资源利用存在的问题,三是应用开发滞后,自主创新不足。我国稀土应用技术与发达国家相比仍有较大差距,特别是稀土新材料器件及终端应用技术更加明显。具有自主知识产权的稀土新技术、新成果较少,稀土新技术、新成果转化和产业化滞后,行业竞争力和持续发展能力不足。,稀土资源利用存在的问题,四是出口秩序混乱,监管有待加强。目前,我国稀土产品已占据全球80左右的市场份额,但长期以来,我国上百种稀土出口产品,仅有40多个税号,部分产品与税号脱节,既无法满足监管需求,又导致我国资源流失和走私现象时有发生,产业安全问题日益突出。,应对策略,针对问题一要优化产业结构，集约化发展-解决问题一就是实现了稀土资源的保护针对问题二要加强资源与环境保护，提高利用率-解决问题二也就是初步实现了稀土资源的开发针对问题三要提高技术自主创新能力，开发新产品-解决问题三也就是实现了稀土资源有效利用针对问题四就要加强监管力度，严打走私,我国稀土资源的无序开采，源头产品过剩，综合应用水平低，资源浪费严重，管理工作滞后无力，低水平重复建设项目突出。,中国稀土出口及利用方面存在的问题,中国稀土开发方式的粗放中国稀土的出口依存度过高中国稀土出口地理方向相对集中中国稀土出口价格过低,中国稀土出口及利用问题存在的原因,中国稀土行业科技水平偏低中国稀土出口缺乏科学管理中国稀土出口缺乏行业协会的监督中国稀土出口没有有效的谈判机制和话语权,一、稀土元素在传统产业领域中应用,所谓稀土元素在传统产业领域中的应用是指应用于冶金机械、玻璃陶瓷和石油化工。在中国稀土还用于农业，这一应用也归为传统应用。,1.1、冶金工业领域,由于稀土金属的高活泼性，能脱去金属液中的氧、硫及其他有害杂质，起净化金属液的作用；控制硫化物及其他化合物的形态，起变质、细化晶粒和强化基体等作用。因此，可利用混合稀土金属、稀土硅化物及稀土有色金属中间化合物等来炼制优质钢、延性铁和有色金属及合金材料等。,1.2、机械工业领域,稀土钢和稀土铸铁已被广泛用于火车、钢轨、汽车部件、各种仪器设备、油气管道和兵器等。稀土加入各种铝合金或镁合金中，可提高其高温强度，用以制造轮船引擎上的叶轮、飞机及汽车发动机和导弹上的部件。在铝-锆合金加入适当的稀土用作电缆，可以提高电缆的抗拉强度和耐磨性，而不降低其导电性。具有我国技术特色的稀土铝电线电缆已被大量用于高压电力输送系统。利用稀土金属易氧化燃烧的特性，稀土金属还被用作制造打火石和各种稀土发光合金。,1.3、石油化工领域,石油裂化工业中使用稀土主要是用于制造稀土分子筛裂化催化剂。稀土分子筛催化剂的活性高、选择性好、汽油的产率高，因而在国外很受重视，目前世界上的石油裂化生产中90都使用稀土裂化催化剂。稀土裂化催化剂一般是用混合氯化稀土与钠型Y-型分子筛进行交换制得。对混合稀土的要求不高，其中各单一稀土量不一定有严格的比例，因此可以用提取某一单一稀土的剩余物来制备稀土分子筛裂化催化剂，为稀土资源的综合利用提供了有利条件。稀土出用来制造石油裂化催化剂外，还可在很多化工反应中用作催化剂。如稀土催化剂已成功地用于合成异戊橡胶和顺丁橡胶的生产，使用催化剂为去铈混合轻稀土的环烷酸盐，以镨钕富集物效果更好。稀土氧化物如La2O3、Nd2O3、Sm2O3可用于环己烷脱氢制笨的催化剂。用ABO3型化合物代替铂，催化氧化NH3以制备硝酸。此外，稀土化合物还用于塑料热稳定剂和稀土油漆催化剂等化工领域。,1.4、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)。,1.5、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)。,1.6、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。当前我国农田施用稀土面积达5 0007 000万亩/年，为国家增产粮、棉、豆、油、糖等68亿公斤，直接经济效益为1015亿元，年消费稀土1 1001 200吨。,二、稀土元素在高新技术产业中应用,在高新技术领域，稀土元素丰富的光学、电学、磁学以及其他许多性能得到了充分的应用。,2.1、稀土磁性材料,稀土元素独特的磁性能，可以制造现代工业和科学技术发展需要的各类磁性材料。迄今，人们已经发展了三代永磁体材料，即第一代SmCo5，第二代SmCo17，第三代NdFeB,目前正在开发第四代稀土永磁体SmFeN。与传统磁体相比，稀土永磁材料的磁能积要高出410倍，其他磁性能也远高于传统磁体。钕铁硼磁体的出现正带动着机电产业发生革命性的变革。稀土磁性材料现已广泛应用于电视机、电声、医疗设备、磁悬浮列车及军事工业等高新技术领域。,2.2、稀土发光和激光材料,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，我国年产彩电红粉300400吨，计算机显示器红粉50100吨，以满足国产3 500万支彩显管和近百万支显示器的需求。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成为特殊应用的材料。,2.3、稀土特种玻璃和高性能陶瓷材料,铈组轻稀土几乎都是制备特种玻璃的上好原料。镧玻璃具有高折射、低色散的良好光学稳定性，广泛应用于各种透镜和镜头材料。此外，镧玻璃还用作光线材料。铈玻璃用作防辐射材料，具有在核辐射下保持透明、不变暗的特点，在军事上和电视工业中有着重要的应用。钕玻璃可以制成很大的尺寸，是巨大功率激光装置最理想的激光材料。稀土陶瓷材料中，稀土可以其化合物形式和掺杂形式两种不同形式应用。稀土高性能陶瓷包括稀土高温结构陶瓷和稀土功能陶瓷两大类。稀土的氧化物、硫化物和硼化物具有很强的高温稳定性，后两者还同时有惰性物质，他们是制造高温结构陶瓷的优良原料。硼化物是优良的电子仪器的阴极材料，它具有很小的电子逸出功和很高的热电子发射密度。,稀土掺杂的ZrO2、SiC、Si3N4具有耐高温、高强度、高韧性等优良性能，是一类新型的高温结构陶瓷，它被广泛应用与内燃机零部件、计算机驱动软件、密封件、高温轴承等高科技领域，利用这类材料制成的汽车发动机已在国内外使用。稀土功能陶瓷的范围更广，包括（电、热）绝缘材料、电容器介质材料、铁电和压电材料半导体材料、超导材料、电光陶瓷材料、热电陶瓷材料、化学吸附材料，还有固体电解质材料等。在传统的压电陶瓷材料中掺入微量稀土氧化物可以大大改善这些材料的介电性和压电性，使它们更适应实际需要。稀土元素如镧、铈、钕在移动电话和计算机的多层陶瓷电容器中也发挥着重要作用。稀土掺杂在热敏半导体材料中起着关键作用，这类材料可用作过电过热保护元件、温度补偿器、温度传感器、延时元件及消磁元件等。,2.4、稀土储氢材料,稀土与过渡元素的金属间化合物MMNi5(MM为混合稀土金属)和LaNi5是优良的吸氢材料，被称为氢海绵。其最为成功的应用是制造二次电池金属氢化物电池，即镍氢电池。其等体积充电容量是目前广泛使用的镍镉电池的2倍，充放电循环寿命和输出电压与镍镉电池一样，但没有了镉污染。镍氢电池已广泛用于各种便携式电器中，还有一个重要的用途是用作未来绿色交通工具电动汽车的动力源，随着电动汽车及其他绿色运输工具的开发，车用镍氢动力电池的大量需求将进一步促进稀土储氢材料的发展。,2.5、稀土超导材料,由于稀土超导体是一种高温超导材料，可使所需的环境温度由低温超导材料的液氦区提高到液氮区（Tc=77K）以上，不但给操作使用带来了方便，而且也大大降低使用成本。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。,2.6、稀气体净化土催化剂,汽车尾气需要将CHX、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。稀土气体净化催化材料具有原料易得、价格便宜、化学稳定及热稳定性好、活性较高、寿命长，且抗铅、硫中毒等优点，采用含有稀土的催化净化器是治理燃油机动车尾气的重要手段。,2.7、稀土核材料,稀土金属由于具有不同的热中子俘获截面和许多其他特殊性能，使其在核工业中得到了广泛的应用。如金属钇的热中子俘获截面小，而且他的熔点高、密度小是很好的反应堆热强行结构材料，可用作输运核燃料液铀的管道等设备。而另一些稀土元素的热中子俘获截面很大，如钆、铕、钐，是优良的核反应堆的控制材料，这些稀土金属及其化合物可用作反应堆的控制棒、可燃毒物的抑制剂以及防护层的中字吸收剂。返回,一部小小的幻灯片当然无法详示中国稀土具体的利用现状，更不可能改变中国稀土的现状，只是通过这种途径发表一下个人对稀土利用的看法。也希望通过此次活动使更多的同学认识这种资源，对祖国的未来多一份关注，对祖国多一份期待。,Thank you!,请多多指教,