也论稀土资源的保护与合理利用

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:1111

稀土属是重要的战略资源,因其独特优异的性质而广泛应用于高精尖科技和军工领域。稀土又是我国的优势资源,它的资源储量、生产量、消费量和出口量均占世界第一。正因为此,稀土资源的开发和利用日益受到多方面的严重关注。 

 一、稀土金属特征和主要用途

 稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中系17种元素的总称,常用R或RE表示,包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、(Ce)、(Pr)、(Nd)、钷(Pm)、(Sm)、(Eu)、(Gd)、(Tb)、(Dy)、(Ho)、(Er)、(Tm)、(Yb)、(Lu)。 

 稀土一词是历史遗留下来的名称。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈族稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇族稀土。也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土族为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土族为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土族为钬、铒、铥、镱、镥、钇。 

大多数稀土金属呈现顺磁性。钆在0℃时比具更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性。镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的还大。稀土金属具有可塑性,以钐和镱为最好。除镱外,钇族稀土较铈族稀土具有更高的硬度。

稀土材料已被广泛应用于电子信息、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业和国防军工等13个领域的40多个行业。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。性能优异的稀土钢、稀土球墨铸铁、稀土合金与合金,用于生产汽车拖拉机、坦克、飞机的各种结构件及铝导线。稀土分子筛石油催化剂用于石油催化裂化,可大大提高汽油产量和转化率;在汽车尾气净化器中,采用稀土可以降低昂贵的族金属用量。

稀土在玻璃中的应用主要有抛光粉、玻璃脱色剂、玻璃澄清剂、CRT玻壳和光学玻璃添加剂等。稀土抛光粉主要用于光电子器件的精密加工,物理与化学抛光相结合,被看成是一种新型功能材料。添加稀土的光学玻璃主要用来生产各种光学镜头、汽车隔紫玻璃和防耐辐射玻璃等。镧系光学玻璃是稀土在玻璃工业中最早和最典型的应用产品。稀土永磁材料主要用于磁盘驱动器核磁共振成像仪等高科技领域。未来的悬浮式高速列车,也大量使用稀土永磁材料。而稀土发光材料则是信息显示和高效照明器具的关键基础材料之一。稀土储氢材料是生产氢电池的重要材料,储氢合金则广泛应用于电动自行车、混合电动气车、家电、电动工具等行业。 

 二、资源储量分布、潜力及其在国际上的地位

截止2007年底,全国保有稀土资源储量为8468万吨(稀土氧化物,下同),其中,基础储量1840万吨(其中储量1720万吨),资源量6628万吨。此外,在四川、广东、湖北、云南、湖南5省还有预测资源量506.4万吨。我国稀土资源以地域和类型分成南(方)、北(方)、西(部)三大类。北方为混合型稀土矿(氟炭铈矿和独居石),储量集中分布在内蒙古白云鄂博铁矿;南方为离子吸附型稀土矿,资源储量分布于江西、广东、广西、福建、湖南等省(区),相对集中在江西、广东两省。西部四川冕宁和山东微山两地的稀土矿以氟炭铈矿为主。

离子吸附型重稀土矿查明资源储量81万吨,其中基础储量9万吨;主要集中分布在江西,59万吨,占72%;和广东,19万吨,占23.5%。按平均46%的回收率,离子吸附型稀土仅够开采8年。钇矿型重稀土矿查明资源储量8.6万吨,其中基础储量1.2万吨;主要集中分布在广西,3.7万吨,占42.8%;广东,3.5万吨,占23.5%;以及江西,1万吨,占12.3%。混合性稀土矿(包头矿) 为我国稀土最主要工业类型,查明资源储量7944万吨,其中基础储量1767万吨(包括储量1727万吨)。混合性稀土矿主要集中分布在内蒙古自治区,该区的混合性稀土矿资源储量7754万吨,占全国的97.6%。贵州居第二位,资源量150万吨,占全国的1.9%。陕西和甘肃也有一些资源量。

氟炭铈矿轻稀土矿查明资源储量394万吨,其中基础储量56万吨。主要集中分布在四川(冕宁),130万吨,占33%;湖北,122万吨,占33%;江西,33万吨,占8.3%;和广东,33万吨,占8.3%;青海35万吨,占8.8%。其它还有广西,湖南,及山东。山东(微山)保有资源储量9.6万吨,仅居全国第八位。独居石矿物查明资源储量67万吨,其中基础储量6万吨。主要集中分布在湖南,查明资源储量35万吨,占52%;广东查明资源储量18万吨,占26.5%。由此可见,对我国轻、重稀土矿产资源若不实行开采总量控制,将在20年内失去其优势地位。按储量计,我国稀土资源在世界上占第一位,即占世界稀土资源总量7820万吨的22%,其它稀土资源大国是:俄罗斯和吉尔吉斯合计1900万吨,共占24.3%;美国1300万吨,占16.6%;澳大利亚520万吨,占6.6%;印度110万吨,占1.4%;扎伊尔100万吨,占1.3%;加拿大94万吨,占1.2%。

 三、矿床主要工业类型、赋存状态及提取方法 

(一)主要工业类型、赋存状态 

 稀土元素具有很强的化学活动性,它们和氧作用生成稳定性很强的R2O3 型稀土化合物。在适当的地质条件下,这些稀土化合物发生富集,形成各种稀土矿床。

目前,我国稀土矿床主要工业类型有:1、沉积变质热液交代型含稀土铁矿床,如白云鄂博铁矿。2、氟炭铈矿热液脉状矿床,如四川冕宁稀土矿。3、离子吸附型稀土矿床,如江西赣南稀土矿。4、滨海稀土砂矿,如广东稀土矿,包括磷钇矿及独居石砂矿。 

(二)提取方法 

各类稀土矿床中的各种稀土元素大多呈稳定的稀土矿物出现,一般具有良好的可选性。包头混合稀土矿和冕宁氟炭铈矿通过磁选-重选-浮选工艺可以选获稀土精矿。在此之前,包头混合稀土矿实际上是以白云鄂博式铁矿选铁后的尾砂形式出现的。离子吸附型稀土矿通过特殊的湿法冶金工艺提取各种稀土元素。滨海稀土砂矿通过重选,可选出有关稀土重矿物。

  四、国内外市场供需形势分析 

 一个时期以来,我国稀土工业超常发展,粗放式经营,过量开采,过量出口。为了出口,可以不惜一切代价,哪怕把“现代工业的味精”当土卖,也毫不在乎,而成为一个典型的过分依赖出口的畸形行业。从2000年到2006年,稀土矿产初级产品(以REO计,下同)产量从7.8万吨迅速发展到13.25万吨,年均增长9.2%;其中,包头矿(从铁矿尾砂中再选)产量从4.8万吨发展到5.04万吨,年均增长0.8%;氟碳铈矿(主要产地在四川冕宁)产量从1.59万吨发展到3.7万吨,年均增长15.1%;南方离子型稀土矿产量从1.3万吨发展到4.51万吨,年均增长23%。稀土冶炼分离产品从6.6万吨发展到15.7万吨,年均增长15.5%。

国内稀土应用快速增长,稀土应用总量由2000年的1.93万吨增长到2006年的6.28万吨,年均增长21.7%。稀土新材料的发展保持良好的发展势头,其中,稀土永磁材料2006年产量41350吨,比2000年的7080吨增长4.84倍,年均增长34.2%;稀土荧光粉产量5871吨,比2000年的1100吨增长433.7%,年均增长32.2%;稀土研磨材料产量6092吨,比2005年增长36.7%;各类车用尾气净化器产量约1000万套,比2003年320万套增长212.5%,年均增长46.2%;贮氢合金产量15000吨,比2003年的4300吨增长344.8%,年均增长51.7%。2006年出口各类出口稀土冶炼分离产品53313吨,比2000年的46700吨增长14.2%,年均增长2.23%;出口金额47823万美元,比2000年的31200万美元增长53.3%,年均增长7.38%。2000年稀土冶炼分离产品的出口量约占当年总产量的71.9%,2006年已经下降到34%。

2006年稀土磁体出口量达到11242吨,比上年增长28.5%;出口金额3.03亿美元,出口量占当年产量的27.2%。 为了进一步保护资源,推动稀土行业健康发展,从2007年起,国家将稀土矿产品和稀土冶炼分离产品列入指令性计划管理。其中,稀土矿产品指令性计划生产指标总量为131780吨。各产区分配指标分别为内蒙古自治区75000吨,福建省5000吨,江西省20000吨,湖南省780吨,广东省10000吨,四川省21000吨。产区指标的分配明显地朝综合利用包头混合型稀土矿倾斜,而大大压缩了离子型稀土矿的生产量,同时严格控制四川氟碳铈矿的产量。2007年稀土矿产品实际生产量120800吨,比上年下降8.83%。其中,离子吸附型稀土矿产品产量为45000吨,比上年略有下降,但超计划生产9220吨。四川矿区由于乱采滥挖及对环境造成严重破坏而进行停产整顿,氟碳铈矿产量只有6800吨,比上年下降81.6%。包头混合型稀土矿产量69000吨,比上年增长37%。国内消费量72550吨,比上年增长15.6%。

稀土新材料的发展继续保持良好发展势头,其中,稀土永磁材料2007年产量50800吨,比上年增长22.85%;稀土荧光粉产量8481吨,增长44.5%; 稀土研磨材料产量7523吨,增长23.5%;各类车用尾气净化器产量约1085万套,增长8.5%;贮氢合金产量18600吨,增长24%。各类稀土产品出口配额4.54万吨,实际出口量为4.54万吨,比上年下降14.8%,出口金额76377万元,比上年增长59.7%。总的趋势是,国内消费需求大幅增长,出口配额逐步减少,但随着国际市场稀土产品出口价格的大幅上扬,出口效益明显提高。

 五、我国稀土矿资源开发利用中存在的问题 

(一)采矿选矿和冶炼分离产能严重过剩 

目前全国轻稀土采矿生产能力高达22万吨(含50%REO),处理轻稀土精矿能力38万吨,轻稀土冶炼分离能力11万吨,其中,以包头矿为原料的冶炼分离能力8万吨,以四川矿为原料的冶炼分离能力3万吨。南方离子吸附型稀土矿开采能力6万吨,冶炼分离能力在6万吨以上。全国稀土矿采选综合生产能力高达44万吨,稀土冶炼分离总能力达到20万吨,远远超过实际生产的需要。

(二)布局决策分散与低水平重复建设,资源浪费严重 

 四川矿以氟碳铈矿为主,与以氟碳铈矿和独居石为主的包头矿所含的稀土种类差不多。四川矿过早过度盲目的开发实际上是低水平重复建设,并最终引发出一系列严重问题。首先是地方小企业甚至民采无规划的乱采滥挖造成了采富弃贫、漏采压矿等严重的破坏资源浪费资源问题;严重的乱采滥挖给这个矿未来有计划的大规模深部开采带来了极度的困难。利用四川矿生产提取出口市场所需的铈与钕后,剩下的大量镧镨铈混合稀土(占总量的40%)成为钕铈生产中的副产品被大量堆积甚至抛弃,造成了严重的资源浪费。

而在另一方面,在大量使用四川矿的情况下,包头矿的用量减少,使得目前包头混合型稀土矿的实际回收利用的稀土还不足开采量的10%,另外的90%以上的稀土资源进入尾矿库保护性堆存,堆存量已经超过千万吨(REO)。但是,由于选过稀土和未选过稀土的尾矿并没有分别进行堆存,稀释贫化严重,特别是管理不善造成当地众多小选厂选矿污水和其它废水的大量排放,对未经选稀土尾矿的污染十分严重,为今后的利用人为地设置了巨大的困难。

南方离子吸附型稀土矿的过度开发造成的乱采滥挖、采富弃贫、采易弃难、丢矿压矿等资源浪费现象大量存在,由落后的、大搬山式开采和池浸提取工艺造成植被破坏水土流失和环境污染问题也十分严重。后来,在一些矿山推广采用先进的原地浸矿技术,资源利用率有很大提高,但由于原地浸矿技术的应用需要一定的地质条件,并非所有的离子型稀土矿都适合。因此,池浸作业在南方的许多离子型稀土矿山依然存在,该工艺所造成的环境污染资源浪费现象在整体上讲并没有从根本上好转。据有关材料,目前离子型稀土矿采用原地浸出工艺的企业只占20%,资源利用率在70%左右,而采用落后的池浸提取工艺的企业却占80%,资源利用率不足40%,有的甚至只有25%。

(三)产业集中度低,产品趋同率高,缺乏市场竞争力 

目前,全国有重稀土矿山企业20家,其中,中型1家,小型18家,小矿1家;轻稀土矿山企业104家,除了包钢稀土1家为特大型外,还有中型企业6家,小型55家,小矿42家。稀土冶炼分离产业集中度更低。全国稀土冶炼分离总能力虽已达到20万吨,但分离厂的数量也达到120多家,单厂稀土冶炼分离能力只有1300吨/年。其中,REO分离能力超过5000吨/年的仅有6家,超过或者接近2000吨/年的约有13家,大部分企业的REO分离能力为500-1500吨/年。绝大部分分离厂的设备和控制水平低,单台设备生产能力小,科技开发力量薄弱,产品品种单一且互相雷同,产品收率平均低于国外先进水平3~5个百分点,成本高,产品批量小,质量均一性差,质量不稳定,还常常与大厂争原料抢市场。 

(四)出口过量,竞争无序,价格失控 

我国稀土产品出口量占世界出口总量的80%以上,本应具备调控国际市场的能力,但由于多头出口,互相压价竞销,价格忽高忽低,难以控制。长期以往,一些稀土产品销售价格大幅下降,还必须贱卖。例如,20年前荧光极氧化钇售价是80-100美元/公斤,现在只卖10美元/公斤;20世纪90年代中期氧化钕外销价约18美元/公斤,现在只卖7美元/公斤。稀土产品出口的无序竞争,导致战略资源流失,企业和国家的经济利益也遭受严重损失。

(五)稀土产品出口管理的不科学,稀土配分的差异性特点被错误地利用,造成大量宝贵的稀土资源在开发中被严重浪费 

我国南方和北方稀土资源尽管在稀土成分上有很大差异性,稀土配分差别分大,但各种稀土元素均有一定的含量,也就是说,南北方稀土资源在稀土成分上有一定的互补性,而在某些情况下,这种互补性还很强。例如,包头矿的稀土配分为(超过或接近5%,下同):La2O327.22%,CeO248.73%,Pr6O115.31%,Nd2O316.63%,离子型稀土的江西龙南矿的稀土配分为:Gd2O3 5.69%,Dy2O3 7.48%, Er2O34.26%,Y2O364.1%,而江西寻乌矿的稀土配分则为:La2O3 29.84%,CeO2 7.18%,Pr6O11 7.14%,Nd2O330.18%,Sm2O3 6.32%,Gd2O3 4.21%,Y2O3 10.07%。 

 但是,由于稀土生产和出口管理的不科学,制度设置不合理,并未按照各类稀土矿床的稀土配分与市场需求安排生产量,也未按照实际产品的可供应量安排出口,出口配额安排的简单化与无计划性,出现“市场价格高利润大的,大家就一窝蜂地拼命生产拼命出口,市场价格低利润小的,就无人愿意出口愿意生产”的现象,结果,高价格维持不了几天就会急剧回落。就这样,中国的生产商和出口商为追逐利润总是被外商牵着鼻子跑,而置国家利益于不顾,稀土品种因无人问津而只能当土卖。稀土出口配额制度形同虚设。 

 六、我国对稀土矿资源开发利用管理现行政策 

国家在1991年将离子吸附型稀土矿列入保护性开采的特定矿种。近年又采取控制稀土矿产开采总量、稀土生产总量和减少出口总量等一系列的宏观调控措施。例如,国土资源部1999年5月发出通知,对稀土等8个矿产暂停颁发采矿许可证;稀土矿产品的生产正式纳入我国矿产资源规划范畴,2005年公布了被允许开采稀土矿产的企业名单,从2006年开始下达稀土矿产品开采总量控制年度生产指标及其分省指标;在控制稀土出口方面,国家早在上世纪90年代初就对稀土产品出口实行配额管理。2004年国家有关部门共同制定并发布《稀土产品出口目录》,在2005年取消稀土冶炼分离产品出口退税政策与加工贸易政策后,又在 2007年初出台对所有稀土冶炼分离产品征收10%出口关税的政策。为了严格控制稀土矿产品的生产,并考虑到多方面的因素,经国务院批复的《2008—2015年全国矿产资源规划》将稀土矿产品2010年和2015年的开采总量控制调控目标分别被确定为12.2万吨与14万吨,国家的重点矿产开采总量控制调控措施实际上已经覆盖全部稀土矿产,而不是仅仅限于南方的离子吸附型稀土矿。总的看来,这些政策措施是很有成效的,稀土产品价格大幅度上涨,企业经济效益普遍好转,达到了限产保价的规划目标。

 七、政策建议 

我国稀土矿产存在着严重的生产过量和出口过多与不合理等方面的问题,需要从整个稀土资源统配的角度,加以统筹考虑,妥善安排生产和出口,妥善解决这些深层次问题。有人认为要禁止出口。我个人认为,既无必要也不可能。稀土资源与其用量相比,在世界上并不稀,也不缺,许多国家都有丰富的稀土资源。即使象离子吸附型稀土矿,在巴西、印度与澳大利亚这些地处热带的国家,也完全具有相同的成矿地质条件,找到这类稀土矿也并非难事。稀土矿产的采选与分离技术并不复杂,比如俄罗斯和美国,这些国家要想掌握稀土的采选与分离技术,我看是易如反掌。中国之所以从诸多稀土资源大国中脱颖而出,并击败对手成为世界稀土第一生产大国与出口大国,关键在于我国掌握了成本较低的开发技术,稀土生产成本也较低。出口过多,固然造成了宝贵稀土产品的价格过低,造成了稀土资源的大量流失,但如果出口过少,或者禁止出口,势必会促使世界其他稀土资源大国对其国内稀土资源的开发。而且,由国家宣布禁止稀土出口,也不符合WTO规则。 

 所以,我国的稀土问题并不是个简单的禁止出口的问题,而是个将稀土的生产与出口限制在一定规模,既要出口,又要限产保价,最大限度地将资源优势转化为经济优势的问题。这其中,既有资源管理方面的问题,又有生产与出口管理方面的问题,投资与税收政策方面的问题。建议:1、要在认真研究系统分析国内外稀土资源、生产、消费与市场资料的基础上,统筹考虑我国稀土资源的开发,以主要保证国内消费、适当考虑出口、限产是为保价为原则目标,制定我国各类稀土资源的生产与出口数量;2、2015年前全国范围内不再发放新的稀土探矿许可证;3、继续联合开展稀土行业的治理整顿,调整产业结构,压缩生产规模,有效遏制稀土行业的低水平重复建设;4、除少数地区外,一般不再投放新的采矿权;为防止新一轮产能扩张,建议将稀土新建与扩建项目的审批权收归中央政府行业主管部门;5、发现的稀土矿床一律列入国家矿产地储备规划;6、禁止以原矿池浸法开采和处理离子型稀土;7、改革稀土产品出口配额管理办法,严格控制稀土初级产品出口,并将稀土初级产品的出口关税长期维持在10%以上的水平。8、鉴于目前稀土开采总量控制措施已经覆盖全部稀土资源。因此,为更好地保护稀土矿产资源,建议将全部稀土矿产,包括离子吸附型稀土和其它非离子型稀土,全部列入保护性开采特定矿种目录。

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