中国反制力全解析,7类关键重稀土梳理及行业龙头盘点

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中国作为全球稀土资源的主要生产国,近年来在稀土出口方面采取了一系列反制措施,以应对国际市场的变化和潜在的贸易摩擦。以下是对7类重要稀土元素的全景梳理,以及相关行业龙头企业的介绍:
### 7类重要稀土元素
1. "镧(La)":广泛应用于电子、催化、照明等领域。 2. "铈(Ce)":用于制造荧光材料、陶瓷和玻璃。 3. "镨(Pr)":用于制造永磁材料、激光器和催化剂。 4. "钕(Nd)":是制造高性能永磁体的关键材料。 5. "钐(Sm)":用于制造磁体和催化剂。 6. "铕(Eu)":用于制造红色荧光材料。 7. "钆(Gd)":用于制造磁体、激光器和催化剂。
### 行业龙头企业
1. "中国稀土集团":中国稀土集团是国有大型企业,拥有从稀土开采到深加工的完整产业链。 2. "五矿稀土":主要从事稀土矿的勘探、开采、冶炼和深加工。 3. "北方稀土":是中国最大的稀土生产企业之一,业务涵盖稀土资源开发、冶炼和深加工。 4. "广晟有色":专注于稀土资源的开采和冶炼,以及稀土材料的研发和生产。 5. "厦门钨业":以钨、稀土为主营业务

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4月4号,中方反制,对美加征34%关税、中重稀土出口管制!选择清明4月4号(谐音)发布,寓意深刻!商务部会同海关总署发布关于对钐、钆、铽、镝、镥、钪、钇等7类中重稀土相关物项实施出口管制措施的公告,并于发布之日起正式实施。

之前梳理过小金属十三太保:锂、钴、镍、稀土、钨、钼、锗、铟、锑、铋、镓 、锡、钛等。具体可以翻看:(全网最干!13种战略小金属:全景梳理(附行业龙头)

今天我们接着梳理这 7 类稀土金属。依旧从基本概念出发、涵盖其物理等特性、地球上含量、中国的储备、作用及应用、国内外龙头、总结与展望等维度,全面解析这七类中重稀土。


一、基本概念扫盲

1、什么是稀土

稀土,英文 rareearth,又称稀土元素,是元素周期表上第Ⅲ族的钪、钇以及镧系元素共 17 种金属化学元素的合称,皆属于副族元素。

因其独特的电子层结构和优异的磁、光、电等物理和化学特性。

在自然界,稀土常常以氧化物的形态示人,外观灰蒙蒙的,被误解为 “土”,但实际上他们有着 “21 世纪的战略元素”、“现代工业的维生素”和“新材料宝库” 等美誉!

2、这17类稀土-字怎么念

下图标绿的为这17种稀土元素:

相信很多人有这个困惑,这17类金属的字太生僻了,为了方便阅读,小编特地标注上了拼音:

镧(Lán)、铈(Shì)、镨(Pǔ)、钕(Nǚ)、钷(Pǒ)、钐(Shān)、铕(Yǒu)、钆(Gá)、铽(Tè)、镝(Dī)、钬(Huǒ)、铒(Ěr)、铥(Diū)、镱(Yì)、镥(Lǔ)、钪(Kàng)、钇(Yǐ)


3、具体分类:轻中重稀土、稀土氧化物&合金

根据稀土的原子数和质量,和硫酸盐溶解度的差异,17种稀土元素分为轻稀土和中重稀土:

轻稀土:轻稀土元素具有较低的原子序数和相对较小的质量,即铈组稀土,包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm),共5种元素;

中稀土:钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd),共3种

重稀土元素的原子序数则较高,原子量较大,包括:铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y),共9种元素 。

这三类稀土,在储量分布和应用方面都有不同:轻稀土在应用领域上较重稀土更为广泛、用量更大;而中重稀土则集中应用于航空航天、军事国防及新材料合成等高科技领域,较轻稀土更稀缺、单价更昂贵。

另外稀土在自然界里,常以氧化物的形态存在,稀土的重要产品还包括:

稀土氧化物:碳酸稀土、氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化镨、氧化铽、氧化镝、氧化铕、氧化钇、镨钕氧化物、氧化钐;

稀土合金:镨钕合金、镨钕镝合金、混合稀土金属、电池级混合稀土金属、富镧金属、富铈金属、镝铁合金。

4、我国整体稀土储备情况

根据美国地质调查局USGS数据,2024年全球稀土储量超 9000万吨,其中我国稀土储量为 4400 万吨,位居全球第一,约占全球储量的 48%。 巴西、印度、澳大利亚储量位列第二至第四位, 储量均在 500 万吨以上, 前四大稀土资源持有国资源储量合计超过全球总储量的 85%,资源分布集中度较高。

中重稀土含量高的离子型稀土矿分布则更为集中,仅中国、缅甸等少数国家拥有。中国稀土资源“北轻南重”,轻稀土主要集中在内蒙古、山东等北部省份及四川省部分地区;中重稀土主要集中在江西赣州地区、广东粤东地区、广西、福建、湖南等地。


二、产业链

1、产业链现状:我国主导全球稀土产业链

我国是全球唯一具备稀土全产业链产品生产能力的国家,从稀土原材料的开采,稀土功能材料的精深加工,到下游的终端应用,掌握了完备的选矿、冶炼、分离、应用技术以及生产装备制造和材料加工技术,在全球范围内处于绝对优势地位。

根据安泰科数据,2023 年全球稀土冶炼分离产品产量约 31.1 万吨(REO当量),中国产量为 28.7 万吨,占比 92.3%,远超美国(5000 吨)和澳大利亚(1.6 万吨)。

稀土常作为其他矿产品开采的副产品,含量低、分布散,且稀土矿常伴生铀、钍等天然放射性元素,导致稀土元素开采难度大。

中国具有领先全球的稀土冶炼分离技术,且分离技术禁止出口,竞争优势明显,而目前海外稀土冶炼分离产能有限,且资本开支和运营成本均高于国内。

2、产业链稳定:上下游有5个环节

这五个环节分别是:开采选矿冶炼分离功能材料制备终端应用循环回收,每个环节环环相扣,互相影响。

上游:原料供应环节、开采选矿、冶炼分离;

中游:功能材料制备,是对稀土原料的进一步制备形成稀土永磁、催化、储氢、抛光和发光等功能材料 ;

下游:为终端应用,包括航空航天、新能源汽车、风电设备、电子信息、石油化工、冶金等应用产品;循环回收则是从稀土生产废料或末端废料中回收稀土资源并进行循环再生利用 。


三、7种中重稀土概览

1、钐(Sm)--永磁体

(1)物理特性:

钐是一种巨大能量的稀土元素,符号为Sm,原子序数为62。是一种银白色的、中等柔软的镧系金属。钐的沸点为1794℃,在150℃时容易自燃。在镧系元素中挥发性仅次于镱和铕,这一特性有利于将钐从矿石中分离出来。

自然界通常以矿物油形式存在,但容易氧化,并在表面形成灰黄色氧化钐(Sm₂O₃)、氢氧化物混合物粉末。1879年,波依斯包德莱从铌钇矿得到的“镨钕”中发现了新的稀土元素,并根据这种矿石的名称命名为钐。

(2)地球含量与中国储备:

钐是地球上第40个最丰富的元素。地壳中钐的平均浓度为百万分之六,即6 ppm;元素在海水中的浓度变化,范围从0.5到0.8份/万亿。钐在土壤中不均匀分布,例如,与较深的潮湿层相比,钐土可能在表面具有高200倍的钐浓度。在粘土中,表面上含量比深处多出一千多倍。

中国占全球储量40%,主要分布在内蒙白云鄂博矿和南方离子型稀土矿。

(3)功能作用与下游应用:

钐是做钐钴系永磁体的原料,钐钴磁体是最早得到工业应用的稀土磁体,它是由钐、钴和其它金属稀土材料,按一定比例,经特殊工艺熔炼而成的合金,这种永磁体有SmCo5系和Sm2Co17系两类,现在是以后者需求为主。主要用于航空航天(如导弹制导系统)、军事雷电、高性能电机等。

钐还能制作压电陶瓷,钐钴磁体所用的氧化钐纯度95%即可,氧化钐可用于陶瓷电容器和催化剂方面,它能在很大程度上改善陶瓷的烧结性、致密性,使陶瓷产生合适的压电效应。

钐在医学上,可以治疗癌痛,钐的化合物,可以承受700℃以上的显著高温,而不会失去其磁性,来昔决南钐153Sm注射液,适用于患有成骨性骨转移,核素骨扫描显示有放射性浓聚灶病人的疼痛治疗。

另外,钐还具有核性质,钐的同位素钐-149,可用作原子能反应堆的结构材料,屏敝材料和控制棒材料,作为核工业中子吸收剂,使核裂变产生巨大的能量得以安全利用。

(4) 国内外龙头企业

国外:澳大利亚Lynas(LYC.AX)、美国MP Materials(MP)。

国内:

① 北方稀土:稀土巨无霸,全球最大的稀土生产、科研、贸易基地之一,具备从稀土开采到功能材料和应用产品的一体化经营能力。依托控股包头钢铁,拥有的全球最大稀土矿——白云鄂博矿的独家开采权,建立了全球规模较大的稀土原料生产基地。

② 包钢股份:包钢白云鄂博矿是世界闻名的资源宝库,已探明的铁矿石储量为14亿吨,已发现175种矿物、73种元素,稀土储量居世界第一位。

③ 盛和资源:主要从事稀土矿采选、冶炼分离、金属加工以及锆钛矿选矿业务。拥有较为丰富的稀土资源储备。

④广晟有色:中重稀士的龙头企业,六大稀土集团之一广东省稀土产业集团的唯一稀土上市平台,实际控制广东省内仅有的4张稀土采矿权证(含托管企业古云矿),是广东省唯一合法稀土采矿人。

⑤ 银河磁体:全球粘结钕铁硼稀土磁体产销龙头;公司产品包括粘结钕铁硼磁体、钐钴磁体和热压钕铁硼磁体,主要应用于汽车、信息技术、消费类电子等领域;

⑥ 中科三环:成立于1999 年,是目前国内稀土永磁领域的领军企业,主要产品为应用于电子元器件的钕铁硼永磁材料。公司同时生产烧结钕铁硼和粘结钕铁硼。

⑦其他金力永磁、正海磁材、东星磁材、宁波韵升、新莱福、安泰科技、英洛华、北矿科技等。


2. 钆(Gd),念(Gá)--核磁共振的造影剂

(1)物理等特性:

钆(Gadolinium)原子序数64,原子量157.25,呈银白色,熔点1313℃,沸点3273℃有延展性。具有中等毒性的。钆在室温下有磁性,钆在潮湿的空气中变晦暗,易形成Gd₂O₃。溶于酸,不溶于水。氧化物为白色粉状。盐类无色。有良好的超导电性能、高磁矩及室温居里点等特殊性能

(2)地球含量与中国储备:

钆在地壳中的含量为0.000636%,地壳含量约6.2 ppm,中国占全球储量的90%以上(重稀土主导)。主要存在于独居石和氟碳铈矿中。钆在医疗、工业、核能等领域广泛应用。

(3)功能作用与应用:磁制冷材料、中子吸收剂等

1)医疗领域:作为MRI(磁共振成像诊断)的画面浓淡的调节剂来使用。其水溶性顺磁络合物在医疗上可提高人体的核磁共振(NMR)成像信号。

2)工业领域:① 较为广用的是磁冷冻的技术,即,将受到磁场作用变为磁铁时发热,撤掉磁场磁性消失时吸热的性质用于冷却的利用。可以制造小型高效的制冷器;②在钆-镓-石榴石中的钆对于磁泡记忆存储器是理想的单基片,一般被用于信息存储与收藏;③ 另外,其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射线荧光屏的基质栅网。

3)在原子能工业中:利用铕和钆的同位素的中子吸收截面大的特性,作轻水堆和快中子增殖堆的控制棒和中子吸收剂,用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂,以保证核反应的安全。

4)用作钐钴磁体的添加剂,以保证性能不随温度而变化。


(4) 国内外龙头企业:

国外:美国Energy Fuels(UUUU)

国内:

①中国稀土集团:巨无霸稀土航母,中国五矿旗下唯一稀土上市平台,主导中重稀土资源整合;

②广晟有色:广东省唯一合法稀土采矿权持有者,控制省内所有稀土开采许可证。中重稀土(钆、铽、镝)储量占全国战略储备重要地位,年分离能力1.4万吨;

③ 英洛华:稀土永磁到电机终端全产业链覆盖,医疗设备用磁材技术领先。


3. 铽(Tb),念(Tè)-荧光材料

(1)物理等特性

原子序数为65,是一种短寿命放射性同位素,位于第六周期ⅢB族,银灰色金属,有毒,由瑞典化学家卡尔-古斯塔夫-莫桑德于1843 年发现的,他也是发现镧的人。熔点1356℃,沸点3230℃,它具有显著的磁性,在低温下呈反铁磁性,在室温下为顺磁性,并且其化合物能发出强烈的绿色荧光。

化学性质活泼,在空气中稳定,高温下可氧化形成Tb₄O₇。自然界只有一种稳定同位素,另有20种放射性同位素,六方晶格,溶于稀酸,与水反应较缓慢。。应保存在充有惰性气体的容器或真空容器中。

(2)地球含量与中国占比:

铽在在地壳中的丰度很低,仅为1.1ppm,氧化铽在总稀土中占有量不到0.01%。就是在含铽最高的高钇离子型重稀土矿中,铽的含量也仅占总稀土的1.1~1.2%,属于稀土元素系列中的“贵族”,,目前尚未发现组分以铽为主的矿物,主要从稀土矿物如独居石和氟碳铈矿中提取,中国、美国、印度和巴西是主要生产国。中国占全球储量的80%以上,以南方离子型稀土为主。

(3)功能&应用:

①铽的氧化物在荧光灯和彩色电视显像管中用作绿色荧光材料,而绿色铽荧光材料与红色和蓝色荧光材料一起组成三基色荧光材料,并且铽荧光材料还用于X射线屏幕以获得清晰的图像。如: LED和液晶显示器、荧光材料(绿色荧光粉)

②磁光材料:铽系磁光材料在计算机存储领域有重要应用,如Tb-Fe非晶态薄膜研制的磁光光盘,存储能力显著提高磁光存储介质,用作光存储设备。

③激光技术:含铽的法拉第旋光玻璃是制造激光技术中广泛应用的旋转器、隔离器和环形器的关键材料。

④其他应用:铽的化合物还可作为杀虫剂和治疗某些皮肤病的药物。


(4)国内外龙头企业:

国外:日本日立金属(HITACHI)。

国内:

① 厦门钨业:国家六大稀土集团之一,从事各种稀土氧化物、稀土金属、稀土发光材料;

② 广晟有色:广东省内唯一合法稀土开采主体,全球重要的中重稀土产品厂商,公司稀土产品包括氧化镧、氧化铈、氧化铕、氧化铽、等。

② 其他涵盖氧化铽、荧光粉等龙头:北方稀土、矿稀土、盛和资源、中国稀土等


4. 镝(Dy)--不易消磁的添加剂

(1)物理等特性:

镝为银白色稀土金属,硬度低,非常柔软,常温下可以用手捏变形的;熔点1412℃,沸价2562℃,性质活泼,有光泽和延展性。在空气中相当稳定,高温下易被空气和水氧化,生成氧化镝,与水反应迅速,溶于酸,但耐腐蚀性强。用于制作磁铁的合金、激光材料、制造新型照明光源镝灯、可作反应堆的控制材料等,镝化合物在炼油工业中可作催化剂。

(2)地球含量与中国占比:

镝通常与铒、钬以及其他稀土元素共存于独居石砂等矿物中,镝在地壳中的丰度为5.2ppm,在重稀土中仅低于钇,算是比较富存的重稀土元素。中国占全球储量的85%以上(重稀土核心元素)。

(3)功能&应用:

①作为钕铁硼系永磁体的添加剂使用,添加2~3%左右的镝,可提高其矫顽力,现在它成为必要的添加元素,品位必须在95~99.9%左右;(简单理解,镝会大幅提高磁体的不退磁能力,譬如银行卡、芯片消磁了,就是芯片作为永磁体矫顽力不够造成的,没有了镝,芯片更容易消磁)。

② 镝的卤化物被用作金属卤化物发光材料,镝灯是极紫光级光刻机(EUV)的重要光源,用于制造新型照明光源镝灯。镝灯是一种具有高光效、高显色性,长寿命的新型气体放电光源;

③镝金属具有较高的记录速度和读数敏感度,可用做磁光存贮材料,例如制造硬盘;

④用于核反应堆控制材料, 核工业控制棒等。


(4)国内外龙头:

国外:德国VAC(VACNY)

国内:

①中国稀土:其生产的氧化镝纯度高达99.999%,60%的产品供应给航天科技集团,用于火箭发动机耐高温部件。

②北方稀土:作为全球最大的稀土产业基地和冶炼分离企业,年处理稀土矿能力达到60万吨,占全国总指标的40%。建成了中重稀土金属中试线,量产金属钆和钆铁合金,填补了国内空白。

③广晟有色:持有广东省内3张稀土采矿权证,控制全省60%的稀土资源。公司稀土板块主要产品为氧化镨钕、氧化镝、氧化铽等。

④ 北方稀土:在中重稀土主要生产销售氧化钆、氧化铽、氧化镝。

⑤ 盛和资源:与美国芒廷帕斯矿山团队合作,成为中国之外最大的稀土矿山,拥有全球两家镝精炼公司。

⑥ 厦门钨业:福建省唯一拥有稀土采矿权的企业,中重稀土储量占全省70%。产品包括铽、镝等高纯稀土氧化物。

⑦ 其他:金力永磁、宁波韵升等 。


5. 镥(Lu)

(1)物理等特性:

镥(Lutetium, Lu)是具有良好的衰变的放射性治疗同位素,在元素周期表中镧系元素的最后一员,银白色金属,熔点1663℃,沸点3402℃,化学性质稳定,难溶于酸,最致密的金属,密度9.84 g/cm³,是最重的稀土元素。镥在空气中比较稳定;氧化为无色晶体,溶于酸生成相应的无色盐。

1907年,韦尔斯巴赫和尤贝恩(G.Urbain)各自进行研究,用不同的分离方法从“镱”中又发现,他把这个元素取名为Cp(Cassiope-ium),尤贝恩根据巴黎的旧名lutece将其命名为Lu(Lutetium)。后来发现Cp和Lu是同一元素,便统一称为镥。

(2)地球含量与中国占比:

镥在地壳中的含量相对较低,平均丰度约为0.51 ppm(parts per million,百万分之一)。这意味着在每一百万份地壳物质中,约含有0.51份镥。

在中国,稀土资源非常丰富,镥作为其中的一种元素,也在中国地壳中有所分布。中国占全球储量的90%以上。

(3)功能&应用:

①光学领域: 在激光器中,镥元素可以用作激光材料,具有较高的激光效率和寿命,用在激光切割、激光打印、激光雕刻等领域。在光学玻璃中,镥元素可以提高玻璃的抗磨损性和耐腐蚀性,使得光学器件更加耐用和稳定。

② 医疗领域:镥可以用来制造放射性药物,用于治疗癌症、甲状腺疾病;可制造医用放射性标记剂,用于影像学诊断和治疗。如,PET显像剂(镥-177同位素)。

③电子工业:镥元素可以用于电子器件的材料,制造电容器、电感器、变压器等电子元器件。此外,鲁元素还可以被用作半导体材料,可以制造晶体管、发光二极管等电子元器件、石油催化裂化催化剂等。


(4)国内外龙头企业:

国外:加拿大Neo Performance Materials(NEO)。

国内:中国稀土集团、盛和资源

(具体介绍可看上文)


6. 钪(Sc)-念(Kàng -- 稀土贵族

(1)物理等特性:

钪(scandium,Sc),一种柔软质轻、银白色的过渡金属,在这十七种元素里面,钪的排位是最靠前的,原子序数只有21,位于第4周期、第Ⅲ副族,原子质量 44.96。熔点1541℃,沸价2836℃,密度2.99 g/cm³,易溶于水,钪的化学活性很高,很难制得高纯度金属。

钪作为稀土家族中最轻的成员,还有密度低,延展性好、催化性能优异等特点,因此钪是一种价值连城的金属,历史最贵时期曾达到黄金价格的10倍。2018年2月,美国公布了35种关键矿产清单,钪也作为重要的工业原料位列其中。是当之无愧的稀土贵族。


(2)地球含量与中国占比:

地壳中含量很少,约为0.0005%,相当于每一吨地壳物质里面含5克钪,而且自然界中形成钪独立矿物的概率极低,仅为0.4%;分布也却极为分散,是典型的稀散亲石元素。

钪与其他稀土元素不共同成矿,而与钛、钒、铁等组合在一起。这些稀少的独立矿物主要分布在欧洲的少数几个国家和非洲的马达加斯加,中国占全球储量的30%,主要伴生于钨矿和铝土矿。中国是全球钪金属最大的生产商,占有约58%的份额,其次是欧洲和澳大利亚,分别占有29%和1%的份额。

(3)功能作用&应用:

因为稀少且名贵,主要是添加剂和画龙点睛的作用。可用于制备铝钪合金 航(空航天轻量化材料)、太阳能燃料电池、钪钠卤灯等高亮度照明、示踪剂、3D打印材料、激光晶体等产品;另外可作为γ射线源,示踪原子,还可以用来对恶性肿瘤进行放射治疗;

在特种钢铁、特种玻璃、有色合金、高性能陶瓷、催化剂等领域有着广阔的应用。当前众多应用中,铝钪合金、燃料电池和钪钠卤灯对钪产品的需求量最大。

(4)国内外龙头企业:

国外:俄罗斯铝业Rusal、美国NioCorp

国内:龙柏集团/ 湖南东方钪业:成立于2011年,作为龙佰集团控住字公司,位于长沙市,是一家以从事有色金属冶炼和压延加工业为主的企业,拥有全球最大的钪材料生产基地,实现了钪产品的规模化生产。


7. 钇(Y)--最亮的金属

(1)物理等特性:

钇是质软、带光泽的银白色的过渡金属,化学符号为Y,原子序数为39,原子量为88.905838 u。是重稀土元素中地壳丰度最高的元素。熔点1526℃,沸点3345℃,在空气中很容易形成氧化层(Y2O3),钇金属在氮气中加热至1000 °C后会形成氮化钇。

1787年,卡尔·阿克塞尔·阿列纽斯在瑞典伊特比附近发现了一种新的矿石,即硅铍钇矿,并根据发现地村落的名称将它命名为“Ytterbite”。

(2)地球含量与中国储备:

地壳含量约33 ppm,全球储量:约500万吨,主要分布于中国、印度、巴西;中国占比约30%,集中在南方离子型稀土矿。

(3)功能作用和应用:

① LED与显示:发光材料领域:钇是荧光粉的重要成分,利用其吸收能量强、能量转化率高,钇铝石榴石(YAG)荧光粉用于白光LED和激光器。

② 超导材料中:钇钡铜氧(YBCO)是高温超导体的核心材料,在高温超导中具有重要的价值。

③ 陶瓷涂层:氧化钇稳定氧化锆(YSZ)用于航空发动机热障涂层。并满足航空航天领域的高质量标准。

④ 在冶炼工业中,钇元素常被用作添加剂,可以显着改善钢铁和有色金属合金的性能,如耐腐蚀

发布于 2025-05-27 13:12
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