烧结钕铁硼永磁材料产业可行性研究

烧结钕铁硼永磁材料产业可行性研究

着力拓展镧铈钇等高丰度元素在工业节能、机动车尾气净化、工业窑炉废气脱硝等环保领域的应用，加强稀土钢及铝、镁合金等轻量化材料的应用研究。开展稀土特种玻璃、钇锆陶瓷、抛光剂、化工助剂、污水处理剂、涂料等功能材料研发和产业化。发展铽镝减量和镧铈钇替代镨钕的技术，开发低成本稀土磁性材料，推动铈（或富铈）磁体的产业化，扩大在电机等领域的应用。加快绿色化和智能化转型，构建循环经济（一）推进上游产业绿色转型大力研发稀土资源绿色高效采选和冶炼分离新技术和重点装备，加大离子型稀土原矿绿色高效浸萃一体化、低碳低盐无氨氮分离提纯等稀土采选、冶炼分离清洁生产新工艺的推广力度，加快企业生产技术和工艺装备优化升级，进一步提高生产、环保等技术水平，降低能耗物耗，实现废水零排放和废物资源化利用，严格职业卫生防护管理。发展循环经济，加强尾矿资源、伴生资源的综合利用，研发废旧稀土产品再利用成套技术，建立健全回收制度，完善稀土回收利用体系，提升稀土资源综合利用水平。（二）加快智能化改造支持稀土矿产资源、稀土材料和生产工艺基础数据库建设，实现数据的集中管理和健全企业ERP体系；建设生产过程的智能控制系统，建立企业生产经营台账、生产监测调度数字化管理系统、安全监测系统，实现稀土材料生产和运行管理业务的数字化和智能化。支持稀土冶炼分离企业建设稀土生产过程数据采集与管理控制系统，实现生产过程数据的自动采集与在线检测；建立生产过程的控制模型及产品识别码，实现设备与流程的在线故障诊断与关键作业的智能化控制，提高产品质量稳定性，节能降耗，减少环境污染，促进稀土冶炼分离和稀土材料生产流程数字化、主体装备智能化、生产工艺优化和服务远程化。（三）拓展稀土绿色化应用着力拓展镧铈钇等高丰度元素在工业节能、机动车尾气净化、工业窑炉废气脱硝等环保领域的应用，加强稀土钢及铝、镁合金等轻量化材料的应用研究。开展稀土特种玻璃、钇锆陶瓷、抛光剂、化工助剂、污水处理剂、涂料等功能材料研发和产业化。发展铽镝减量和镧铈钇替代镨钕的技术，开发低成本稀土磁性材料，推动铈（或富铈）磁体的产业化，扩大在电机等领域的应用。推动集约化和高端化发展，调整优化结构（一）推动稀土集约化发展继续实施大集团战略，进一步推动稀土矿山开采和冶炼分离、资源综合利用的集约化生产，将矿山开采、冶炼分离及资源综合利用全部纳入六家集团管理，实现稀土集中生产、管理、工艺流程再造。完善集团间协作机制，加强行业自律，维护市场秩序，保持供需平衡，承担社会责任。支持集团做大应用产业，提升核心竞争力。支持江西赣州中国稀金谷建设，推动内蒙古包头、福建龙岩、四川凉山等重点稀土资源地产业转型升级，延长产业链，提高产品附加值。（二）促进稀土材料高值应用加快发展高性能稀土磁性、储氢、晶体、发光、高频等新材料，提升稀土关键材料和零部件保障能力，培育稀土在航空航天、轨道交通、海洋工程、工业机器人、高档数控机床、医疗器械等领域的应用，发挥稀土材料在未来社会发展中数字化、智能化、网络化建设的支撑作用。强化资源和生态保护，促进可持续发展（一）加强稀土资源管理加强国家对稀土资源勘查、开发、利用的统一规划，根据资源形势和市场需求，合理调控开采、生产总量，保障国家经济安全和长远发展需要，到2020年稀土年度开采量控制在14万吨以内。严厉打击稀土生产违法违规行为，在开发中保护，在保护中开发。严格市场准入制度，除六家大型稀土企业集团外不再新增采矿权。继续支持内蒙古包头、四川凉山、江西赣州、福建龙岩等重点资源地完善矿区资源保护和监控设施，加强稀土矿采选项目技术改造。加强对探明的大中型矿产地资源储备和保护，与《全国矿产资源规划（2016-2020年）》相衔接，划定一批国家规划矿区，实行统一规划，规模开发，重点监督，推动优质资源保护与合理利用。（二）加强资源地生态保护严格执行国家和地方污染物排放标准，对建设项目和企业环评严格审查，坚决淘汰落后产能。推广采用采矿新技术、新工艺，落实稀土矿山地质环境保护与治理恢复保证金制度和经济责任，加强尾矿库处理处置与综合利用，实行生产排污许可证制度；推广离子型稀土矿浸萃一体化、冶炼分离污染防治新技术，促进行业清洁生产。建立稀土绿色开发机制，落实行业规范条件，全面推行稀土行业强制性清洁生产审核。（三）按功能分元素管理稀土将稀土元素按资源稀缺程度及功能开发情况划分为战略性、关键性及一般性三类，实行元素分类管理，实现元素价值和经济利益相匹配。加强战略性、关键性产品储备，健全稀土储备体系。加强对中重稀土元素的开采、生产、流通等全产业链管理，坚决打击稀土违法违规生产和出口走私、逃避缴纳税款等行为。打造新价值链，实现互利共赢（一）推进资源地产业转型升级完善稀土开发收益分配机制，加大资源收益在资源地基础设施建设、培育替代产业等方面的支持，促进资源地革命老区、贫困地区、民族地区的脱贫攻坚，改善当地居民生产生活条件。鼓励企业在靠近稀土资源地发展精深加工，由材料加工生产向部件制造、半成品及生产服务业延伸，增加产品附加值，推进资源地产业转型升级。（二）建立新的价值链加强稀土供给侧结构性改革，稳定供需关系，引导价格预期，促进和扩大稀土在节能、环保和家电等下游领域的应用需求，实现上下游利益共享、协同发展。以资本和技术为纽带，通过上市、增资、并购等手段整合中高端应用产业链，培育新的应用市场。引导具备条件的稀土企业开展军民两用稀土新材料的研制和生产，推动稀土新材料领域军民资源共享。加大对品牌稀土产品宣传推广力度，引导企业增强品牌意识，支持企业争创著名商标和国际品牌。围绕互联网+发展战略，加强稀土产品电子商务平台建设。发展的主要机遇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。《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。行业管理体系基本健全（一）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）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。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。永磁材料行业的发展状况磁性是物质的基本属性之一，物质的磁性源于原子磁矩。按照原子磁矩的排列方式不同，可将物质的磁性分为顺磁性、抗磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性和螺旋磁性等。通常意义上所说的磁性材料一般是指铁磁性、亚铁磁性或螺旋磁性材料，这些材料具有自发磁化的特点。磁性材料按功能可分为硬磁材料、软磁材料、功能磁性材料（磁致伸缩材料、磁记录材料、磁制冷材料等）三类，其中硬磁材料又称为永磁材料，是磁性材料中应用最广泛的材料之一。物质的磁性早在3000年以前就被人类认识和应用。我国早在战国时期就有关于天然磁性材料（如磁铁矿）的记载，并在11世纪发明了制造人工永磁材料的方法，是世界上最早发现物质磁性现象和应用磁性材料的国家。我国最早发明的指南器（司南）便是古人利用磁铁矿制成的。人类最先大量使用的具有永磁性能的材料是马氏体钢，随后逐渐被磁性能更高的永磁材料取代。稀土铁氮永磁体具有优良的热力学稳定性、抗氧化性和耐腐蚀性，该材料目前尚处于研发阶段，制备工艺上亦存在技术难题，若未来技术取得重大突破，则有望成为第四代稀土永磁材料。（一）永磁材料的特点和标准永磁材料具有一经磁化即能保持恒定磁性，具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁的特点，其基本功能是不需要消耗电能便可提供稳定持久的磁通量，同时可简化机械设备结构，降低维护成本，对环境影响较小，有节能和环保的优势。永磁材料产品的性能与品质主要参考指标为主要磁性能（PrincipalMagneticProperties）、辅助磁性能（AdditionalMagneticProperties）、尺寸精度、产品一致性等。主要磁性能为衡量材料磁性能高低最重要的依据，其包含四个重要指标：剩磁Br、磁极化强度矫顽力（即内禀矫顽力）Hcj、磁感应强度矫顽力Hcb、最大磁能积（BH）max。辅助磁性能主要包括相对回复磁导率μrec、剩磁温度系数α（Br）、磁极化强度矫顽力温度系数α（Hcj）、居里温度Tc、饱和磁化强度Ms等。剩磁、矫顽力和最大磁能积等除了与材料的内禀性能有关，还受材料的微观结构和制备工艺的影响，称为结构敏感参量；居里温度和饱和磁化强度等主要由材料本身的化学成分决定，而与材料的微观结构和制备工艺关系不大，称为非结构敏感参量。（二）铝镍钴永磁材料介绍铝镍钴永磁材料是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金，坚硬易脆，采用铸造或者烧结工艺处理制成，具有极高的居里温度，在20世纪70年代以前在磁性能方面长期处于永磁材料领先地位，其磁性能主要取决于调幅分解所形成的微观组织结构，即弱磁相和强磁相的相互搭配。铝镍钴永磁材料的居里温度高达890摄氏度，具有非常高的温度稳定性。但随着高性能稀土永磁材料的发现和大规模应用，铝镍钴永磁材料逐步被替代，市场份额逐渐下降，目前凭借着其独特的磁性能在仪器仪表、电机电器及航空航天器件等对温度稳定要求高的领域内依然得到了一定应用。（三）永磁铁氧体磁体介绍永磁铁氧体磁体是以BaFe12O19、SrFe12O19及其固溶体为基础的永磁材料，只需外部提供一次充磁能量，就能产生稳定的磁场，从而向外部持续提供磁能。永磁铁氧体磁体按工艺可分为烧结永磁铁氧体磁体和粘结永磁铁氧体磁体，其中烧结永磁铁氧体可分为干压成型与湿压成型两类，粘结永磁铁氧体磁体可分为挤出型、注射型与压延成型三类。永磁铁氧体磁体通常指烧结永磁铁氧体磁体，是以SrO或BaO及Fe2O3为原料，通过陶瓷工艺（预烧、破碎、制粉、压制成型、烧结和磨加工）制造而成，可提供稳定持久的磁通量，不需要消耗电能，是节约能源的重要手段之一，是典型的高效、节能低碳工业产品。虽然永磁铁氧体磁体的综合磁性能相对烧结钕铁硼永磁材料较弱，但其电阻率高、物理特性稳定、环境耐受力强，同时由于其制备原料丰富，工艺成熟简单，性价比高，因此在需要大量永磁电机的节能家电与汽车工业领域和需要大量电声器件的消费电子领域得到了广泛应用。（四）稀土永磁材料介绍稀土永磁材料是一类以稀土金属元素（RE，即RareEarth，包括钐Sm、钕Nd、镨Pr等17种元素）与过渡族金属元素（TM，即TransitionMetals，包括铁Fe、钴Co等）所形成的金属间化合物为基础的永磁材料，亦称为稀土金属间化合物永磁。第一代、第二代稀土永磁材料钐钴永磁体，具有高矫顽力、高磁能积、高居里温度等优点，采用粉末冶金工艺制备，主要原料为钐、钴，由于价格昂贵且钴属于战略资源，因此钐钴永磁体量产和大规模使用受到了限制，并未得到广泛应用，目前主要应用于航空航天及国防工业领域，占比40%以上，5G和高速轨道交通是钐钴永磁体新的应用增长点。稀土永磁材料中目前应用最为广泛的为第三代稀土永磁材料，即钕铁硼永磁材料。钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的第三代稀土永磁材料，其主要成分为铁（63．9-68．7%）、稀土元素钕（29-32．5%）及硼（1．1-1．2%）。为了获得不同性能，材料中的钕可用部分镝（Dy）、镨（Pr）等其他稀土金属替代，铁可被钴（Co）、铝（Al）等其他金属部分替代。Nd2Fe14B化合物具有四方晶体结构，具有高的饱和磁化强度和单轴各向异性场，是钕铁硼永磁材料永磁特性的主要来源。钕铁硼永磁材料不仅具有质量轻、体积小、高磁能积等优异性能，而且相对于钐钴永磁体，其机械性能较好，加工方便，成品率高，可在装配后充磁，同时在成分上以价格相对低廉、储量丰富的铁和钕取代了昂贵的战略物资钴和资源稀缺的钐，质优价廉的特点决定了其巨大的生产潜力和广阔的应用前景，是迄今为止性价比最高的磁体，在磁学界被誉为磁王。但钕铁硼永磁材料尚存在居里温度相对较低、热稳定性不佳、抗腐蚀性较差等缺点，这在一定程度上限制了钕铁硼永磁材料的应用场景。钕铁硼永磁材料视生产工艺不同，可分为烧结、粘结和热压三类，其中烧结钕铁硼市场份额超过90%。根据中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会于2017年10月14日发布的国家标准《烧结钕铁硼永磁材料》（GB/T13560-2017），烧结钕铁硼永磁材料按内禀矫顽力大小分为低矫顽力N、中等矫顽力M、高矫顽力H、特高矫顽力SH、超高矫顽力UH、极高矫顽力EH、至高矫顽力TH七类品种。以速凝甩带法制成，Hcj（KOe）+（BH）max（MGOe）＞60，用于制做中、小、微型特殊用途的永磁电机、传感器、磁共振仪、高级音像设备等的烧结钕铁硼永磁材料被收录于《中国高新技术产品目录2006》之6-新材料之60100-金属材料中，编号6010066