稀土产业及产品特性

稀土产业及主要产品特性天津海关归类分中心邱越汇报内容1.稀土简介2.稀土产业概况3.稀土应用介绍4.稀土主要产品特性LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuScY1794年芬兰化学家JohanGadolin发现钇－1947年确认最后一个稀土元素钷，经历了150年稀土简介稀土元素－17个+钪，共17个元素中国稀土资源特点白云鄂博稀土矿是全世界最大稀土资源矿，以轻稀土为主，是独居石和氟碳铈矿混合型稀土矿，与铁铌共伴生。氟碳铈矿以轻稀土为主，伴生氟、钡、锶等有益组分多，综合利用价值高。南方离子型稀土矿是我国独有矿种，富含高价值中重稀土元素。0-11-1010-100100-500500+白云鄂博稀土矿2532万吨四川氟碳铈矿240万吨江西55万吨福建4.4万吨广东45万吨微山氟碳铈矿9.6万吨浙江0.7万吨湖南11万吨广西34万吨云南13.6万吨“南重北轻”“南贵北贱”中国稀土资源储量分布概况（REO计）(注:国土资源部矿产开发司《中国矿产资源主要矿种开发利用水平与政策建议》，2002年9月）稀土原矿稀土精矿稀土化合物材料抛光粉化工助剂稀土发光材料催化材料陶瓷材料晶体材料稀土磁性材料、储氢材料重选、磁选、浮选或原地浸矿焙烧、酸、碱、盐分解浸出、萃取分离提纯单一稀土氧化物、稀土盐类电解、还原、蒸馏等稀土金属、合金稀土有色金属合金材料稀土制备流程2稀土产业概况中国三大稀土资源包头混合型稀土矿南方离子型稀土矿四川氟碳铈稀土矿浓硫酸分解—水浸—P204/碳氨转型—皂化P507-HCl体系萃取分离原地浸—碳氨沉淀-盐酸溶解—皂化P507-HCl体系萃取分离氧化焙烧—盐酸浸出—碱转优溶—皂化P507-HCl体系萃取分离2稀土产业概况稀土冶炼分离主流工艺世界稀土资源及开发离子型稀土矿床分布略图离子型稀土矿离子矿堆浸离子矿原地浸萃取分离生产线金属生产工艺目前，采用的工艺技术主要分为：•熔盐电解（氯化物、氟化物熔盐体系）•金属热还原（钙热还原、镧热还原）•真空蒸馏提纯技术稀土金属电解生产线稀土金属电解生产线中频感应还原炉中频感应真空蒸馏炉真空蒸馏提纯技术真空蒸馏提纯稀土金属是利用某些稀土金属与杂质之间在某一温度下蒸汽压之间的差别，在高温高真空下加热处理，使稀土金属与杂质分离从而制备高纯稀土金属的方法。真空蒸馏法是目前制备高纯稀土金属的常用方法。高温高真空蒸馏炉资源第一占世界的36%生产第一占世界的95%出口第一占世界的90%应用第一占世界的60%关系到世界和平和国家安全的战略资源我国是大国、但不是稀土强国2稀土产业概况我国稀土的优势地位稀土化合物稀土金属发光材料发达国家：将稀土列为战略资源，稀土新材料研究和相关应用产业作为重点发展领域。航空航天汽车家电电子信息高新材料环境材料储氢材料生物医用材料信息材料稀土应用介绍国防军工磁性材料CRTFEDLCD发光材料重要应用领域照明用发光材料PDP显示用发光材料OLEDLED节能荧光灯金属卤化物灯长余辉发光材料应急、交通照明及装潢美化特种发光材料上转换荧光粉军事探测与防伪X射线增感屏用荧光粉医学检测高压汞灯LED灯稀土应用介绍3.3.稀土应用介绍其它功能材料体系：含稀土催化剂、汽车尾气净化；稀土生物、医学用材料；储氢材料、陶瓷材料晶体材料、信息传输材料；...稀土应用介绍单一稀土氧化物纯度（2N－5N）粉末状，溶于酸或碱复合稀土氧化物铈锆、钇铕、钇铈镧铈铽等；粉末状，溶于酸或碱稀土氧化物4.1稀土化合物及盐类产品4.1稀土化合物及盐类产品稀土盐类稀土碳酸盐稀土草酸盐、醋酸盐氢氧化物稀土硝酸盐稀土醋酸盐稀土硝酸盐、硫酸盐稀土氯化物、氟化物稀土碘化物、溴化物稀土硫酸盐稀土碳酸盐稀土氢氧化物稀土抛光粉：主要成分：氧化铈（CeO2）或含有其他稀土如La2O3、Pr7O11等混合稀土抛光粉。含有微量氟。主要特性：无毒、无味，性质稳定;白色、浅黄色、棕色或红色固体粉末检测方法：用X荧光和ICP—AES方法,分析主成分及稀土配分。4.1稀土化合物及盐类产品普通稀土抛光粉与氧化铈、镧铈稀土氧化物及混合稀土氧化物从成分和外观上没有明显区别除钷以外的16种稀土金属，纯度2N-4N镧、镨、钕、镨钕、钪、钇、铽、镝、钐、混合稀土金属等。稀土金属4.2稀土金属及合金产品用途：主要用于钕铁硼永磁材料，镝用以提高磁体温度稳定性。4.2稀土金属及合金产品产品名称：镝铁(Dy-Fe)合金、钆铁(Gd-Fe)合金主要成分：稀土总量(%)：70-80主要特征：铸态块状，呈银灰色金属光泽。识别方法：肉眼识别，或借助ICP，电感耦合等离子体光谱法。用途：主要用作溅射靶材。4.2稀土金属及合金产品产品名称：镨钕(Pr-Nd)合金主要成分：稀土总量(%)：99镨25%+钕75%主要特征：铸态块状，呈银灰色金属光泽。识别方法：肉眼识别，借助仪器如ICP等。用途：主要用于钕铁硼磁性材料和有色合金添加剂。产品名称：钬铜(Ho-Cu)合金主要成分：合金成分按用户需求而定。主要特征：不规则块状或加工成型，呈金黄色金属光泽。识别方法：肉眼识别，借助仪器如ICP等。用途：主要用作耐高温耐腐蚀合金材料的添加剂。产品名称：钇镁(Y-Mg)合金主要成分：稀土总量(%)按用户要求可在10～80%内调整。主要特征：铸态块状，呈银白色金属光泽。识别方法：肉眼识别，借助仪器如ICP等。用途：主要用作镁合金添加剂，用以提高材料力学性能。4.2稀土金属及合金产品产品名称：钇铝(Y-Al)中间合金主要成分：稀土总量(%)：87±2主要特征：铸态块状，呈银灰色金属光泽。识别方法：肉眼识别，借助仪器如ICP等。军工国防风力发电航空航天大运载工程稀土磁性材料稀土第一大应用领域计算机通讯4.3稀土磁性材料产品汽车钕铁硼永磁粉及磁体钐钴永磁粉及磁体钐铁氮永磁粉铽镝铁磁致伸缩材料磁致冷材料巨磁阻材料1、钕铁硼磁体（NdFeB）主要成分：Nd2Fe14B1、(Nd/Pr)2Fe14B1。稀土金属含量30-33%左右主要特征：成品钕铁硼磁体均采用镀铝或其他镀膜工艺进行防腐处理，处理后磁体外观明亮具有金属光泽。检测方法：区分钕铁硼磁体、钐钴磁体与铁氧体时，可将产品充磁,使用高斯计对产品进行测量;如测量示数5000奥斯特即为钕铁硼或钐钴磁体；如测量示数2000奥斯特即为铁氧体;如需进一步区分钕铁硼与钐钴磁体可用仪器ICP（电感耦合等离子光谱发生仪)测量成分。4.3稀土磁性材料产品2、钐钴磁体（SmCo）产品名称：钐钴磁体（SmCo）主要成分：SmCo5、Sm2CO17稀土金属含量25-35%主要特征：一般成品钐钴磁体与钕铁硼磁体一样均采用镀铝工艺，两者外观上几乎一样，明亮光滑，具有金属光泽，但充磁后钐钴磁体的磁性能要明显钕铁硼磁体。检测方法：同上述测量钕铁硼磁体一样，可首先使用高斯计来辨别是否为永磁材料；精确区分可用ICP仪器。24.3稀土磁性材料产品3、钕铁硼速凝薄片（快冷厚带（专利技术））主要成分：Nd2Fe14B1、(Nd/Pr)2Fe14B1稀土金属含量30-33%左右主要特征：外观平整，片带状，有金属光泽、较脆。检测方法：微观组织呈柱状晶，可用X荧光或ICP仪器测定成分。4.3稀土磁性材料产品mmmm主要成分：（TbxDy1-x）Fey（稀土金属含量60%）主要特征：在磁场作用下发生伸缩，将电能转化为机械能。未经加工的一般为棒状，直径30-80mm，外观呈现暗黑色，断口处呈现明亮的金属光泽。比传统的压电陶瓷磁致伸缩性能提高10倍以上。75mm50mm4.3稀土磁性材料产品二、稀土超磁致伸缩材料产品名称：稀土超磁致伸缩材料发展需求－磁致伸缩水声换能器-潜艇声纳扬声器、超声换能器稀土水声换能器声纳在军工及民用范围内有着广泛的使用，已形成世界标准与系列产品。如水声换能器规模按1000套来算，每套需要材料2kg，总计需2000kg。我国是扬声器生产大国，年产扬声器几亿只，根据相关资料表明，我国对于高档发烧友扬声器的需求量正在以每年8.7%的速度增长，市场份额巨大，GMM平面扬声器一项按年销售量100万台来计算，每台需该材料10g，总计为10000kg。高精度致动机床及智能控制基于GMM的高精度控制机床可满足中凸变椭圆型活塞及其它高精度加工的要求，具有广阔的市场前景。该设备每套需要磁致伸缩材料700g，按每年生产精密超磁致伸缩致动器1500套来算，总计需要1050kg。4.3稀土磁性材料产品Electricinformationindustry带动传统产业促进高新技术产业Ni/MH电池--greenbatteryEVindustry•高比容量(2倍)•大电流充放电性能好•无公害•无记忆效应稀土在贮氢材料4.4稀土储氢材料产品稀土在贮氢材料4.4稀土储氢材料产品主要成分：LaNi5（含镧、镨、钕约35%）主要特征：熔炼合金一般为厚度5-50mm厚的不规则块状，表面呈暗黑色，断口处呈现明亮的金属光泽。甩带储氢合金厚度为0.2-1mm厚的片状,表面稀土储氢合金平整呈现明亮的金属光泽,经化学方法制备的稀土储氢材料为粉末状,呈现暗灰色光泽。检测方法：稀土储氢合金为金属间化合物，较脆，比较容易敲碎。稀土储氢粉末样品化学式波长/nm稀土REO红粉3+YO:Eu23611±2100%绿粉(Ce,Tb)MgAlO/1119(La,Ce,Tb)PO4543±217-100%蓝粉2+BaMgAlO:Eu1017450±25-10%蓝粉2+2+BaMgAlO:Eu,Mn1017450±25-7%节能灯用发光材料的种类4.5稀土发光材料产品石榴石型结构铝酸盐荧光粉主要成分：(Y1-aGda)3(Al1-bGab)5O12:Ce(铝酸盐系列)，稀土REO含量50%Ca3Sc2Si3O12:Ce（钪硅酸盐系列）。主要特征：该发光材料外观上呈现为黄色或绿色粉体，其中铝酸盐系列黄色荧光粉如图所示。检测方法：X射线衍射图谱是确定该系列发光材料最为准确的方式;其次可以通过肉眼来判断,通常具有石榴石结构的LED荧光粉在太阳光照射下，即可呈现出绿色、黄色粉体。4.5稀土发光材料产品硅酸盐系列发光材料主要成分：稀土离子激活的硅酸盐，包括正硅酸盐、绿硅酸盐及焦硅酸盐等。主要特征：该发光材料外观上呈现为一种绿色粉体，如图所示。检测方法：X射线衍射图谱是确定硅酸盐系列荧光粉最为准确的方式；其次可以通过肉眼来判断，通常白光LED用硅酸盐系列发光材料在太阳光照射下，即可呈现出绿色、黄色粉体；亦可通过激发光谱来判定。4.5稀土发光材料产品硅基氮（氧）化物系列发光材料主要成分：Sr2Si5N8:Eu、CaAlSiN3:Eu红色荧光粉；α-sialon黄色-橙色荧光粉;β-sialon绿色荧光粉等。主要特征：在日光照射下，该系列荧光粉呈现为明亮的红色、绿色、黄色、蓝色等粉体，其中Ca0.2Sr0.8AlSiN3:Eu红色荧光粉的图片如图所示。检测方法：X射线衍射图谱是确定硅基氮（氧）化物系列发光材料最为准确的方式；其次可以通过激发光谱的覆盖范围来判断，硅基氮(氧)化物发光材料激发光谱在300-550nm范围内均存在较强吸收。4.5稀土发光材料产品1.PDP用红色荧光粉产品名称：硼酸盐荧光粉主要成分：(Y,Gd)BO3:Eu3+主要特征：日光照射下，在外观上表现为白色粉体,而在147nm波长光或紫外光激发下呈现红色粉体如图所示。检测方法：XRD是确定该荧光粉的最佳方式;其次在147nm波长光或紫外灯激发下白光粉体呈现出红色发光。4.5稀土发光材料产品2.PDP用绿色荧光粉产品名称：硅酸盐荧光粉主要成分：Zn2SiO4:Mn2+主要特征：日光照射下，在外观上表现为白色粉体,而在147nm波长光或紫外光激发下呈现为绿色粉体如图所示。检测方法：XRD是确定该荧光粉的最佳方式,其次在147nm波长光或紫外灯激发下白色粉体呈现出绿色发光。4.5稀土发光材料产品3.PDP用蓝色荧光粉产品名称：铝酸盐荧光粉主要成分：BaMgAl10O17:Eu2+主要特征：日光照射下，在外观上表现为白色粉体,而在147nm波长光或紫外光激发下呈现为蓝色