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2022-06
分析师表示,随着稀土需求的上升,全球最大的稀土生产商可能会停止出口稀土
​位于中国内蒙古的白云鄂博稀土矿几乎占据了全球稀土产量的一半。(图片由NASA提供)英文作者:NaimulKarim独立研究机构AdamasIntelligence的创始人瑞恩•卡斯蒂卢(RyanCastilloux)表示,由于国内需求不断增加,全球供应短缺,作为全球最大的磁铁稀土氧化物生产国——中国可能会在未来10年内停止稀土出口。近年来,随着世界各国寻求实现其脱碳目标,全球对稀土的需求有所增加。稀土被广泛应用于电动汽车和可再生能源设备的永磁体等领域。在4月份发表的一份报告中,Adamas表示,从2022年起,市场上缺乏新的稀土氧化物的一次和二次供应来源,加上现有生产商无法增加产量,将导致2035年之前镨钕化合物(PrNd)严重短缺。Castilloux在蒙特利尔银行组织的一场关于稀土的网络研讨会上说:“如果我们考虑到中国占全球新磁体产量的90%,而这些磁体的70%的需求存在于中国,那么我们就会考虑到,到2035年,大约三分之一的市场将无法满足,我们很快就可以看到中国将面临的问题。”“他们是把磁铁卖给国内市场,让汽车制造商制造电动汽车……还是只是把磁铁出口到内布拉斯加州或土耳其的冰箱制造商?”我认为这个决定很明确。”Adamas情报机构负责人补充说,中国停止出口的可能性在北美的决策者中“开始显现”,他们正在采取措施应对这一挑战,但在欧洲就不那么明显了,欧洲更乐观地认为这个亚洲巨头能够“持续交付”,就像他们过去20年所做的那样。该研究小组预计,到2035年,稀土产量将较2021年增长一倍以上,增加约30万吨。但这仍不足以满足每年8%至10%的需求增长。Castilloux在接受BMO分析师RobinFiedler采访时表示:"去年全球产量约为25万吨左右…我们希望在12年内完成相当于一个世纪产量的工作,这非常令人生畏,但仍不足以满足三倍的需求。"
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2023-05
常见的磁路结构
钕铁硼永磁体的使用场景大致分为吸附、排斥、感应、电磁转换等,在不同的应用场合下,对于磁场的需求也不同。
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2023-07
表磁的计算
表磁是磁钢成品的一项重要技术指标,顾名思义就是表面的磁感应强度,行业有时也会通俗的称为表面的磁场强度,即表场。对于需要使用空间磁场的应用领域,通常会将表磁或者某个指定点的磁感应强度值作为一项重要的技术要求,这里先要明确的是表磁是有方向的,我们通常说的是与磁极面垂直的表磁数值。表磁是否可以计算?如果可以那么该如何计算?这是大家都比较关心的问题。网上能找到一些计算公式,很多磁材生产厂家的网站也有相应的计算程序方便大家计算。但是用过的人都能发现,这些公式或工具只能计算圆柱形和长方形的磁铁表磁,而且是计算中心表磁,其他形状是否难以计算?最高表磁是否也难以计算?是的,表磁的准确计算确实非常难,也非常复杂,对于圆柱形和长方形磁体,我们默认磁场分布是理想的且对称的,中心表磁是默认理想的垂直于磁极面,气隙中的磁导率和磁铁的磁导率相等且都等于1.0,基于以上条件,才会有相对简单的计算方法,可参考TDK的计算公式:基于以上公式可做成Excel计算器来方便计算,这也是很多网站计算程序的公式来源,但是实际的计算中大家会发现计算的结果准确度似乎不够,有些产品计算值和实测值相差非常大,以N50D10*10mm的磁体为例,用高斯计贴着磁极面的中心位置测量,我们认为探头与磁铁贴紧并无气隙,且排除测量仪器的误差,按公式计算的Br取14kGs,那么中心表磁应该是6261Gs,但实际上不管你怎么测量,都不可能达到这个值,甚至你用N54都不可能达到这个值,这是什么问题呢?难道TDK的公式也不准确吗?要分析以上问题我们就要去理解公式建立的基准是什么,不能单纯的拿来主义。首先公式中X是计算点到磁铁表面的距离,虽然我们测量时都是探头直接贴着磁铁表面,但是高斯计探头本身并不会让霍尔芯片裸露在外,都有一层保护壳,像行业用的非常多的日本的KANETEC高斯计,探头的霍尔芯片是有一层大约0.2mm的透明保护壳,另外大家测量多了也会发现,黑片和成品的表磁是有差异的,为什么呢,就是因为成品表面镀层的影响,像镍铜镍镀层,一般单边厚度0.02mm,加上镍本身是导磁材料,会对磁场造成屏蔽,所以镀层也会造成测量值的降低。再者,我们一直强调的高斯计测量的表磁不是理想的一个点,而是一个小区域,而且实际的磁铁取向度和均匀性也不可能达到完美,所以基于以上条件限制和大量的实际经验,X需要额外的补偿0.4-0.5mm为佳,Pc值在3以下,补偿0.5mm,Pc值在3以上,补偿0.4mm。以上是对X值的补偿进行了说明,还有一个更重要的点是,公式成立的原则是磁铁和气隙的磁导率都等于1.0,我们知道空气的磁导率是1.000065,非常接近1.0,但是磁铁的磁导率就没这么理想了,实际上能达到1.02已经是非常好的数值,N系列和M系列的钕铁硼磁体大多要超过1.05,有的甚至达到1.1,为什么磁导率会影响测试数据呢,我们还是要回归到退磁曲线来分析理解:由退磁曲线图可以看出,处于开路状态的磁铁,其实际的剩磁值不是理想的Br值,而是要比Br低,我们称之为本质磁通密度Bdi,其原因就是蓝色的J-H退磁曲线初始状态不是理想的平行于X轴,而是倾斜状态,这样Br数值上一定会大于Hcb,回复磁导率μrec=Br/Hcb就不可能是1.0。还有种情况是B-H线出现拐点,而磁铁的工作点处于拐点以下,这样实际的Bdi就会比Br低很多,这样计算的结果就会偏离实际值较多,如下图,这也解释了为什么N5420*10*1mm磁体实际的中心表磁不仅远远低于理论计算值,而且还非常不稳定的原因。结合以上,将公式中的Br修正为Bdi,X适当补偿会是比较准确的计算公式,但是实际情况Bdi也是比较难计算的,最佳的方法是根据真实的退磁曲线和Pc值从图上来计算,但是这样也比较繁琐,建议大家按如下思路来计算:1、首先工作点必须要在B-H退磁曲线拐点以上并保留适当余量,这样特别要注意磁能积45以上的N料,Pc小于0.6的薄片,如果在拐点以下意味着磁性是不稳定的,即使从曲线上推算Bdi来算中心表磁波动也会很大,必须要提高Hcj以维持工作点在拐点以下或者BH线不出现拐点。2、在第一点能满足的前提下,Bdi=Br∙(Pc+1)/(μrec+Pc),μrec根据实际值来定,一般N40以下为1.08-1.1,N40及以上为1.06-1.08,M档为1.05-1.06,H档为1.04,其他为1.03。最终圆柱形(或趋近圆柱形)和长方形(或趋近长方形)的中心表磁的计算公式分别是:注意:以上公式只适用于退磁曲线是线性的永磁体,如钕铁硼、钐钴、铁氧体,对于退磁曲线是非线性的永磁体,如铝镍钴、铁铬钴以及各种软磁材料,不适合用此方法计算表磁,另外斜取向的磁铁磁化方向与磁极平面不垂直,也不能适用。
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2023-11
稀土与我们的生活
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2022-10
美军为啥对一块中国磁铁神经过敏?
前段时间,在对F-35战机开展例行检查时,美军“突然”发现,该批战机涡轮发动机上居然有中国制造的磁铁!这可不得了。美军有规定,禁止采购和使用中国生产的某些特种金属或合金。这次偶然发现让美军很紧张,当即宣布暂停接收新的F-35战斗机!理由?基于“安全”考虑。不过令人大跌眼镜的是,10月8日,美国防部宣布签署国家安全豁免证书,恢复F-35交付工作。短短1个月,态度截然相反。正在洛克希德·马丁公司工厂制造的F-35(图源:美《国防新闻》)起初叫停订单时,美国防部就已承认:磁铁不会传输信息,“不会将战斗机置于危险中”,已交付的战斗机也不需更换磁铁。道理很简单:磁性物质可以记录信息,但一块磁铁啥也记录不了。即便磁性物质被用作机械部件,只要不与电路相连,有信息也传递不出去。但美方有些人就转不过这个弯儿。尤其是美国防部,让人着实看不懂。一边说磁铁“于安全无碍”,一边“基于安全考虑”叫停订单,这不是“左右互搏”嘛!出于安全考虑,采购者会对产品进行严密检验。对目前高度敏感的中美贸易来说,美国商家怎么可能不好好检验商品?既然敢采购中国制造的磁铁,说明产品不存在质量陷阱。那么,美国的“安全考虑”是啥?美国说中国制造的磁铁被用于战斗机关键部件,到底是啥部件,岛叔不知道,也不敢问,不然又会被美国弄顶帽子扣上。不过岛叔推断,中国卖出的磁铁是用在机电产品上,不在电路设备里。目前,发动机有传感器感知温度、压力,再交由电脑芯片处理,这些需要制造商专门写控制程序,设定专用代码。虽然F-35战斗机高度信息化,装了一大堆传感器,能通过战术数据链系统形成战术数据网络、搞云打击,但作为战场上的信息节点,F-35向外发送的信息,全由飞机数据控制系统决定。要是允许机上的机电产品随便收发,成堆信息碎片准得把飞行员和地面指挥逼疯。退一万步讲,就算磁铁能收集信息,也得经过F-35本身的电路;电路由中控电脑掌管,除非彻底“黑”进电脑,否则磁铁的信息也传不出去。问题是,要是有“黑”透F-35中控电脑的技术,谁还会偷偷塞块磁铁收集信息?指控F-35上的中国磁铁“威胁国家安全”,事实和逻辑上都站不住脚。美国军方这番费劲折腾到底图啥?答案是跟中国竞争,搞脱钩。今年3月,五角大楼向美国国会提交了一份机密国防战略,其中将中国描述为美国“最重要的战略竞争对手”。9月,美媒透露,五角大楼成立“老虎队”特别工作组,加快对外军售速度,以“对抗中国在武器销售领域的影响力”。此外,五角大楼一直跟国会合作,努力推动美国防公司供应链与中国脱钩。五角大楼(图源:路透社)《华尔街日报》报道称,F-35事件对五角大楼“是一次挫折”;想到美国80%的稀土从中国进口,五角大楼就“夜不能寐”。近几年,不少美国政客鼓吹摆脱对华稀土依赖,白宫也出台了措施,号称要打造稀土供应链,可即便如此,按彭博社的说法,美国仍至少需要10年才能实现稀土供应链自给自足。从这个角度看,大概可以理解为什么一块磁铁就能让美国军方如坐针毡。岛叔觉得,这已经不是“中国焦虑症”,而是“中国恐惧歇斯底里症”了。大家开门做生意,你中有我我中有你实属自然,尤其美国军工产业链复杂,真要把哪一家剔除干净,怕是很难做到,何况美国面对的是规模庞大、种类齐全的中国制造产业链。《华尔街日报》数据显示,2012-2019年,五角大楼的供应商里,中国公司数量增至655家;美国防部官员表示,疫情更暴露出高端武器领域供应链的脆弱。很大程度上,中国仍是一些重要材料和零部件的来源地,包括计算机芯片、用于制造磁铁的稀土矿物、炸药中使用的化学品等。美国防部副部长拉普兰特近日宣称,五角大楼启动了一个名叫“供应链照明灯”的新项目。根据设想,美国将利用人工智能等手段,实时追踪原材料来源,明确军工产品零部件等是否来自中国或其他“潜在对手”。这一“疑邻盗斧”的举动引来美国防承包商一顿吐槽:溯源行动必将消耗更多时间和资金成本,“我们持保留意见”。其实,中国产零部件安不安全,美方心里最清楚。2014年,F-35的两家分包商——诺斯罗普·格鲁门公司和霍尼韦尔国际公司,被发现使用了中国制造的磁铁,当时引发不小争议,但美国防部随后公布的文件显示,两家公司均获豁免;2019年,英媒称F-35电路板由总部设在英格兰的ExceptionPCB公司制造,2013年该公司被中国公司收购,但英国防部表示不必担心,“没有风险”。做生意就在商言商,合作多赢。在小小的一块磁铁上搞被迫害妄想,那可真就自绝后路了。新闻来源于千里岩侠客岛
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2022-05
烧结钕铁硼永磁体是如何生产的?
烧结钕铁硼永磁体是采用粉末冶金法生产的,从备料到成品发货一般要经过十几个工艺环节,在不同阶段还包括若干次检测分析。整个生产过程是一个系统工程,环环相扣。一般我们将生产磁体毛坯的过程称为前道生产环节,将毛坯加工成最终成品的过程称为后道加工环节。磁材厂家主要分为两类,一类是同时拥有前道生产和后道加工的生产厂家,另一类是专注于后道加工环节的加工厂家。01备料有句俗语是“药材好,药才好“,这句话非常适用于烧结钕铁硼磁体的生产,好的原材料是生产优质磁材的基础。生产厂家在选择原材料时,一般根据磁体性能要求,按照相应国家标准来选购。在冶炼前,会对原材料进行切断和表面处理。02熔炼熔炼是烧结钕铁硼永磁体进入生产过程的第一道工艺,原材料在熔炼炉内经过热熔,冷却形成合金甩带片。该过程需炉温达到1300度左右,持续四个多小时来完成。03氢破+04气流磨氢破和气流磨这两个工艺环节统称为制粉,是将熔炼制成的合金甩带片破碎并制成磁粉的过程。为了获得良好取向的磁体,要求粉末颗粒尺寸小(3-4μm)且尺寸分布集中,粉末颗粒呈球状或近似球状。05压型将破碎后的磁粉装入模具,施加外磁场进行取向,取向后对粉末进行压型。粉末磁场取向是生产高性能烧结钕铁硼的关键工艺技术之一。在压型工艺上,目前行业内普遍采用的方法有三种:模压法、模压加冷等静压及橡胶模等静压,在相同钕含量情况下,橡胶模等静压可获得更大的磁能积。06热处理经过压型后磁体压坯的相对密度较大,为了使磁体具有高永磁性能,需要将压坯加热到粉末基本相熔点以下的温度,进行热处理一段时间,这个过程也称为烧结。高温淬冷后还需要在一定温度进行回火处理优化组织结构,获取最佳的磁性能。(回火是指将烧结好的磁粉坯冷却到一定温度后再次加热升温)07机加工由于磁场取向成形过程的特点和技术局限,烧结磁体很难一次性直接达到实际应用的形状和尺寸精度,很多成品磁体的体积小、形状复杂,只能通过一定形状的毛坯磁体加工而成。烧结钕铁硼材质硬而脆,一般机械加工只能进行切割、钻孔、研磨和滚磨。日本和欧美企业因考虑原材料和人工成本而选择近终成形工艺居多,后续机械加工辅之;中国企业生产的烧结钕铁硼产品繁多,主要采用毛坯磁体结合后加工的综合生产流程,充分借鉴陶瓷和水晶加工的工艺优势,将稀土永磁体的机械加工水平发挥到了极致。随着原材料成本和人工成本压力的增加,在我国近终成形和自动成形技术正在快速发展。08晶界扩散稀土元素镝和铽可以大幅提高材料的矫顽力以及温度稳定性,对于矫顽力和使用温度要求较高的烧结钕铁硼材料中,往往需要添加镝和铽,但是这两种元素的价格非常高,会使磁体生产成本骤增,目前行业内普遍采用晶界扩散技术来减少重稀土元素的添加量。09表面处理烧结钕铁硼是一种化学活性非常强的粉末材料,内部存在微小孔隙与空洞,在空气中易被腐蚀和氧化,日久将造成磁性能的衰减甚至丧失,所以使用前必须进行严格的表面防腐处理。目前钕铁硼防腐处理普遍采用电镀、化学镀、电泳、磷化处理等方法,其中电镀作为一种成熟的金属表面处理手段应用较为广泛。10充磁充磁是烧结钕铁硼永磁体获得磁性的关键一步,充磁机是对磁性材料或磁性器件进行充磁的工具,通过它向被充磁的钕铁硼磁体施加磁场。如果充磁的磁场达不到技术饱和磁场,则永磁体的剩磁Br和矫顽力Hcj均达不到应有数值。除了普通单极充磁外,烧结钕铁硼还可根据实际需要进行多极充磁,即充磁后在一个平面上可呈现多个N,S极。11包装发货包装发货是磁体出厂前的最后一个环节。磁体生产厂家可根据采购方的要求进行包装,如果采购人员有特殊的包装要求可提前向供应商说明。烧结钕铁硼永磁体具有强磁性,因此国内运输一般都使用陆运。出口外海的,经过特殊的隔磁包装和专业机构的检测鉴定后可采用空运。
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2022-05
稀土|海外稀土资源:理想丰满,现实骨感
海外稀土资源项目逐年增多,多数开发程度较低。根据我们的不完全统计,目前海外稀土资源项目共有29个。从项目进度来看,其中有2个项目已经实现商业化量产,分别是Lynas公司的MtWeld项目和MPMaterials公司的MountainPass项目;有14个项目已完成经济评估(PEA)和可行报告(PFS、DFS);还有13个项目进行到了深度勘察阶段,主要分布在美国、澳洲、非洲等地区,总体上资源量和储量不及中国。2025年海外稀土开发总产能或到规划高峰。根据海外各企业披露的开发规划,2025年海外稀土资源项目合计产能规划约为25万吨REO。目前大部分海外稀土资源项目处于预可研(PFS)或初步经济评估(PEA)阶段,距离建设开发还有较长的时间,若在本轮稀土价格上行周期中海外稀土项目能顺利完成前期准备工作,2025年或将成为海外稀土资源项目产能规划的释放高峰,但多数项目至今尚未启动建设,预计2022-2023年海外稀土资源项目对全球稀土供应的贡献相对有限,新增产能约3-5万吨REO。海外稀土资源开发环境复杂,产能投放或不及预期。欧洲和北美发达的汽车工业和快速发展的动力电池产业对稀土原料的需求日益增加,为了降低对中国稀土供应链的依赖,海外高度重视稀土资源的开发。同时欧美国家稀土矿业开发环境相对严苛,启动建设所需的各类许可获取难度较大,环境和社会影响评估以及土地、用水、放射性等问题都使得项目推进速度极为缓慢,综合考虑海外稀土资源开发面临的投资过高、环境和社会影响评估难度大等因素,我们预计海外稀土开发规划产能的投放或大概率不及预期。中企全球稀土资源布局伊始,巩固稀土龙头地位。稀土是不可再生资源,是高科技领域多种功能性材料的关键元素,全球多个经济体相继出台政策将稀土纳入国家战略资源储备。近年来以盛和资源为代表的中国企业开始海外稀土资源布局,欧洲、非洲、东南亚稀土资源项目关注度相对较低,未来可能成为中国企业资源布局的突破点。随着国内稀土行业供给侧结构性改革持续推进,下游稀土永磁等应用高速发展,稀土全产业链战略价值有望持续提升。新能源等下游需求提振,稀土产业链步入高质量发展黄金时代。全球环保政策及国内“双碳”政策的大力推动下,新能源汽车、工业电机、风力发电、变频空调、消费电子、轨道交通及工业机器人等各个领域或将持续高速发展。我们预计2030年国内、海外新能源汽车将分别拉动6、7.8万吨的高性能钕铁硼需求增量,2030年全球高性能钕铁硼需求量或达36万吨以上,稀土行业下游需求有望维持长期高速发展态势,稀土全产业链或将进入高质量发展的新周期。风险因素:宏观经济波动;下游需求受疫情影响不及预期;海外产能扩张超预期;稀土价格波动;稀土开采、冶炼分类指标超预期。投资策略:海外稀土产业链不完整、开发环境复杂,产能投放或不及预期,中企开始布局海外稀土资源,不断夯实全球稀土龙头地位,受到新能源等下游需求提振,稀土行业进入高质量发展周期,国内稀土产业链利润或持续释放,维持行业“强于大市”评级。
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2022-04
对俄制裁打乱稀土供应链,美媒:欧洲更难摆脱对中国依赖
据美国新闻网站“石英财经网”(Quartz)报道,通向美国和欧洲的稀土供应链可能因为其对俄罗斯的制裁而被打乱,从而导致欧洲试图在这类关键原材料上摆脱对中国依赖的设想更难以实现。报道截图去年两家北美公司启动了一个项目,首先是在美国犹他州,一种名为独居石(monazite)的采矿副产品被加工成混合稀土碳酸盐。然后,这些稀土产品被运往爱沙尼亚的工厂,被分离成单独的稀土元素,然后卖给下游企业,用于生产稀土永磁体等产品。稀土永磁体可用于电动汽车和风力涡轮机等高科技产品。稀土加工厂Silmet位于爱沙尼亚海滨小镇锡拉迈埃,由在加拿大上市的Neo公司(全称NeoPerformanceMaterials)运营,是欧洲唯一一家此类商业工厂。但据Neo公司称,虽然Silmet确实从总部位于美国的EnergyFuels公司采购混合稀土材料,但其加工所需的70%的稀土原料实际上来自俄罗斯的一家公司。Neo公司的首席执行官(CEO)康斯坦丁·卡拉扬诺普洛斯在本月早些时候的收益电话会议上说:“不幸的是,随着乌克兰战局和对俄罗斯的制裁措施的出台,俄罗斯供应商面临着不确定性。”图源:外媒尽管其供应商俄罗斯镁企索里卡姆斯克镁业(SolikamskMagnesiumWorks)尚未受到西方制裁,但如果它确实受到美国和欧洲扩大的制裁,这家俄罗斯公司向Neo公司供应稀土原材料的能力将受到限制。据卡拉扬诺普洛斯称,Neo公司目前正在与一家具有制裁专业知识的全球律师事务所合作。Neo公司还在与世界各地的“六家新兴生产商”进行对话,以研究如何使其稀土原料来源多元化。虽然美国EnergyFuels公司可以增加其对Neo公司的供应,但这取决于其获取额外独居石的能力。“不过,Neo公司在中国也有稀土分离设施,因此对Silmet的依赖并不特别严重,”新加坡一家专注于稀土供应链管理的公司的董事托马斯·克鲁默指出。尽管如此,由于欧美多国对俄罗斯实施的制裁,Neo公司的Silmet工厂的长期供应链中断将在整个欧洲产生连锁反应。资料图商业顾问机构伍德麦肯兹国际能源宏观研究(WoodMackenzie)的研究总监戴维·梅里曼评论称:“如果Neo公司的生产长期受到原料短缺的影响,则从该公司购买下游稀土产品的欧洲‘消费者’可能会将目光投向中国,这是因为在分离高纯度稀土化合物方面,除了中国,几乎没有公司能替代Neo公司,尤其是考虑到有产品可供现货购买的情况。”报道指出,根据欧盟委员会2020年的一份报告,欧洲98%至99%的稀土来自中国。尽管只占很小的份额,但俄罗斯也向欧洲提供稀土,而对俄制裁带来的干扰将迫使欧洲市场转向中国。总部位于布鲁塞尔的稀土工业协会秘书长纳比尔·曼切里也说道:“欧洲在许多(稀土)材料上依赖俄罗斯,包括精炼材料。因此,如果制裁影响到这些供应链,短期内下一个选择只有中国。”
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2022-03
“王牌”稀土的世界格局
“工业维生素”稀土被应用于现代工业体系的各个领域。它作为重要战略资源,在军事、冶金工业、石油化工、玻璃陶瓷和农业方面被广泛应用。随着新技术发展和新一轮产业革命的兴起,稀土的战略性地位更加凸显,与国家经济技术及核心竞争力密切相关。稀土不是土名字中虽有个“土”字,但稀土并不是土,而是元素周期表中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇,共17种金属元素的总称。其中有15个都属于镧系元素(下表浅绿色)。1794年,芬兰化学家加多林最早发现“钇”。当时认为这种矿物在地壳中的存量很少,只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物,因而称之为稀土(rareearth)。从钇的横空出世,到1947年最终分离出钷,经过长达150多年的时间,全部17种稀土元素才大白于天下。图源:《中国国家地理》2019年12期研究者们逐渐发现,稀土并不“稀”。2019年全球稀土储备量为1.2亿吨,与目前全球稀土市场产量对比来看,稀土资源虽然很珍贵但并不算稀缺。就地壳中的丰度来说,最高的铈与铜接近,最低的镥比金也还要高出200倍。只不过,稀土元素高度富集成具有经济开采价值的矿藏,还是需要种种条件和自然的造化巧合的。稀土的神奇能力稀土虽然名字土,可都被应用在高科技领域。无论是能产生磁悬浮效应的高温超导材料,还是长久具有磁力效应的“永磁体”,甚至在磁场中形状会发生改变的“磁致伸缩合金”,都离不开稀土。17位稀土家族成员像是一根藤上的17个“葫芦娃”。从奇妙的光、电特质,到磁、核禀赋,乃至独特的电子层结构等,个个都身怀绝技。稀土具有“点石成金”的效果,添加了稀土的钢、铁、镁、铝等合金,性能大大优化,变得更加坚韧、更加轻巧、更耐腐蚀。镧(lán),是“葫芦娃”中的老大。早在上世纪30年代,当把镧加入到光学玻璃后,人们发现玻璃的折射率提高了。于是把这种具有特殊光学特性的玻璃,叫做“镧玻璃”。拥有高折射率的镧玻璃以前是光学界的宠儿,早年的海湾战争中,加入镧的夜视仪,成了美军坦克压倒性优势的来源。同样作为稀土元素,把铈(shì)加入到玻璃中,就有截然不同的效果。铈玻璃既吸收紫外线,又能防红外线,可将夏日的滚滚热流截于玻璃外。钕(nǚ)元素借其在稀土领域中的独特地位,多年来成为市场关注的热点。“钕铁硼永磁体”的问世,为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。钕铁硼磁体磁能积高,被称作当代“永磁王”,在适应太空恶劣条件的精确导航,捕获锁等方面大显身手。钕铁硼的不同形态钆(gá)可用于核反应堆的抑制剂,是核应用的“安全保护神”;铒(ěr)的光学性质突出,是光纤信息高速公路的护航者;铥(diū)则是医疗上诊断和治疗肿瘤的好帮手。近几年,在全球稀土资源的消费中,中国占有很大的比重,占据全球消费总量的57%,其次是日本和美国。以中、美两国的消费结构举例,由于新能源汽车行业的迅猛发展,稀土永磁在稀土产品消费总额中占据极高的份额。图源:《中国稀土市场的现状、问题及对策》稀土产品消费与稀土产业的发展密切相关,其消费领域可分为传统领域和稀土新材料领域。1987-2018年稀土在中国这些领域的消费结构变化趋势如下图。图源:《我国稀土消费结构现状与趋势分析》航空航天和军工领域,也是稀土应用的重头戏。航空航天导航设备用稀土永磁作为核心材料;太阳能电池阵列、光学观测设备、传感器等,都使用了稀土材料。稀土合金应用于航天器的舱门和口盖,大幅降低结构重量,缩小航天零部件体积,降低能耗。稀土的国际格局变迁“中东有石油,中国有稀土”,在上个世纪70-90年代,我国稀土储量的全球占比高达80%-90%,给无数人留下了深刻的印象。“稀土之乡”内蒙古白云鄂博更是占到了全国稀土总储量的九成以上,是世界上最大的稀土矿。白云鄂博矿区微缩模型1978-2013年间,中国稀土消费需求量增长了80多倍,成为了世界第一稀土产品消费国。在这样的背景下,中国稀土储量的全球占比急剧下降,从90%下降到2019年的37%。未来,这个占比数据很可能会继续降低。图源:《中国稀土市场的现状、问题及对策》历史上,世界稀土资源的供给重心曾有过2次转移。最早的供应国是巴西、印度和澳大利亚。1949年,美国加利福尼亚的芒廷帕斯稀土矿被发现,使美国成为20世纪中期全球最大的稀土供应源。之后,随着中国稀土资源的发现和产业发展,1986年之后,中国才逐渐取而代之。图源:《中国国家地理》2019年12期近年来随着稀土战略价值的不断提升,在全球出现了一波寻矿热。俄罗斯远东地区、印度、澳大利亚、加拿大、越南,以至北极圈内的格陵兰、阿富汗沙漠,都陆续发现了新稀土矿。一些原本在稀土“牌桌”上名不见经传的国家,也跻身“资源新贵”。全球约30个国家和地区拥有稀土资源,可以预见,未来全球稀土格局不再是“一枝独秀”的超级资源大国模式,而正在呈现出“群雄争霸”的多元变动格局。稀土的背后是一个庞大绵长的产业链和产业群,科技含量越高,经济附加值越高。在国际稀土产业链当中,我国稀土产业处于低端化态势。中国可以生产400多个品种,1000多个规格的稀土产品,但其中80%都是中低端产品,尤其在下游的高精尖应用领域,与美日等国家仍有较大差距。图源:《中国国家地理》2019年12期面对发达国家的技术垄断,其需要的仅是稀土原材料的代加工。我国低附加值的稀土产品,在定价方面难以拥有话语权,价值被严重压低,话语权的缺失将会使稀土产业生产经营活动依赖市场变动趋势,而处于被动地位。在国际博弈中,除了稀土储量,还有稀土产业、应用的实力较量。可以说,中国是一个“稀土大国”,但要成为“稀土强国”,还有一段很长的道路要走。【参考文献】[1]徐淼,张庆.中国稀土市场的现状、问题及对策[J].全国流通经济,2021(30):137-139.DOI:10.16834/j.cnki.issn1009-5292.2021.30.037.[2]杨斌清,程婧,徐鹏伟.我国稀土消费结构现状与趋势分析[J/OL].稀土:1-9[2022-03-11].DOI:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.20220030.[3]徐菘泽,刘朝晖.我国稀土产业发展研究[J].合作经济与科技,2021(18):32-33.DOI:10.13665/j.cnki.hzjjykj.2021.18.011.[4]汪竞,栗山.多面稀土国家宝藏的博弈、变迁与隐忧.《中国国家地理》2019年12期.丛恒将,稀土元素.《博物》2009年11期.
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2022-07
稀土|稀土永磁:助力双碳,如日方升
随着新能源汽车、节能电机、工业机器人等下游领域蓬勃发展,全球稀土产业链企业积极推进高性能钕铁硼扩张计划。由于稀土产业链不完整、综合成本较高等因素,海外稀土永磁产能扩张或不及预期,未来高性能钕铁硼供给还看中国。“双碳”目标下,稀土永磁行业有望迎来高速发展的黄金时代。▍稀土永磁在稀土下游各领域中消费价值最高。受益于新能源汽车、节能电机、工业机器人等领域的高速发展,稀土永磁材料在全球稀土消费量中占比近40%,消费价值占比或超90%。根据SMM数据,2020年国内稀土消费量中,稀土永磁占比46%,冶炼与机械、石油化工、玻璃陶瓷、储氢材料占比分别为13%、8%、7%、6%,其中稀土永磁是消费价值最高的领域。▍中国稀土产业链完整,核心环节全球领先。根据美国能源部2022年2月发布的《稀土永磁材料供应链深度评估》报告,中国在采矿、分离、金属冶炼和磁铁合金制造等四个方面均处于领先水平,特别是分离、金属冶炼和磁铁合金制造等三个环节在全球市占率约为90%,其中在磁铁合金制造环节,2020年中国高性能钕铁硼全球市占率为92%,日本、越南分别为7%、1%,美国、德国、斯洛文尼亚和芬兰均不足1%,我国处于绝对龙头地位。▍海外高性能钕铁硼增量有限,全球供给还看中国。日本是中国以外第二大稀土永磁生产国,主要企业有日立金属、信越化学和TDK东京电气。美国和欧洲均在积极布局稀土永磁,以期降低对中国供应链的依赖,但由于稀土产业链不完善及综合成本较高等因素,我们预计2025年海外高性能钕铁硼新增产能约为1万吨。根据国内相关上市公司公告,我们预计2025年国内高性能钕铁硼新增产能或为15万吨,未来全球高性能钕铁硼供给增量主要集中在中国。▍稀土永磁行业集中度有望持续提升。根据弗若斯特沙利文的预测(转引自金力永磁公告),2025年我国和全球的稀土永磁材料产量将分别达到28.4万吨和31.0万吨,我国磁材产量全球第一。随着新能源汽车、节能电机、工业机器人等下游需求的高速增长,稀土价格或将高位运行,产业结构有望持续优化,头部企业凭借技术、资金、渠道与成本优势,或将有序发展、按需扩产,稀土永磁行业集中度有望进一步提升。▍新能源等下游需求提振,稀土产业链方兴未艾。全球环保政策及国内“双碳”目标的大力推动下,新能源汽车、工业电机、风力发电、变频空调、消费电子、轨道交通及工业机器人等各个领域或将持续高速发展。我们预计2030年国内、海外新能源汽车将分别拉动6、7.8万吨的高性能钕铁硼需求增量,2030年全球高性能钕铁硼需求量或达36万吨以上,稀土行业下游需求有望维持长期高速发展态势,稀土全产业链或将进入高质量发展的新周期。▍风险因素:宏观经济波动;下游需求不及预期;海外产能扩张超预期;稀土价格波动;稀土开采、冶炼分类指标超预期。▍投资策略:“双碳”目标下,未来新能源汽车、节能电机、工业机器人等下游需求或将持续高增,稀土永磁行业竞争格局或将不断优化,国内稀土产业链利润有望持续释放,维持行业“强于大市”评级。
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