Rare Earth Information 2021.No.12
稀土元素是镧系15种元素与第III 副族钪（Sc）、钇（Y）共17种元素的统称。随着科学技术的不断进步，稀土应用领域迅速拓展和延伸。如今稀土的足迹不仅遍及国计民生的方方面面，而且也成为航空、航天、军事等领域不可替代的关键核心材料。川流不息的各种车辆、风驰电掣的高铁列车、晶莹剔透的珍珠宝石、彩斑斓的影视画面等无数场景，无一不与稀土元素息息相关。稀土材料也成为我国2030年 国家远景发展规划的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、电力装备、农机装备、生物医药及高性能医疗器械、 回程间隙
先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电子信息、国防军工等10个重点发展领域的关键支撑材料。 然而，稀土是不可再生的宝贵自然资源，是全球各国公认的关键矿产资源。据美国地质调查局（USGS）2021年统计数据，全球稀土资源总储量1.2亿吨（以下均为REO 计），我国为4400万吨，占比约37%。迄今，在自然界发现的250余种稀土矿物中，仅有10余种矿物能够用于稀土工业生产。 我国是世界稀土资源最丰富的国家。经过半个多世纪的开采，资源保有量及保障年限不断下降，主要矿区资源逐渐衰减，原有矿山资源大多枯竭。 摘要：稀土资源是我国不可再生的宝贵自然资源。随着科技的发展进步，稀土应用领域不断拓展，应用量与日俱增，稀土自然资源保有量不断下降。因此稀土二次资源的循环利用对于保护自然资源具有不可估量的重要意义。
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专题
● 王晓铁 苗睿瑛/
文
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近年来，在全球环境与气候面临严重挑战的背景下，我国也开始“双碳”战略的落实与推进。广泛应用于新能源汽车、风力发电、节能家电、机器人和智能制造等新兴低碳节能环保产业的稀土永磁材料，其需求将迎来高速增长。据预测，2021~2025年，永磁材料需求年复合增长率（CAGR）将超过12%，这就意味着，在消费需求的拉动下，稀土资源或将面临更大力度的开发。
稀土资源的开发满足了人类美好生活追求的同时也带来了更加严峻的挑战。
首先是资源安全。由于稀土资源的不可再生性和高端应用领域的暂时无法替代性，我国将稀土资源列为国家保护的重要战略资源，对稀土资源开采及冶炼分离实行总量控制计划管理。2020年我国稀土矿产资源开采限量14万吨，2021年调增20%至16.8万吨。开采量的增加必然导致资源储量的
下降。在保证现有稀土材料满足下游应用的前提下，
既要为子孙后代的发展留下充足的自然资源，还要在科技进步对稀土材料的需求增长与稀土资源保护之间寻求科学合理的平衡发展，成为我们面临的一大挑战。
其次，高丰度元素的大量积压也成为稀土产业可持续发展的难题。
永磁材料是拉动稀土需求的最大引擎，同时也是支撑现代电子信息产业的重要基础材料之一。我国是稀土产品全球最大的生产国和消费国，拥有全球约 90%的稀土永磁（钕铁硼）材料产能。钕铁硼磁体中，稀土总量占比31 wt.%左右。镨钕占23~30 wt.%，镝、铽、钬等元素共占1~8 wt.%。在2018年后产量迅速扩大的含铈磁体中，铈占比为5~12 wt.%，替代部分镨钕，但是镨钕仍然是钕铁硼永磁体中应用占比最高的稀土元素，铽、镝、钬等元素则是高性能稀土永磁材料必须添加的元素。
随着稀土永磁材料应用领域及应用量的不断拓展和增加，其消费量逐年增长，市场需求的增加倒逼资源开发的加速。而共伴生的稀土元素同时开采同时分离，使得紧俏元素的迅速消费与高丰度元素的积压造成了稀土元素的应用失衡。含铈磁体的应用虽消耗了部分铈，但仍大量富余。以2020年为例，按照开采总量控制指标我国限量开发稀土矿产品14万吨，进口美国轻稀土矿约4.29万吨，进口离子矿2.2万吨，进口独居石约1.9万吨，国内共消耗稀土自然资源约22.39万吨。含轻稀土矿约18万吨，离子型矿约4万吨。我国（典型）稀土矿配分见下表：
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如表所示，混合配分中，镧占比25.41%，铈占比41.09%，镨、钕占比23.05%，钇占比5.63%，其余合计4.82%。
以此计算，仅2020年稀土资源开发过程中，产出约5.7万吨镧，约9.2万吨铈，约1.3万吨钇。以2020年含铈磁体产量约4.8万吨计，消耗铈约0.5万吨，仍有8.7万吨铈结余，加上储氢合金、抛光粉、催化剂及硅铁合金的消耗，仍过剩近5万吨。
在保证紧俏元素供应的前提下，拓展高丰度元素应用领域，开发镧、铈、钇深加工产品，尤其是减少高丰度元素的开发，最大限度实现稀土平衡利用是我们正在面临的另一挑战。
而着眼于资源循环利用对于应对上述挑战具有不可估量的现实意义。
众所周知，稀土开发过程中产生的废渣、废料以及大量含稀土材料（稀土含量富集）的报废后器件、设备是重要的可再生可回收的二次资源，也是我国城市矿山的重要组成部分。这些废渣、废料以及废旧产品（包括报废飞机、火车、车辆、家电、机电设备及电子消费品等）中可挖掘利用的稀土物质如能得到最大化循环利用，将大幅缩减对不可再生矿产资源的大量原始需求，在保护相对短缺的有限矿产资源基础上，延长我国矿产资源开采使用年限，降低废弃物排放对自然生态的承载压力。这也是稀土二次资源循环利用的重要意义。
现阶段我国稀土二次资源循环利用主要以回收生产加工废料为主。以2020年为例，据统计，2020年全国钕铁硼毛坯总产量约20.8万吨。其中，含铈磁体4.8万吨。钕铁硼生产过程中约产生30%的边角废料。钕铁硼磁体中，稀土金属总量按31%计，镨钕含量按88%计，回收率以96%计，钕铁硼磁体中至少可回收镨钕金属1.26万吨左右，合氧化镨钕约1.5万吨。相当于少开发一次资源6.5万吨。含铈磁体中铈均含量按8%计算，则需氧化铈约4600吨，相当于少开发稀土一次资源约2万吨；镨钕占比按19%计算，可回收氧化镨钕约3200吨，相当于少开发一次资源约1.4万吨。三项合计，如能实现稀土资源有效循环利用将节约稀土一次资源约9.9万吨。
“十四五”末预计我国钕铁硼毛坯需求量可达35万吨，含铈磁体按10万吨计，则钕铁硼磁体中至少可回收2.4万吨氧化镨钕，含铈磁体中镨钕按19%计，可回收6600吨氧化镨钕。至少可回收氧化镨钕约3万吨。相当于少开发一次资源13万吨。10万吨含铈磁体中氧化铈约9600吨，相当于少开发一次资源约4万吨。另一方面，越来越多含钕铁硼磁体的器件和设备开始报废，产生大量的拆解钕铁硼废料。这也是稀土二次资源的重要组成部分。现阶段我国器件拆解市场极不规范，相关管理部门尚未对“城市矿山”中有价元素的产业政策和市场指导作出布局规划。目前我国电机拆解主要集中在山东临沂和浙江宁波两个地区，主要为民营小企业分散回收，还未形成规模和规范的产业链。假设到期器件中报废钕铁硼磁材10万吨，回收率按70%计，则可回收磁性材料7万吨，折氧化镨钕2.2万吨，相当于节约一次资源9.5万吨。未来上述三项加和共相当于节约一次资源26.5万吨。
到“十四五”末，按照钕铁硼毛坯35万吨的需求量，预计至少需开发45万吨稀土资源。按照上述推算，回收二次资源22.5万吨，铈替代节约一次资源约4万吨，仅需开发18.5万吨一次稀土资源即可满足需求。因此，虽然稀土自然矿产一次资源不可再生，但生产过程产生的废料及报废期含稀土的设备及器件中的二次资源却可以科学回收，降低对稀土一次资源的开采量，不仅可以保护一次自然资源，同时对于高丰度元素的过量生产具有积极的抑制作用，有力促进稀土资源开发过程中稀土元素
的平衡利用。
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稀土二次资源循环利用，不仅是保障资源安全的需要，也顺应了时代的召唤。
无菌检测系统 2020年9月22日，我国在75届联合国大会一般性辩论上宣布了中国2030年前二氧化碳排放达峰目标和2060年前碳中和愿景，此后又在多个重大国际场合多次重申。2021年2月，国务院印发的《关于加
快建立健全绿低碳循环发展经济体系的指导意见》指出，建立健全绿低碳循环发展经济体系，促进经济社会发展全面绿转型，是解决我国资源环境生态问题的基础之策。2021年3月，十三届全国人大四次会议上通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》指出，全面推行循环经济理念，构建多层次资源高效循环利用体系。补齐和延伸产业链，推进能源资源梯级利用、废物循环利用和污染物集中处置。2021年7月1日，国家发展和改革委员会发布《“十四五”循环经济发展规划》指出，大力发展循环经济，推进资源节约集约循环利用，对保障国家资源安全，推动实现碳达峰、碳中和，促进生态文明建设具有十分重要的意义。“十三五”时期我国循环经济发展取得积极成效，再生资源利用能力显著增强，资源循环利用已经成为保障我国资源安全的重要途径。“十四五”时期大力发展循环经济、全面提高资源利用效率和再生资源利用水平。建立健全绿低碳循环发展经济体系，为经济社会可持续发展提供资源保障。
随着“双碳”时代的到来以及国家相关法律法规和政策的颁布实施，循环经济风生水起，稀土资源循环利用也将是稀土行业可持续发展的必由之路，一次资源和二次资源的科学合理开发及协调循环使用，将成为解决节约资源和高丰度元素问题的可靠实用途径。但在稀土二次资源循环利用领域，当前的循环利用水平偏低，存在小、散、乱等局面，尚未形成集中收集、科学回收体系，迫切需要提高再生资源利用技术及水平。
针对以上发展情况，笔者提出如下建议：
1.加快稀土二次资源循环利用科技创新
科技是国家强盛之基，创新是民族进步之魂。科技创新是高质量发展的核心驱动力。在需求的牵引下，以应用为导向，有效利用高校、科研院所、企业、新产品用户、金融机构和风险投资机构六种资源，实施“政产学研用金”相结合，开发稀土二次资源循环利用新技术，提高回收率，降低回收成本。学生证制作
2.政策支持，税收和专项资金鼓励
善于把国家的引领作用与民众的自发创造结合起来，形成自上而下与自下而上的合力，是新中国70年发展的重要经验。循环经济发展、二次资源循环利用的发展同样离不开国家的引领和政策的支持。近两年来，国家出台多项政策，希望在现有政策指导下，相关部门尽快配套实施细则，并在实施细则中考虑给予二次资源循环利用企业税收和专项资金的激励，以激发企业的参与度与创造力。
3.国家集中管理
多年来我国废弃物处置采取的是粗放式填埋堆存，新形势下，集约式处置将成为主导模式。稀土废弃物主要分为两类，第一类是生产加工废料，第二类是含稀土报废器件和设备，相比于生产加工废料，报废器件或设备较为分散，回收管理相对困难。而稀土资源作为战略资源，相关管理部门应加强行政管理手段，尽快建立含稀土报废器件或设备集中回收机制，提升回收效率，建立健全相关管理制
度和标准，尽快实现再生资源集中、系统管理，回收各环节稀土二次资源。借循环经济风生水起的东风茁壮成长，保护不可再生资源，促进高丰度元素的平衡利用，实现“稀土资源-稀土产品-再生稀土资源”的反馈式闭路循环，进一步推动稀土产业高质量可持续发展。
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