引言

稀土(Rare Earth)，是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。自然界中有250 种稀土矿。

最早发现稀土的是芬兰化学家加多林(John Gadolin)。1794 年，他从一块形似沥青的重质矿石中分离出第一种稀土“元素”(钇土，即Y2O3)。

因为18世纪发现的稀土矿物较少，当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物，历史上习惯地把这种氧化物称为“土”，因而得名稀土。

一、行业定义及基本概念

稀土(Rare Earth)，是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。自然界中有250 种稀土矿。

最早发现稀土的是芬兰化学家加多林(John Gadolin)。1794 年，他从一块形似沥青的重质矿石中分离出第一种稀土“元素”(钇土，即Y2O3)。

因为18 世纪发现的稀土矿物较少，当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物，历史上习惯地把这种氧化物称为“土”，因而得名稀土。

图1：橘色区域为稀土元素

主要常见类型包括：独居石、氟碳铈矿、磷钇矿等存在于自然界中的原矿以及稀土工业中最主要的初级产品碳酸氯化稀土、磷矿稀土、混合稀土等成品。

二、产业链

1.制备方式

1.1选矿

选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异，采用不同的选矿方法，借助不同的选矿工艺，不同的选矿设备，把矿石中的有用矿物富集起来，除去有害杂质，并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。

当前中国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中，稀土氧化物含量只有百分之几，甚至有的更低，为了满足冶炼的生产要求，在冶炼前经选矿，将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开，以提高稀土氧化物的含量，得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。稀土矿的选矿一般采用浮选法，并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。

内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床，是铁白云石的碳酸岩型矿床，在主要成分铁矿中伴生稀土矿物（除氟碳铈矿、独居石外，还有数种含铌、稀土矿物）。采出的矿石中含铁30%左右，稀土氧化物约5%。在矿山先将大矿石破碎后，用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。选矿厂的任务是将Fe2O3从33%提高到55%以上，先在锥形球磨机上磨矿分级，再用圆筒磁选机选得62～65%Fe2O3（氧化铁）的一次铁精矿。其尾矿继续进行浮选与磁选，得到含45%Fe2O3（氧化铁）以上的二次铁精矿。稀土富集在浮选泡沫中，品位达到10～15%。该富集物可用摇床选出REO含量为30%的粗精矿，经选矿设备再处理后，可得到REO60%以上的稀土精矿。

2018年全球已探明重稀土量约54.42万吨。

图2：世界稀土储量分布，轻稀土主要分布在我国北方地区，重稀土主要分布在南方地区。

图3:中国稀土储量分布

1.2分解

稀土精矿中的稀土，一般呈难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形态。必须通过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物，经过溶解、分离、净化、浓缩或灼烧等工序，制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物，作为产品或分离单一稀土的原料，这样的过程称为稀土精矿分解也称为前处理。

分解稀土精矿有很多方法，总的来说可分为三类，即酸法、碱法和氯化分解。酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等。碱法分解又分为氢氧化钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非稀土元素的回收与综合利用、利于劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程。

当前，虽然已发现有近200种稀散元素矿物，但由于稀少而未富集成具有工业开采的独立矿床，迄今只发现有很少见的独立锗矿、硒矿、碲矿，但矿床规模都不大。

1.3冶炼

稀土冶炼方法有两种，即湿法冶金和火法冶金。

湿法冶金属化工冶金方式，全流程大多处于溶液、溶剂之中，如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法，它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程复杂，产品纯度高，该法生产成品应用面广阔。

火法冶金工艺过程简单，生产率较高。稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金，熔盐电解法制取稀土金属或合金，金属热还原法制取稀土合金等。火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。

1.3.1分步法

从1794年发现的钇（Y)到1905年发现的镥（Lu)为止，所有天然存在的稀土元素间的单一分离，还有居里夫妇发现的镭，都是用这种方法分离的。分步法是利用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的差别来进行分离和提纯的。方法的操作程序是：将含有两种稀土元素的化合物先以适宜的溶剂溶解后，加热浓缩，溶液中一部分元素化合物析出来（结晶或沉淀）。析出物中，溶解度较小的稀土元素得到富集，溶解度较大点的稀土元素在溶液中也得到富集。因为稀土元素之间的溶解度差别很小，必须重复操作多次才能将这两种稀土元素分离开来，因而这是一件非常困难的工作。全部稀土元素的单一分离耗费了100多年，一次分离重复操作竟达2万次，对于化学工作者而言，其艰辛的程度，可想而知。因此用这样的方法不能大量生产单一稀土。

1.3.2离子交换

由于分步法不能大量生产单一稀土，因而稀土元素的研究工作也受到了阻碍，第二次世界大战后，美国原子弹研制计划即所谓曼哈顿计划推动了稀土分离技术的发展，因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质相似，为尽快推进原子能的研究，就将稀土作为其代用品加以利用。而且，为了分析原子核裂变产物中含有的稀土元素，并除去铀、钍中的稀土元素，研究成功了离子交换色层分析法（离子交换法），进而用于稀土元素的分离。

离子交换色层法的原理是：首先将阳离子交换树脂填充于柱子内，再将待分离的混合稀土吸附在柱子入口处的那一端，然后让淋洗液从上到下流经柱子。形成了络合物的稀土就脱离离子交换树脂而随淋洗液一起向下流动。流动的过程中稀土络合物分解，再吸附于树脂上。就这样，稀土离子一边吸附、脱离树脂，一边随着淋洗液向柱子的出口端流动。由于稀土离子与络合剂形成的络合物的稳定性不同，因此各种稀土离子向下移动的速度不一样，亲和力大的稀土向下流动快，结果先到达出口端。

离子交换法的优点是一次操作可以将多个元素加以分离。而且还能得到高纯度的产品。这种方法的缺点是不能连续处理，一次操作周期花费时间长，还有树脂的再生、交换等所耗成本高，因此，这种曾经是分离大量稀土的主要方法已从主流分离方法上退下来，而被溶剂萃取法取代。但由于离子交换色层法具有获得高纯度单一稀土产品的突出特点，当前，为制取超高纯单品以及一些重稀土元素的分离，还需用离子交换色层法分离制取一稀土产。

1.3.2溶剂萃取

利用有机溶剂从与其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取分离出来的方法称之为有机溶剂液-液液萃取法，简称溶剂萃取法，它是一种把物质从一个液相转移到另一个液相的传质过程。

溶剂萃取法在石油化工、有机化学、药物化学和分析化学方面应用较早。但近四十年来，由于原子能科学技术的发展，超纯物质及稀有元素生产的需要，溶剂萃取法在核燃料工业、稀有冶金等工业方面，得到了很大的发展。中国在萃取理论的研究、新型萃取剂的合成与应用和稀土元素分离的萃取工艺流程等方面，均达到了很高的水平。

溶剂萃取法其萃取过程与分级沉淀、分级结晶、离子交换等分离方法相比，具有分离效果好、生产能力大、便于快速连续生产、易于实现自动控制等一系列优点，因而逐渐变成分离大量稀土的主要方法。

溶剂萃取法的分离设备有混合澄清槽、离心萃取器等，提纯稀土所用的萃取剂有：以酸性磷酸酯为代表的阳离子萃取剂如P204稀土萃取剂、P507稀土萃取剂，以胺为代表的阴离子交换液N1923和以TBP、P350等中性磷酸酯为代表的溶剂萃取剂三种。这些萃取剂的粘度与比重都很高，与水不易分离。通常用煤油等溶剂将其稀释再用。

轻稀土（P204弱酸度萃取）—镧、铈、镨、钕和钷；

中稀土（P204低酸度萃取）—钐、铕、钆、铽和镝；

重稀土（P204中酸度萃取）—钬、铕、铒、铥、镱、镥和钪。

1.4提纯

除Pm以外的16个稀土元素都可以提纯到6N(99.9999%)的纯度。由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中，分离提取出单一纯稀土元素，在化学工艺上是比较复杂和困难的。其主要原因有二个，一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分相似，多数稀土离子半径居于相邻两元素之间，非常相近，在水溶液中都是稳定的三价态。稀土离子与水的亲和力大，因受水合物的保护，其化学性质非常相似，分离提纯极为困难。二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多（如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等）。因此，在分离稀土元素的工艺流程中，不但要考虑这十几个化学性质极其相近的稀土元素之间的分离，而且还必须考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的分离。

1.4.1生产原料

稀土金属一般分为混合稀土金属和单一稀土金属。混合稀土金属的组成与矿石中原有的稀土成份接近，单一金属是各稀土分离精制的金属。以稀土氧化物（除钐、铕、镱及铥的氧化物外）为原料用一般冶金方法很难还原成单一金属，因其生成热很大、稳定性高。因此如今生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。

1.4.2熔盐电解

工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。这一方法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融，然后进行电解，在阴极上析出稀土金属。电解法有氯化物电解和氧化物电解两种方法。单一稀土金属的制备方法因元素不同而异。钐、铕、镱、铥因蒸气压高，不适于电解法制备，而使用还原蒸馏法。其它元素可用电解法或金属热还原法制备。

氯化物电解是生产金属最普通的方法，特别是混合稀土金属工艺简单，成本便宜，投资小，但最大缺点是氯气放出，污染环境。

氧化物电解没有有害气体放出，但成本稍高些，一般生产价格较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。

1.4.3真空还原

电解法只能制备一般工业级的稀土金属，如要制备杂质较低，纯度高的金属，一般用真空热还原的方法来制取。一般是把稀土氧化物先制成氟化稀土，在真空感应炉内用金属钙进行还原，制得粗金属，然后再经过重熔和蒸馏获得较纯的金属，这一方法可以生产所有的单一稀土金属，但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅使氟化稀土产生部分还原。一般制备这些金属，是利用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理，将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块，在真空炉中进行还原，镧比较活泼，钐、铕、镱、铥被镧还原成金属后收集在冷凝上，与渣很容易分开。

2.终端应用

2.1应用领域

2.1.1军事方面

稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说，美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，得益于稀土科技领域的技术。

2.1.2冶金工业

稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能；稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件，被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业；稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。

2.1.3石油化工

用稀土制成的分子筛催化剂，具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点，因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程；在合成氨生产过程中，用少量的硝酸稀土为助催化剂，其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍；在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备挂胶少，运转稳定，后处理工序短等优点；复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂，环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。

2.1.4玻璃陶瓷

主要包括以下几个方面：超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷及敏感陶瓷等。

稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿，可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光；在熔制玻璃过程中，可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用，降低玻璃中的铁含量，以达到脱除玻璃中绿色的目的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃，其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等；在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以减轻釉的碎裂性，并能使制品呈现不同的颜色和光泽，被广泛用于陶瓷工业。

随着材料科学的发展，近年来功能复合陶瓷备受关注，稀土掺杂在功能复合陶瓷的开发研究方面也取得了较大进展。浙江大学陈昂等，采用常规功能陶瓷的制备方法，YBa2Cu3O7-x和铁电陶瓷BaTiO3复合，获得了铁电性与超导性共存的YBa2Cu3O7-x-BaTiO3系复合功能陶瓷，其电导特性符合三维导电行为，并当YBa2Cu3O7-x含量较高时呈超导性。华中理工大学周东祥等的研究指出，LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3-SrCrO3系复合功能陶瓷，可用作磁流体电机的电极材料和气敏材料；而在NTC热敏复合材料NiMn2O4-LaCrO3陶瓷中，新化合物LaMnO3导电相决定着陶瓷的主要性质。西安交通大学的邹秦等通过用稀土离子Y3+、La3+对（Sr,Ca）TiO3掺杂，省去了原有的用碱金属离子（Nb5+、Ta5+）涂覆并进行热扩散的工艺，而且制得的陶瓷材料致密度高、工艺性能良好，并保持了电阻率低（ρ为10-2Ω/cm量级）、非线性高（非线性系数α﹥10）的介电-压敏复合功能特性。

2.1.5农业方面

研究结果表明，稀土元素可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进根系发育，增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发，提高种子发芽率，促进幼苗生长。除了以上主要作用外，还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。

大量的研究还表明，使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种，出苗、拔节比对照早1～2天，株高增加0.2米，早熟3～5天，而且籽粒饱满，增产14%。大豆用稀土拌种，出苗提早1天，单株结荚数增加14.8～26.6个，3粒荚数增多，增产14.5%～20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高，促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度，降低腐烂率。

2.2消费结构

图4:国内稀土材料领域消费量

图5:国内稀土材料在新材料领域消费量

3.主要应用材料及发展趋势分析

3.1稀土永磁材料

稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高 100 多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。稀土永磁体经过充磁后不再需要外加能量就能建立很强的永久磁场。故稀土永磁体被称为超级磁体和当代永磁之王。稀土永磁材料于二十世纪 60 年代后期开始发展，并且平均每年以 70%左右的速度递增，其增长速率超过了整个永磁材料的增长速率。制造稀土永磁材料的稀土元素主要是钕、钐、镨、镝、铈等。稀土永磁材料迄今已发展了 3 代，第一代即 l∶5 型钐钴磁体 SmCo5；第二代即 2∶17 型钐钴磁体 Sm2Co17 及其它延伸产品；第三代为稀土铁系永磁体，最典型为 Nd2Fe14B 永磁体。它们被广泛应用于各类电机、电声、核磁共振成像装置、医疗设备、磁悬浮列车、军事工业及其它光电子等高新技术领域。稀土永磁材料产量的 1/3 左右都用来制造各种永磁电机，稀土永磁电机不仅效率高，而且结构简单、运行可靠、体积小、重量轻。它既可达到传统电励磁电机所无法比拟的高性能（如高效、高速、高响应速度），又可以制成能满足特定运行要求的特种电机。稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过度金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金的方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。

3.2稀土储氢材料

贮氢材料就是在一定条件下能大量可逆地吸放氢的材料，在已开发的一系列贮氢材料中，稀土系贮氢材料性能最佳，稀土贮氢材料一般是含有稀土金属元素的合金或金属间化合物。由于稀土贮氢合金具有吸氢量大、易活化、不易中毒、吸放氢快等优点而成为最具代表性并且已实用化的一类重要的贮氢材料其应用领域已扩大到能源、化工、电子、宇航、军事及民用等方面。

稀土贮氢合金可以用于 H2 的贮存和提纯。典型的贮氢合金 LaNi5 的氢密度超过液态氢和固态氢。每千克稀土贮氢合金可存储约 160L 的 H2，与15MPa 的高压瓶贮氢的重量基本相同，但体积可缩小到 1/4，并可在 1MPa 的低压力下贮存，而且除非外部加热，否则不会放出 H2。因此，用稀土贮氢合金贮存氢安全可靠。

由于稀土贮氢合金在吸放 H2 时能够产生很大的反应热（如 LaNi5 为 50kJ·kg- 1），因而可利用氢在反应热有很大差异的两种合金之间的移动而进行蓄热，对工业废热进行回收利用，并能利用其可逆反应进行制冷。能够通过在两种物性不同的贮氢合金之间互相交换 H2 的办法吸收或放出其反应热的装置叫做金属氢化物热泵。金属氢化物热泵是无需燃料燃烧就可以致热的装置，也是不使用环境污的制冷剂就可以制冷的装置，与其它使用机械动力的热泵不同，不仅费用便宜，而且无噪音和振动。

稀土贮氢合金可用于制造镍氢充电电池（Ni/MH）。镍氢充电电池与镍镉电池（Ni- Cd）相比具有高电容量、不污染环境和循环寿命长等特点，其应用领域日益广泛。目前，镍氢电池在通讯，如移动电话、笔记本电脑、便携式摄像机、袖珍收录机、数码相机、电动助力车和电动汽车（单一电动汽车和混合电动车）等得到广泛应用。我国生产的镍氢电池的技术及装备已达到世界先进水平，制成的电池技术指标较好，综合性能较高。目前，作为 Ni/MH电池电极用的合金主要是以 LaNi5 为基础的 AB5 型稀土系贮氢合金，它是已经商品化的第一代贮氢合金，但其放电容量为300~330mAh·g - 1，难以得到继续提高，不能适应Ni/MH 电池能量密度进一步提高的发展要求。目前，国内外研究较多的高容量贮氢

合金主要有钛、锆基 AB2 型，钒基固溶体型，镁基A2B 型等。

稀土贮氢合金可用于制造传感器和控制器。贮氢合金生成氢化物后，氢达到一定平衡压，在温度升高时，合金压力也随之升高。根据这一原理，只要将一小型贮氢器上的压力表盘改为温度指示盘，经校正后即可制成温度指示器。这种温度计体积小，不怕震动，温度测量准确，广泛应用于飞机。这种温度传感器还可改制成火警报警器，利用金属氢化物吸放氢时的压力效应，如某些金属氢化物吸氢后在100℃时即可获得 6～13MPA 的压力，除可制成无传动部件的氢压缩机外，还可作机器人动力系统的激发器、控制器和动力源。

稀土贮氢材料的应用领域还有很多，如可用在氢的同位素分离、超低温致冷材料、吸气剂、绝热采油管和高性能杜瓦瓶等。

3.3稀土发光材料

稀土元素在发光材料中具有举足轻重的地位。稀土化合物的发光是由于稀土元素的 4f 电子在 f- f组态之内或 f-d 组态之间的跃迁产生的。具有未充满的 4f 壳层的稀土原子或离子，其光谱大约有 30000 条可观察到的谱线，它们可以发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。由于稀土离子具有丰富的能级和 4f 电子跃迁特性，使稀土成为一个巨大的发光宝库，为高科技领域提供了性能优越的发光材料。

在军事上，稀土发光材料成功应用于夜视设备，在夜视镜中，稀土荧光粉将光子转化成电子，电子在通过光纤显微道平面的几百万个小孔时被增强，互相从壁上来回反射，释放出更多的电子。在尾端的另一些稀土荧光粉则将电子重新转化成光子，这样就可以用目镜看到图像了。海湾战争中，多国部队就是用这种夜视镜一次次地观测伊军目标的。在安全应急方面，目前较普遍的是采用稀土长余辉发光材料。如救生器材标志、紧急疏散标志、消防安全设施以及军事设施的隐蔽照明。如日本将发光涂料用于某些特殊场合的应急指示照明。在美国“9.11”事件中长余辉发光标志在人员疏散过程中起了重要的作用。在交通运输领域，稀土发光材料用于道路交通标志，如警用防护服、路标、护栏、临时防护带、地铁出口等；在飞机、船舶、火车、汽车上涂以长余辉发光材料标志，目标明显，可以减少意外事故的发生。目前，国内外普遍采用发光纤维制造发光织物，制成夜间值勤人员的衣服。

在建筑装潢方面，稀土发光材料可以装饰、美化环境，节能环保，简单醒目。英国一家公司将发光油漆用于楼道，白天储光，夜间释放光能，长期循环以节省照明用电。稀土发光材料还可用于广告装饰、夜间或黑暗环境需要显示部位的指示，如电影院的座位号，电源开关，安全出口标示等。

除上述领域外，稀土发光材料还被广泛应用于促进植物生长、紫外消毒、医疗保健、夜光显示和模拟自然光全光谱光源等特种光源和器材的生产，应用领域不断得到拓展。

3.4稀土催化材料

轻稀土元素独特的 4f 电子层结构使其在化学反应过程中表现出良好的助催化性能与功效，具有巨大的应用市场和发展潜力。稀土催化材料主要有3类，包括分子筛稀土催化材料、稀土钙钛矿催化材料以及铈基催化材料等，已在机动车尾气净化、石油化工、燃料电池、催化燃烧以及高分子材料无铅助剂等诸多能源环境领域得到研发和应用。

石油炼制与化工是稀土催化剂应用的一个重要领域，也是最早应用混合稀土的领域之一。我国自二十世纪 70 年代中期开始生产和使用稀土分子筛裂化催化剂，二十世纪 80 年代达到高峰。研究表明，稀土催化剂不仅可以改善分子筛的活性、选择性、水热稳定性和抗钒中毒能力，明显提高石油裂化过程汽柴油的收率，还可以提高液化气及烯烃的收率，增强重质油的转化能力。实践证明，在原油精炼中采用混合氯化稀土产品制成稀土分子筛（煤油触煤），可以改进炼油工艺，提高精油产品的性能。稀土含量为 0 . 5％～5 ％的 Y-型稀土分子筛可将精炼油中的汽油率提高 13%～15%，将精炼装置的生产能力增加 30%。

三、稀土材料市场分析

1.发展概况

1.1行业现状

2011年，《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》颁布以来，稀土行业在资源保护、产业结构调整、应用产业发展、创新能力提升、管理体系建设等方面取得积极进展，行业发展质量迈上了新台阶。

1.1.1产业结构调整取得突破

一是产业集中度大幅提高。稀土冶炼分离企业从99家压缩到59家，6家稀土集团主导市场的格局初步形成，整合了全国23家稀土矿山中的22家、59家冶炼分离企业中的54家，扭转了“多、小、散”的局面，冶炼分离产能从40万吨压缩到30万吨。二是产品结构进一步优化。以资源开采、冶炼分离和初级产品加工为主的产业结构加快向以中高端材料和应用产品为主的方向转变，80%以上的初级加工品被用于制造磁性、催化、储氢、发光、抛光等功能材料。三是产业布局趋于合理。围绕资源地建成包头、赣州、凉山、龙岩等稀土资源开采和冶炼分离基地，产能分别占全国90%、60%以上；围绕消费市场建成宁波、厦门、成都、包头等稀土应用产业基地，稀土磁性、催化、发光材料产业规模分别占全国70%、50%、45%以上。

1.1.2应用产业发展成果显著

一是应用产业规模不断扩大。稀土磁性、催化材料产量年均增幅超过15%，稀土磁性、发光、储氢等主要功能材料产量占全球总产量70%以上。二是产品性能大幅提升。稀土磁性材料综合性能（磁能积+矫顽力）由60提高到70以上，基本满足电动汽车、风力发电设备等需要，汽车尾气净化催化器达到国V标准，国产石油裂化催化剂自给率超过90%，LED器件发光效率由90流明/瓦提高到150流明/瓦以上。三是取得一批突破性成果。国产汽车尾气催化剂和器件打入国际知名企业，稀土脱硝催化剂在电力、钢铁、玻璃等工业窑炉废气处理中实现产业化示范应用，高端稀土激光晶体、闪烁晶体、超高纯稀土金属和化合物、高性能稀土合金等关键制备技术取得突破，产品基本满足重点工程和国防科工的急需。

1.1.3可持续发展能力进一步提升

一是创新能力大幅提高。企业研发费用占营业收入比重从2%提高到3%以上，建成了7家集技术研发、产业转化、分析检测和应用评价于一体的稀土公共技术服务平台，新建白云鄂博稀土资源研究与综合利用、稀土永磁材料等重点实验室，组建先进稀土材料产业技术创新战略联盟。二是企业实力明显增强。形成了一批知名稀土新材料企业，装备、技术和管理水平大幅提高。三是环保水平明显提升。全行业投入80多亿元开展环保改造，85家企业通过稀土环保核查，45家企业通过稀土行业准入，稀土绿色化生产水平大幅提升。

1.1.4行业管理体系基本健全

一是完善了行业管理机构。成立了工业和信息化部牵头的稀有金属部际协调机制，设立了稀土办公室，组建了中国稀土行业协会；主要稀土产区成立了地方稀土办公室和相应协调机构。二是制定了行业管理制度。出台实施了稀土开采生产总量控制计划、行业规范、环保核查、增值税专用发票、资源税、战略储备、产业调整升级财政专项等管理制度。三是地方监管责任得到落实，江西赣州、福建龙岩等地建立市县乡网络化管理体系。四是建立了相对完善的稀土技术标准体系，涵盖了稀土矿山开采、冶炼分离和加工等全产业链，标准与国家相关政策配套实施，有效规范了稀土生产与贸易活动。

1.1.5稀土违法违规行为得到遏制

一是持续打击稀土违法违规行为。相关部门协调配合连续开展了多次打击稀土行业违法违规行为专项行动，累计查处违法违规案件113起，捣毁非法采矿点14个，关闭生产企业28家，处罚贸易企业19家，查扣非法及走私稀土矿产品3.6万多吨，罚款2.3亿元。二是内蒙古包头市白云鄂博矿区、尾矿库实现了全封闭式管理；江西赣州、四川凉山等重点资源地建设了稀土矿区保护设施和开采监管系统。三是建设稀土产品追溯体系。按照《国务院办公厅关于加快推进重要产品追溯体系建设的意见》（国办发〔2015〕95号）要求，工业和信息化部开展了稀土产品追溯体系建设，实现从稀土开采、冶炼分离（含资源综合利用）到流通、出口全过程的产品追溯管理。

目前，我国稀土行业发展仍存在一些问题，主要表现在：资源保护仍需加强，私挖盗采、买卖加工非法稀土矿产品、违规生产等问题时有发生；持续创新能力不强，核心专利受制于人，基础研究整体实力有待提升；结构性矛盾依然突出，上游冶炼分离产能过剩，下游高端应用产品相对不足，元素应用不平衡；相关法律体系仍不完善，一些地方政府监管责任尚未完全落到实处。

1.2面临形式

“十三五”是稀土行业转型升级、提高发展质量和效益的关键时期，整体看，我国稀土行业发展机遇大于挑战。

 发展的主要机遇：一是稀土战略地位更加凸显。主要工业化国家高度重视稀土战略价值和相关领域的开发应用，随着世界科技革命和产业变革的不断深化，其战略地位和作用将进一步凸显。二是可持续发展战略为产业发展创造新空间。党的十八大提出了“美丽中国”战略，从国家层面整体推进生态文明建设，实现绿色、循环、低碳发展。稀土在节能、环保领域的应用前景广阔，市场需求将大幅增加。三是《中国制造2025》为稀土行业发展注入新动能。《中国制造2025》提出的新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十大重点领域与稀土产业关联度高，对稀土材料的保障能力和质量性能提出了更高要求，将带动稀土产业高速发展。四是稀土供应多元化格局基本形成。美国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯、南非、智利、巴西等重点资源国启动了一批稀土资源开发项目，初步形成了矿山开采和分离加工能力，缓解了我国资源供应压力。

面临的主要挑战：一是稀土初级产品生产能力过剩，违法开采、违规生产屡禁不止，导致稀土产品价格低迷，未体现稀缺资源价值，迫切要求进一步规范行业秩序，严格控制增量，优化稀土初级产品加工存量，淘汰落后产能。二是我国稀土产业整体处于世界稀土产业链的中低端，高端材料和器件与先进国家仍存在较大差距，缺乏自主知识产权技术，产业整体需要由低成本资源和要素投入驱动，向扩大新技术、新产品和有效供给的创新驱动转变，优化产业结构，重点发展稀土高端材料和器件产业。三是清洁生产水平不能满足国家生态文明建设要求，行业发展的安全环保压力和要素成本约束日益突出，供给侧结构性改革、提质增效、绿色可持续发展等任务艰巨。

2.政策环境

2012年6月20日，国务院新闻办发布《中国的稀土状况与政策》白皮书。该文件指出，我国以23%的稀土资源承担了世界90%以上的市场供应。我国稀土行业的快速发展，不仅满足了国内经济社会发展的需要，而且为全球稀土供应作出了重要贡献。长期以来，我国认真履行加入世界贸易组织的承诺，遵守世界贸易组织规则，促进稀土的公平贸易。

2.1原则与目标

2.1.1基本原则

l  坚持保护环境和节约资源。对稀土资源实施更为严格的生态环境保护标准和保护性开采政策，尽快完善稀土管理法律法规，依法打击各类违法违规行为。

l  坚持控制总量和优化存量。加快实施大企业集团战略，促进稀土产业结构调整，积极推进技术创新，严格控制开采和冶炼分离能力，淘汰落后产能，进一步提高稀土行业集中度。

l  坚持兼顾国内国际两个市场、两种资源。对开采、生产和出口采取同步管理措施，鼓励开展国际交流与合作。

l  坚持与地方经济社会发展相协调。正确处理局部与整体、当前与长远的关系，维护正常的稀土行业发展秩序。

2.1.2目标

在短期内，建立起规范有序的资源开发、冶炼分离和市场流通秩序，资源无序开采、生态环境恶化、生产盲目扩张和出口走私猖獗的状况得到有效遏制；稀土资源回收率、选矿回收率和综合利用率得到提高，资源开发强度得到有效控制，储采比恢复到合理水平；废水、废气、废渣排放全面达标，重点地区生态环境得到有效恢复；稀土行业兼并重组加快推进，形成规模、高效、清洁化的大型生产企业；新产品开发和新技术推广应用步伐加快。在此基础上，进一步完善稀土政策和法律法规，逐步建立统一、规范、高效的稀土行业管理体系，形成合理开发、有序生产、高效利用、技术先进、集约发展的稀土行业持续健康发展格局。

2.2监管主体

我国磁性材料行业主要由政府部门和行业协会共同管理，前者侧重于行业宏观管理，后者侧重于行业内部自律性管理。

磁性材料是电子基础产品，行业行政主管部门是国家工业和信息化部，下属产业司职责是承担电子信息产品制造的行业管理工作；组织协调重大系统装备、微电子等基础产品的开发与生产，组织协调国家有关重大工程项目所需配套装备、元器件、仪器和材料的国产化；促进电子信息技术推广应用。

行业协会包括中国稀土行业协会和中国电子元件行业协会，分别下设了磁性材料分会和磁性材料与器件分会，进行行业自律管理。

国家工业和信息化部与各行业协会组织构成了我国磁性材料行业的管理体系，为我国磁性材料生产企业的健康有序发展创造了良好的规范体系和市场环境。

2.3行业主要法律法规及政策

我国稀土行业相关的法律法规及政策如下表所示：

3.消费规模

中国在全球中产量、出口量以及消费量均居首位

3.1海外消费规模

全球范围内，稀土下游应用主要包括永磁材料、催化材料、抛光材料和冶金材料等，永磁材料受益于新能源汽车、节能风电、节能空调、汽车EPS（电动助力转向系统）、电子工业等前景较好领域的广泛应用而需求良好，在全球稀土消费领域占比最高，约35.9%；催化材料主要用于汽车尾气净化和石油硫化裂化等稀土传统应用领域，消费占比约15.2%；其次为抛光材料和冶金材料，占比分别为11.1%和8.4%。

 分国家看，稀土消费市场主要在中国和日本，中国和日本消费量占全球消费总量的56.5%和21.2%，其次是美国和欧洲，均为8.0%。各国稀土下游分布存在较大差异，中国最大的稀土消费领域是永磁材料，占比41.7%；日本以抛光粉和永磁材料为主，其最大的稀土消费领域是应用于电子行业的抛光粉，占比26.3%；美国和欧洲稀土消费领域相似，催化剂、玻璃陶瓷、合金为主，其中催化剂消费占比分别为22.4%和30.6%。

全球来看，对稀土的需求可分为新兴应用和传统应用两个方向。磁材是新兴应用乃至所有下游应用中需求最大且前景最好的领域，预计2018年需求达到7.1万吨，占比接近40.0%，同时增速较高，复合增长率约6.3%；此外，新兴应用中主要用于电子工业的抛光粉受益于电子行业的增长，增速也较快，复合增长率为2.8%。成熟应用中，催化剂是需求最大的领域，预计2018年需求为2.37万吨，占比为13.3%，但增速较慢，复合增长率约1.3%；此外，玻璃、陶瓷等成熟应用保持较平稳增长。综合来看，全球稀土需求预计复合增长率为4.1%。

稀土下游应用需求测算汇总（千吨）

3.2我国稀土消费结构

目前我国稀土行业产业链总产值超700亿元。2007~2016年我国稀土行业总产值从287.6亿元增长至753.5亿元，其中，2011年工业产值为852.4亿元，同比增加127.0%，主要源于2011年以来（“十二五”首年）我国稀土行业市场和政策方面出现重大变化，主要稀土品种如氧化镨钕的价格在2011年出现较大涨幅。之后稀土价格回调较大，行业总产值有所下降，预计随着近期原材料产品价格的上扬，稀土产业总产值将受益于上下游产品价格上涨以及消费量增长，未来有望增加。

稀土产业链总产值超700亿元（亿元）

在我国转变经济发展方式的背景下，政策鼓励的新能源汽车、大功率风机、变频压缩机和节能电机等低碳工业发展前景较好，而这些行业对稀土最大的下游应用永磁材料（即钕铁硼永磁材料）有较大的需求。此外，传统汽车EPS、工业机器人和智能手机领域对钕铁硼也有一定需求。

国内钕铁硼永磁材料需求测算汇总（吨）

3.2.8国内稀土总需求增长较快

未来国内对稀土永磁材料的需求将保持15.2%的较高增速，而稀土永磁之外的应用领域，我们取2.5%作为其增长率。我国稀土永磁消费占比为41.7%，其他应用消费占比为58.3%，综合来看，我国对稀土的需求将保持7.8%的复合增长率。2015年全国稀土消费量为9.4万吨，2016年接近10万吨，在国内稀土永磁领域的强劲需求驱动下，预计2017~2020年中国稀土消费量分别为10.9万吨、11.8万吨、12.7万吨、13.7万吨。

国内稀土需求预计保持7.8%的增速

4.出口情况

由于国外稀土产量较小，而我国稀土矿产量占全世界产量80%以上，稀土产品出口占国外消费比例约60%~70%，是世界最大的稀土供应国，因此，我国稀土出口情况在一定程度反映了国外需求。2016年全球稀土矿产量为12.6万吨，我国产量为10.5万吨（由于“黑稀土”存在，我国实际产量高于10.5万吨指标产量），则国外产量2.1万吨，由于国外非法盗采问题较少，2.1万吨大致为实际产量；另一方面，2016年国外稀土消费约6.4万吨，因此初步测算，需从我国进口4.3万吨，进口占比为67.1%。

  国外市场对稀土的需求主要依赖于向中国进口，近年来，美国、欧洲乃至全球经济逐步复苏，带来稀土材料的国际需求稳定增长，其中美国经济在2015年探底后复苏较为强劲，欧盟经济保持稳定增长，日本经济虽无明显增长，但近两年已逐渐稳定。在国外需求持续增长和我国于2015年1月1日取消稀土出口配额的背景下，我国稀土出口增长较快，2015年、2016年同比增速分别为25.4%、35.6%。2017年以来尽管出口配额取消效应减弱，但海外需求回暖，我国稀土出口量继续保持增长，2017年1~9月同比增长9.9%。

我国稀土出口增长较快（吨）

2018年1-3季度中国稀土出口量呈增长趋势，2018年4季度中国稀土出口量有小幅度回落；2019年1-2月中国稀土出口量逐渐下降，2018年2月中国稀土出口量为2886.1吨，同比下降35.2%。

2018-2019年2月中国稀土出口量及增长情况

从金额方面来看，2018年2-4季度中国稀土出口金额呈下降趋势，2019年2月中国稀土出口金额为36.8百万美元，同比增长5.2%。

2018-2019年2月中国稀土出口额及增长情况

2018-2019年2月中国稀土出口数量及金额增长率情况表

5.1国际竞争情况5.行业竞争情况

5.1.1日本

日本是渲染稀土荒担忧论调声音最大的，日本没有稀土矿，却身为世界稀土消费和生产、出口大国。虽然它已廉价从中国购买、储备了能用100-300年的稀土，但仍然大张旗鼓地迈开了全球寻找稀土廉价供应商的脚步。日本外交官的身影频繁穿梭于印度、越南、蒙古、哈萨克斯坦，这些国家有个共同点：拥有或可能拥有稀土。日本迅速同欧美组成“抗议阵营”，日媒指责中国的稀土战略，同俄罗斯玩弄天然气管道的手法如出一辙，是彻头彻尾的“资源武器化”。并搬出WTO规则来大肆制造国际舆论，目的恐怕不仅是想迫使中国在稀土出口上对日实质让步，而是要借此在国际舆论中将中国孤立化。

5.1.2美国

美国稀土生产商表示，计划在2012年年底前，将集团在美国的稀土年产量大幅提升至2万吨，并以中国的一半价钱，抢占1/6市场。美国稀土生产商指出，从中国装运出口的稀土数量肯定减少。为打破中国控制稀土供应的局面，美国在加州的矿场计划于2011年1月1日动工增产，项目将耗资5.11亿美元。美国能源部助理部长9月30日表示，重要资源供应源的多元化势在必行。

5.1.3欧盟

2010年11月，据路透社报道，欧盟贸易专员Karel De Gucht周三表示，他将在下月与中国举行会谈时向该国施压，要求其保证稀土供应，尽管尚无确凿的证据显示中国限制稀土出口已损及欧洲的相关产业。他表示，“如果需要，我们肯定会向世界贸易组织提出投诉，但直至目前，尚无确凿的证据显示欧洲企业因此受到影响。”

5.1.4印日合作

印度总理辛格在日本访问向媒体透露，在中国减少对日稀土出口、中日关系面临考验时，印度将利用“大好机会”，促进与日本在稀土贸易及其它方面的合作。印度前外交官员则称，印日合作，可把中国“将死”。

5.1.5真正目的

“事实上，除铁矿石之外，世界对于石油、煤炭资源的争夺仍然十分激烈，惨烈程度远远大于对稀土的争夺。”中国商务部研究院日本问题专家唐淳风说，一些西方国家渲染“稀土大战“其实是没影儿的事”。

一位中国专家称，不要把稀土和其他的一些金属资源以及石油，放在一起类比，它们并不一样。全球一年只需要12万吨，这是非常小的用量，其中还有很多是被有战略远见的国家储备起来的，稀土根本就不是像铁、铜、铝、石油这样大量消耗的资源，而是像味精一样稍用一点就能发挥巨大作用的战略元素。这位专家说，真正需要的那些应用强国，早就以低价大量储备了中国的稀土，所以中国对稀土的调控，根本不会威胁到他们。他们大肆炒作，其实是想让中国继续以不合理的廉价，供给他们稀土；同时消耗中国具有独特优势的战略资源，等到中国优势转为弱势，他们就会以极为昂贵的价钱反卖给中国。这正是几个稀土进口大国与中国较量的手法。有日本专家也认为，以日本为突出代表的国家在大力寻找或重启稀土开发的势头，不排除是为了牵制中国的一种姿态。那些用资源换取政治利益，换取美国的战略支持的国家，将很快会发现自己陷于战略被动。

英国《每日电讯报》题为“稀土争端：一些大实话”的文章为中国说了些公道话。文章引述分析人士的话说，稀土一直都太便宜，世界需要习惯这些材料变得更贵，特别是中国本土工业开始使用更多的稀土，“这是中国在价值链上攀升的结果，也再度说明中国影响世界之大”。

5.1.6中国取消稀土出口关税

中国财政部2015年04月23日宣布将取消稀土及其他金属的出口关税，从而结束了这一引起外交争执和贸易争端的政策。取消稀土等产品的出口关税是一项整体精简计划的一部分，该计划旨在减少导致政府部门和国有企业的部门壁垒和繁文缛节。

5.2国内竞争情况

5.2.1现有企业间竞争

稀土资源是我国战略资源，受到国家的严厉管控，另外根据近段时间美国从经济、科技等方面全面打压我国，我国高层领导人视察稀土产业来看，稀土作为一种国家战略资源，近期将会有一定的变革。其实从2005年开始稀土矿的开采就被列为政府限制，目前，我国稀土矿的主要企业有中国铝业、中国五矿、北方稀土、南方稀土、广东稀土、金龙稀土等企业参与开采和加工。其中第一梯队是中国铝业、中国五矿、南方稀土，其市占率在20%以上，第二梯队包括北方稀土、广东稀土、金龙稀土，其市占率在5%到20%之间。由于行业由于受到国家的严厉监督和管制，总体来讲，竞争格局相对稳定。

5.2.2潜在进入者分析

稀土行业有较高的进入壁垒，国内有六大稀土企业，行业内的企业经过多年的发展，也已经形成了一定的品牌和产品供应格局，潜在进入企业进入难度较高。但是在稀土加工产业中，由于稀土产业具有较高的收益，且在新材料产业具有重要的应用，行业相关的一些集团企业可以凭借资金、渠道、技术等优势进入到这个领域，总体来讲，行业的潜在进入者威胁一般。

5.2.3替代品威胁分析

稀土在全球信息技术材料产业中具有非常重要的应用，几乎涵盖了整个电子工业。其中永磁材料和荧光粉是发展最快的领域。随着全球电子信息产业的快速发展，对稀土的需求也在不断提升。也正是因为稀土的在工业用料中具有不可或缺的地位，稀土才会作为国家的战略储备来看待，因此，稀土行业不存在替代品的威胁。

5.2.4供应商议价能力

稀土行业的原矿生产厂家较多，但是稀土作为国家类战略资源，在矿产品的采集、分离方面有严格的控制和销售措施，而且各大集团拥有各自地域的所属范围，一般情况来讲，供应商是及其稳定和固定的，上游供应商无法随心所欲挑选合作伙伴。因此，由于国家的严厉管控，上游供应商的议价能力一般。

5.2.5客户议价能力

稀土行业的下游行业是电子信息产业，主要是一些精密仪器产品，对稀土的产品的参数和质量要求非常高。由于国内稀土公司产品基本无差异化，在六大集团及众多小厂提供给客户的产品都是同等的质量，这就要让各个公司竞争压力变大，为了争取客户，各公司都会有不同的优惠，采购方对价格的主动权越来越明显。

6.行业壁垒

6.1技术壁垒

稀土材料行业属于技术密集型行业。产品的成功研发和市场投放建立在大量的技术储备和经验积累上。在技术引领市场竞争的行业发展过程中，企业必须具有自主研发和创新能力，能够针对客户需求迅速形成个性化技术解决方案，以满足稀土材料下游产业复杂多差异化和规模化并存的市场需求，才能在市场竞争中立稳脚跟并谋求发展。对于一个具有较高技术壁垒的行业来说，自主研发能力的培养是一个长期积累和持续投入的过程，难以通过单纯引进生产技术或者购买先进设备来实现。

6.2市场壁垒

稀土材料行业的下游客户多为生产规模较大、产品标准化程度较高的企业 ，这些客户需要根据自身生产工艺和产品性能的要求选择合适的稀土材料产品，并要求稀土材料产品供应商能够确保产品品质的持续稳定性；经过长时间的试用和选择后，下游客户一经确定产品供应商，将会与之长期合作并形成较为稳固的供货关系。因此，下游客户不会轻易更换供货厂商，尤其国际和国内知名企业，成为其稀土材料供应商大约需要 1～ 2年的时间。对拟进入者来说，在市场准入方面存在一定的进入壁垒。此外，基于客户需求的差异性和多变性，有拥有长期合作经历的稀土材料供应商才能较为贴切地了解客户需求，形成研发和生产互动，在下游客户越来越重视产品服务及时性和有效性的情况下，是否具有成功的长期供货关系将成为稀土材料行业的市场进入壁垒。

6.3资金壁垒

稀土金属属于贵重金属 ，其价格相对较高 ，同时由于其稀缺性和独特的战略地位，近年来其市场价格不断上涨，目前其价格已接近或超过白银等贵重金属的价格，因此对进入稀土深加工行业的企业建立了较强的资金壁垒。对于从事稀土金属深加工的企业，必须具有较强的资金实力，只有拥有充足的运营资金，才能保证企业生产经营正常运转 。

 7、总结

  稀土之所以受到关注，就在于稀土材料在现代新兴绿色能源技术、高新技术和国防体系中发挥着不可或缺的关键作用，如电动汽车、风力发电机、照明与显示、计算机硬盘驱动器、移动通讯、导弹制导、智能炸弹。国际上称这些技术为“稀土依赖性技术”，就是说没有材料可以替代稀土材料来实现这些重要技术。如今稀土价格已铸就政策市场双重底，对于一个企业来讲，本身就有发展的要求。在当前的经济环境下，扩大产业链是最好的扩张方式，这样同时能解决部分原材料采购和产品销售问题，资源型企业扩张尤其适合投资深加工产品。而处于稀土下游的钕铁硼行业，产能极度过剩，去产能化是急需解决的问题，很多资质差的小企业面临淘汰或被收购，因此并购重组依然是行业发展的重头戏，导致新一轮行业洗牌。与此同时，加大对稀土行业的监管力度，严厉打击违法违规行为，切断灰色产业链，加强出口管制，建立追踪全过程的审查机制，需要做出更多努力。