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受益新材料應用,稀土需求有望平穩(wěn)增長
2016/6/5 10:26:23 來源:中國產業(yè)發(fā)展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:稀土消費市場主要在中國和日本,稀土消費占全球消費總量的57%和21%,其次是美國和歐洲國家。從各國的消費結構看,中國最大的稀土消費領域是永磁材料,占比42%;日本最大的稀土消費領域是應用于下游電子行業(yè)的拋光粉,占比26%;美國消費稀土最稀土消費市場主要在中國和日本,稀土消費占全球消費總量的57%和21%,其次是美國和歐洲國家。
從各國的消費結構看,中國最大的稀土消費領域是永磁材料,占比42%;日本最大的稀土消費領域是應用于下游電子行業(yè)的拋光粉,占比26%;美國消費稀土最多的領域是催化劑,占比22%。
全球各國稀土消費占比及各國消費結構
資料來源:公開資料整理
一般將稀土的應用分為兩部分:傳統(tǒng)領域應用和新材料領域應用。隨著科技進步,高新技術領域對新材料的需求不斷增長,稀土在新材料中的應用范圍不斷拓展,用量也不斷增加。預計2015年,全國稀土消費量已經達到9.4萬噸,同比增加3.4%,新材料領域的應用量達到6.3萬噸,占消費總量的68%。
2006年-2015年,我國稀土消費量年均增速為5%,預計受新材料需求的拉動,我國稀土消費量仍將呈現穩(wěn)步增長的態(tài)勢。
我國稀土傳統(tǒng)領域和新材料領域需求量情況
資料來源:公開資料整理
1、永磁材料是拉動稀土需求的最大引擎
稀土永磁材料自問世以來經歷了三代的發(fā)展:SmCo5-- Sm2Co17—NdFeB。稀土永磁材料是現在已知的綜合性能最高的一種永磁材料,它比九十世紀使用的磁鋼的磁性能高100多倍,比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優(yōu)越得多。稀土永磁分釤鈷(SmCo)永磁體和釹鐵硼(NdFeB)永磁體。
中國、日本及全球燒結釹鐵硼產量
資料來源:公開資料整理
對比可以發(fā)現,SmCo磁體的磁能積在15--30MGOe之間,NdFeB系磁體的磁能積在27--50MGOe之間,被稱為“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。釤鈷永磁體,盡管其磁性能優(yōu)異,但含有儲量稀少的稀土金屬釤和稀缺、昂貴的戰(zhàn)略金屬鈷,因此,它的發(fā)展受到了很大的限制,主要應用于軍事領域。
永磁材料組分及性能對比
資料來源:公開資料整理
在釹鐵硼永磁體的的制造過程中,經常需要添加2-3%的少量鏑鋱元素,以提高磁體的嬌頑力等性能,但由于金屬鏑鋱的比較稀缺,單價較高,在釹鐵硼中的成本占比較高,因此降低重稀土鏑鋱在釹鐵硼中的用量成為行業(yè)技術發(fā)展方向,由于其在改良釹鐵硼內稟矯頑力性能的不可或缺性,未來智能降低其用量而無法取代。
各型號釹鐵硼稀土組分及成本構成
資料來源:公開資料整理
按照目前成熟的制備方法分類,釹鐵硼永磁材料主要分為燒結和粘結兩種。
燒結釹鐵硼和粘結釹鐵硼的對比及應用領域
資料來源:公開資料整理
燒結釹鐵硼采用的是粉末冶金工藝,熔煉后的合金制成粉末并在磁場中壓制而成,主要應用于新能源汽車電機、風能發(fā)電、變頻空調等領域;粘結釹鐵硼是用稀土永磁粉末和粘結劑按一定的比例混合后,用模壓、注射、擠出、延壓等成型方法制成的,其制備工藝簡單、形狀自由度大、不許后加工、重稀土含量少成本低等特點,主要用于計算機硬盤光驅、微特電機等領域。
中國釹鐵硼永磁材料應用領域分布
資料來源:中國磁性材料與器件行業(yè)協(xié)會
2014年全球燒結釹鐵硼產量達到11.4萬噸,粘結釹鐵硼產量達到7200噸,產量主要集中在中國和日本,其中中國燒結釹鐵硼總產量達到10.4萬噸,粘結釹鐵硼產量達到5000噸,產量占全球產量的90%以上,成為釹鐵硼磁體第一生產大國。但我國的釹鐵硼磁體大多屬于中低檔產品,產值僅占全球的60%左右。 中國、日本及全球燒結釹鐵硼產量
資料來源:公開資料整理
中國、日本及全球粘結釹鐵硼產量
資料來源:公開資料整理
在低碳經濟席卷全球的趨勢下,各國逐漸將保護環(huán)境、低碳排放作為科技發(fā)展的關鍵目前。隨著新能源汽車、風力發(fā)電、節(jié)能家電等低碳經濟產業(yè)的發(fā)展,釹鐵硼的需求量將穩(wěn)步增長,預計到2020年釹鐵硼的需求量將達到5.2萬噸,基本保持每年30%的增速。
釹鐵硼在各新興領域的需求預測(噸)
資料來源:公開資料整理
2、受益電子行業(yè)發(fā)展,稀土拋光粉需求穩(wěn)步增長
稀土拋光粉主要是指鈰基拋光粉,具有拋光效率高、粒度均一、硬度適中、拋光質量好等優(yōu)點,故比其他拋光粉(如Fe2O3紅粉)的使用效果佳,而被人們稱為"拋光粉之王"。稀土拋光粉廣泛應用于液晶玻璃、顯示屏、光學器件、電子元件的拋光。
鈰基拋光粉的主要成分是氧化鈰(鈰氟氧化物),根據氧化鈰含量的不同將其劃分為高鈰拋光粉、中鈰拋光粉和低鈰拋光粉。
各種拋光粉性能參數比較及應用領域
資料來源:公開資料整理
國外拋光粉生產廠家主要集中在日本、法國、美國、英國和韓國,其中以日本為最多,主要應用于電腦硬盤、大尺寸顯示玻璃等高端領域。我國是稀土拋光粉最大的生產國和消費國,消費量占比超過60%,但主要集中于中低端的水晶水鉆、手機及平板玻璃基板及外屏等領域。
我國稀土拋光粉應用領域結構
資料來源:公開資料整理
2010年以來,隨著市場升溫和國家對稀土產業(yè)政策的調控,稀土拋光粉企業(yè)數量迅速增多,產能迅速擴張,據中國稀土行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2015年稀土拋光粉產能約為6 萬多噸,但其年需求量僅不到2 萬噸,產能利用率也僅為30% 左右。隨著電子消費需求的拉動以及稀土價格長期低位,拋光粉的需求有望保持5-10%的年均增速,預計到2020年拋光粉的稀土REO消費量將達到1.28萬噸。
拋光粉稀土(REO)消費量預測
資料來源:公開資料整理
3、能源和環(huán)保消費推動催化材料需求增速平穩(wěn)
稀土催化材料主要包括分子稀土催化材料、鈣鈦礦稀土催化材料、鈰鋯固溶體助催化材料等,應用于石油催化裂化(FCC催化劑)、機動車尾氣凈化、工業(yè)有機廢氣凈化、催化燃燒和固體氧化物燃料電池等方面,主要使用鑭、鈰、鐠、釹等輕稀土元素。其中,FCC催化劑和機動車尾氣凈化催化劑的應用占比90%以上。
各類催化材料的性能優(yōu)點比較
資料來源:公開資料整理
目前全球石油裂化催化劑(FCC催化劑)每年產量約110萬噸,稀土含量約3%,稀土需求量為3萬多噸,主要是鑭鈰為主的輕稀土。其中中國產量約20萬噸,稀土用量約6000噸。由于我國目前大部分催化材料應用于石油裂化催化領域,按照目前催化材料每年8%-10%的增速,預計到2020年我國石油裂化催化劑的稀土用量將達到9500噸。 由于汽車尾氣凈化催化劑技術主要被德國BASF、英國Johnson Matthey、比利時Umicore等國外巨頭壟斷,市場占比達到90%以上,國內企業(yè)僅有少量供貨。2012年全球汽車尾氣催化凈化器產量1.53億套,稀土用量約6500噸,預計2015年汽車尾氣催化凈化器產量為1.7億套,稀土用量7200噸,按照年均2%-3%的增速,到2020年稀土REO的用量將達到8000噸。
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