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金属钕产业现状及发展预测 2011-12-13

(1)金属钕的生产总况 
  我国金属钕生产厂家众多,金属钕及单一稀土金属的生产厂家至少在100家以上,我国主要的金属钕及单一稀土金属的生产厂家。从表1中可以看出我国比较大的金属钕及单一稀土金属的生产厂家主要集中在江西、内蒙古、西安和丹东,生产能力已经达到了2~4万吨之间的水平,据有关人士统计,2003年我国金属钕和镨钕合金的产量在1万吨以上。2002年我国金属钕的销售量约为7200吨,世界(包括中国)金属钕需求量7000吨,生产能力过剩。2004年稀土金属尤其是金属钕的发展受到了能源及交通的制约。由于供电紧张,电价上涨,导致金属生产成本增加,在包头已经明确提出不提倡金属钕的生产,尽管包头市政府始终在强调金属钕-钕铁硼产业链的重要性,但对已存在的稀土金属生产企业也基本上不予支持。这就迫使一些企业停产或向电价及政策相对较好的地方转移。

(2)槽型结构的改进  

   目前,我国采用氧化物电解法生产金属钕的厂家,大多还是采用经机械加工而成的整体圆形槽,敞口式,阳极采用块状或弧形多阳极,阴极为钼棒或钨棒,盛金属的坩埚为钨或钼材质。该电解槽目前单槽电解电流一般在2500~4500A,其月生产金属钕能力为2.3~4.5吨,电解槽寿命不超过180天。

  随着市场竞争不断加剧,金属钕生产厂家都在想尽一切办法来降低生产成本,增大单槽生产能力,提高各项技术经济指标是企业共同追求的目标。从2000年开始,有经济实力的几个大的厂家相继开发了万安级大型电解槽,该槽为上插多石墨阳极和多钼阴极,耐火砖及炭素材料砌筑槽体,自动加料,虹吸出金属,电解槽寿命超过1年(包头稀土院的万安电解槽已运行4年多,目前还在运行中),月生产能力达9吨以上,有效地实现了在敞口式、氧化和高温氟化物熔盐侵蚀的条件下,大规模生产金属钕,提高了整体生产过程中的机械化水平,降低了产品的成本。

  包头稀土研究院研制出的万安培稀土熔盐电解设备,电流效率80.13%,金属钕回收率 94.99%,电耗为10kWh/kgNd ,对稀土熔盐体系电解过程进行了三维温度场、流场、电场的计算机仿真,并将科研成果应用于电解槽的优化设计中,还研究出自动连续均匀加料装置。目前正在进行更大槽型的研究。

(3)产品质量不断提高 

    氧化物电解法制备的金属钕产品质量主要与所用原辅材料的纯度、电解工艺制度及操作有关,电解槽型结构对产品质量也有一定影响。金属钕的纯度一般为99%~99.95%,氧含量小于0.05%;氟含量小于0.03%,碳含量0.01%~0.1%,钨含量一般为0.01%~0.05%,钼含量0.01%~0.05%。电解槽规模的扩大,产品质量的稳定性和一致性显著提高。随着电解技术的不断改进和操作水平的不断提高,金属钕的质量也将不断提高。

2、存在的问题 

   氧化物电解技术在我国刚刚发展了二十几年,在槽型结构、设备配套以及基础理论研究方面还不够完善,还有待今后进一步完善,就目前而言,存在以下几方面的问题:
  一是目前该熔盐体系电解工艺的发展远远超过了应用理论基础研究的发展,氟化物-氧化物的熔盐体系的物化、电化学性质的研究尚十分缺乏,在生产过程中,主要靠经验来指导生产,长此下去,必将影响金属钕生产工艺的发展。
  二是由于稀土金属生产厂家过多,产能过大,产品趋同,市场竞争激烈,造成生产金属钕利润过低。
  三是目前我国金属钕生产企业设备装备水平总体上比较落后,主要经济技术指标还有待提高。每生产1吨金属钕,电解耗电在10000度左右,再算上其他方面的电耗,电费占加工成本的40%以上。同时,在电解生产过程中不可避免的伴随电解质的挥发,产生大量含氟气体,造成环境的污染。高能耗伴随高污染,互相依存。
    四是电解槽规模较小以及其固有的槽型特点,生产过程中人为因素较大,导致电解生产过程中电解工艺参数无法实现稳定控制,严重地影响了生产工艺和产品质量的稳定,不利于大规模工业化生产。 


3、氟盐体系电解制备金属钕的发展方向 

(1)工艺技术方面:
  进一步完善和提高氟化物熔盐体系电解生产金属钕的工艺技术水平;寻找合适的电解槽材料,提高电解槽使用寿命,降低生产成本;开发惰性阳极材料;完善电解槽结构,改上插阴极为下设液态熔融金属阴极,以降低过电位,进而降低槽电压,减少二次反应,进一步提高电效和金属收率,降低能耗。
  发展和推广使用大型化、自动化的电解槽,实现电解生产过程中电解工艺参数稳定控制,提高单槽的产能,以利于提高产品质量的稳定性和一致性,利于大规模工业化生产,提高产品的经济效率。
  完善挥发物、阳极气体的回收处理以及电解渣的回收利用,使电解工艺流程封闭,便于综合治理污染以及电解渣的回收,提高资源的利用率,提升我国氟盐体系电解制备金属钕的整体工艺技术水平。
(2)管理方面:
  金属钕生产企业应在加强技术进步、提高管理水平、扩大生产规模、降低能耗减少污染等方面做更深入的工作,同时加强企业间的团结协作,从金属钕产业可持续发展方面出发,从行业的整体利益出发,从产品的价值规律出发,保证产品合理价格定位,自觉抵制不正当的市场竞争,共同维护行业利益,推动我国金属钕产业健康、持续的发展。 

4、市场现状及预测 

  钕铁硼生产企业主要分布在中国、日本、美国等国家,目前我国生产钕铁硼的企业超过100家。产量集中分布在浙江、山西、天津、北京等地。2001年我国烧结钕铁硼的产量已超过日本居世界第一,从发展趋势看,这种状况将持续保持下去,钕铁硼市场需求决定着金属钕的产销量和金属钕企业的经营状况,钕铁硼产业的发展带动了金属钕产业的发展。 

  自1985年以来,世界钕铁硼磁体产量一直保持较高的增长速度,进入21世纪之后,由于发达国家经济不景气,日本、美国、欧洲产量有所降低,但中国稀土永磁产业的飞速发展却使得世界稀土永磁体产量仍然保持了强劲的增长态势,并且稀土永磁产业的快速增长势头在近些年将会持续下去。2003年我国烧结钕铁硼产量达1.37万吨,金属钕(包括镨钕合金)销售量1万吨以上,预计2005年,全球将需要金属钕1.5万吨以上,金属钕主要来自中国,因此,今后我国金属钕的发展前景十分广阔。2003年,金属钕的价格基本稳定在6万元/吨左右,2003年10月,金属钕的价格为6.2万元/吨,但是,也有一些厂家以5.8万元/吨的价格卖出。可见,金属钕价格难以回升的主要原因是金属钕厂家过多,彼此之间竞争较为激烈,互相压价,产量过大,另外,这几年金属钕积压较多,为盘活资金,一些厂家压价出售,也使金属钕价回升幅度较小。稀土行业历经多年的低迷,终于在2003年年底,由于公路运费及其他原材料价格的上涨,导致稀土价格开始小幅上扬。如氧化钕由原来的3.7万元/吨上涨到最高5万元/吨,金属钕由原来的不足6万元/吨上涨到7万元/吨以上。由于电力供应紧张,导致许多厂家开工不足,尽管有了一个相对较好的价格,许多厂家只能够眼睁睁地看着机会擦肩而去。2004年我国稀土产业产能达到18万吨,超过世界稀土总需求量1倍以上,且大多数企业生产停留在源头加工上,加上许多企业缺少配额,只能在国内市场相互杀价。到了2005年6月开始,随着环保的力度持续加大,金属钕由原来的不足7万元/吨上涨到2006年最高21.5万元/吨.预计到2007年涨到1995年的30万的水平不是神话