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包头稀土研究和稀土产业的发展历程----点土成金 建设中国“磁谷”
发布日期:2019年10月31日  访问次数:11

□葛鸿文 马鹏起 熊家齐 徐来自 杨万喜 康世存 安四虎 池建义 口述

□于锦绣 张永平 武宇斌 整 理 杨占峰

杨占峰

稀土作为战略性材料,对推动技术创新、支撑产业升级、建设制造强国具有重要战略意义。数十年来,包头稀土研究院在稀土选矿工艺、稀土化合物分离技术与工艺、大型稀土熔盐电解技术、稀土永磁材料及器件产业化技术、室温稀土磁制冷材料和磁制冷机研发、稀土镁合金产品研发、新型稀土储氢材料研发、稀土钢用稀土铁合金研发、PVC用环保稀土复合热稳定剂研发、柴油车用稀土基SCR催化剂研发、高纯稀土金属研发等方面取得了大量的原创成果,助推我国稀土产业从小到大、从弱到强。例如,在稀土选矿工艺上,包头稀土研究院自主研发的中贫氧化矿浮选—选择性团聚选矿工艺和白云鄂博矿用新型稀土选矿捕收剂H205开辟了白云鄂博矿选矿技术的先河,并分别获得了国家发明奖一等奖和国家发明奖三等奖;又如,在稀土化合物的分离技术及工艺方面,包头稀土研究院开发的P507-HCl萃取体系和“一分三”萃取分离新工艺分离提取稀土化合物,在我国首次完成了包头稀土精矿P507-HCl萃取体系分离单一轻稀土,这两项科研成果均获得了国家科学技术进步奖二等奖;再如,在大型稀土熔盐电解槽的专利技术和装备方面,包头稀土研究院于1984年在我国率先研发成功氧化物电解制备稀土金属及合金工艺技术与装备,获得了国家科学技术进步奖二等奖。此外,包头稀土研究院还是我国最早从事钕铁硼永磁材料研究的机构之一,1990年研究的磁能积就达到了(BH)max=52.2MGOe(这在当时是处于世界领先水平的),还负责制订了铁硼永磁材料产品国家标准并建成了我国第一条年产量为40吨钕铁硼生产线,其中新型稀土铁基永磁材料获得了国家科学技术进步奖一等奖,高使用温度钕铁硼永磁体及其生产方法获得了国家发明奖三等奖。其他的成果还有很多,这里就不一一详细列举了。

熊家齐

美国有个钼公司曾经号称是世界上最大的稀土公司。他们公司的稀土代表团在二十世纪八十年代来看了我们包头的矿山,评价说:“原来我们总以为我们美国的矿山是世界第一大,现在你们是世界第一。”那个时候我们的稀土精矿产量不多,他们虽然态度友好,但“稀土老大哥”的心态也自然流露出来。1995年,美国的这家钼公司生产的稀土精矿达22200t REO(稀土元素氧化物),是其历年来产量最多的一年;但是,这一年包钢的稀土精矿产量达26900t REO,比其多了近4700t REO。从此,包钢就成为全球第一大稀土生产公司。2002年底,钼公司总裁率旗下的监管销售和市场开发的副总裁以及主管稀土开发、冶炼、分离的项目经理等公司高管来包头参观访问。在包头稀土高新技术产业开发区举行的座谈会上,他们表示到包头一是学习,二是寻求合作机会,其态度之谦恭令人感慨万千。他们回到美国之后,第二年(即2003年)他们停止了稀土精矿的生产,而包钢这一年的稀土精矿产量为54000t REO。由于我国单一稀土产量大,使得国际上单一稀土的价格下跌了,西方国家称这是“中国冲击”。从那以后包钢稀土产量就一直是世界第一。

马鹏起

中国稀土产业的发展得到了稀土专业工作者和广大人民群众的关注,社会上出现了许多热议稀土的好文章,但也不乏一些失实的、错误的,如“稀土资源枯竭论”、“禁止稀土出口论”、“稀土贱卖论”、“稀土给中国带来的不是利益”等。这些失实甚至错误的报道和评论造成了舆论误导并在社会上造成了很坏的影响,严重地干扰了稀土产业的健康稳定发展。为此,全国的一些著名稀土专家对这些观点进行了驳斥,部分文章收入在2017年出版的《中国稀土强国之梦》一书中。2011年稀土的价格涨了5—10倍、2012年就开始大幅回落,很快跌回甚至跌破原价,这么一番折腾导致国内外对稀土的用量骤降,特别是稀土应用的2/3是国内企业。我们一再坚持强调稀土的价值在于应用,把稀土原材料卖高价是不持续的发展方式。现在我国应用的稀土占到了全球稀土产量的60—70%,这就是说大部分稀土资源是我们中国人在自己用、出口只占一小部分。稀土卖给外国人的少,却把价格提得很高,这实际上打击了国内稀土应用的积极性,导致国内应用企业成本增加、效益减少甚至关停。正是因为稀土价格的这样大幅度波动才导致了稀土产业的亏损与萧条。

安四虎

国家成立包头稀土高新技术产业开发区的宗旨是利用高新技术对已分离出的稀土元素进一步延长其产业链条。稀土高新区成立以后致力于用高新技术进一步延长产业链,但是从客观上讲,90年代我们包头还只是稀土资源的输送地,以欧、美、日等为主的发达国家和地区拥有稀土的知识产权、技术专利等,并对其有广泛的应用。虽然我们于1992年成立了稀土高新区,但是近几年的稀土产业才真正地发展起来。从2008年开始,稀土高新区把发展思路转向新材料的发展和产业链的延伸,重点研发磁性材料、节能环保材料、储氢材料、发光材料、催化助剂等。

康世存

目前,包头市形成了从采选矿、冶炼、深加工、稀土功能材料到稀土应用的较为完整的产业体系,产业链不断延伸,成为我国最大的稀土原材料供应、功能材料生产加工和研发应用基地,拥有全国稀土行业最大的企业——中国北方稀土(集团)高科技股份有限公司(即“北方稀土”)和国内唯一一家专门以各类稀土产品为交易品种的大宗商品现货电子交易平台——包头稀土产品交易所。目前,我市已具备年产42万吨稀土精矿、4.5万吨永磁、2万吨抛光、0.7万吨储氢、3.5万吨催化助剂和100万吨稀土合金的产能,军工电机、垂直轴风电发电机、镍氢动力电池、LED照明、核磁共振医疗车等终端应用产品不断涌现,特别是钐钴永磁材料、磁性器件被广泛应用于航空、航海等领域。

池建义

中国科学院包头稀土研发中心是由中国科学院北京分院、内蒙古自治区科技厅、包头市政府、包钢集团公司几家单位联合共建的,2015年5月12日正式挂牌成立。稀土研发中心采用“不要事业编制、不要行政级别、不要科研大楼,要把文章写在大地上、要把成果留给企业家”的模式进行建设,突破了传统科研体制的束缚、有效地抑制了科学家“自娱自乐”的研究现象。

我们经过三年多的努力工作,已初步构建起了包头稀土产业科技创新的新型支撑服务网络,有力地推动了包头稀土产业的快速发展,为地方经济提供了创新驱动发展的“引擎”,我们在几项新技术上实现了突破、取得了成就。世界首条稀土硫化物着色剂连续化隧道窑生产线建成并成功转化、实现了稀土硫化物环保着色剂连续化生产线中试工艺研发项目的成功产业化,稀土钢制备技术及其产业化、纳米超光滑铈基抛光液可控制备技术及其产业化均取得了重大突破,新一代钕铁硼表面防护绿色制造技术也实现了突破。

康世存

近年来,我市下大力气实施稀土企业技术创新引导工程,设立了稀土科技发展专项基金,稀土新材料、新技术、新成果不断涌现,企业创新及成果转化能力明显提升,形成了以北方稀土集团为产业化基地、以包头稀土研究院为研发与技术储备基地、以稀土高新区为成果孵化基地的稀土新材料及新技术研发创新体系。

第一,科研机构完备。目前,全市累计认定国家级稀土高新技术企业20家、自治区级各类研发机构20家、与稀土科研高度关联的院士工作站3家。拥有稀土冶金及功能材料国家工程研究中心、北方稀土国家企业技术中心、稀土产业技术创新战略联盟和北方稀土行业生产力促进中心,建成了集稀土技术研发、中试转化、性能测试、信息服务、应用评价、人才培养、电子交易平台等于一体的稀土产业创新体系。

第二,科研力量雄厚。目前,全市从事稀土研究的相关科技人员有3000多人,“十二五”以来,承担国家科技支撑计划、国家重点基础研究发展计划、国家高技术研究发展计划(即“863”计划)和中小企业创新基金项目、国家自然科学基金项目百余项,参与制(修)订各类稀土标准90多项、占现行有效标准的70%;此外还申请专利700多件、授权227件。

第三,科研成果丰富。包头稀土研究院率先开发出了2.5万安培稀土氧化物电解技术,实现了稀土火法冶炼的技术突破,达到了国际领先水平。包头市蒙稀磁业有限公司为神舟系列发射火箭的导航系统提供了高性能钐钴永磁器件。包头市稀宝博为医疗系统有限公司研发了低成本高性能的永磁式核磁共振成像设备和具有自主知识产权的驰影A30磁共振诊疗车,填补了国内相关领域技术的空白。包头长安永磁电机有限公司开发的特种电机应用于航天、航空、军工、精密设备等领域。内蒙古稀奥科镍氢动力电池有限公司开发的动力电池成功出口欧美市场,与新能源汽车相配套。包钢稀土磁性材料有限公司开发的高端钕铁硼产品成功应用于风电及汽车领域,目前正在进行产业化发展。

安四虎

目前,稀土基地配套建设全面展开,稀土新材料深加工基地、高新技术基地、昊明新能源产业园、上海交通大学产业园、中国科学院包头稀土研发中心产业园五个稀土产业和项目配套基地均开工建设,其中部分已建成投入使用,实现了“筑巢”。目前,高新区稀土工业、科技服务及配套企业达到109家,其中稀土工业企业有97家,稀土企业累计就业人数近万人。以稀土永磁、储氢、抛光材料为代表的稀土新材料产业形成了规模集聚效应,稀土抛光材料、储氢材料产量均居行业第一,二者在2017年产量分别为12587吨、2675吨,稀土永磁材料也跻身行业前六甲。目前,磁性材料生产已经发展到年产3万吨的规模,应用涉及各个方面,如新能源汽车、手机和神舟飞船、蛟龙号用的α永磁材料等。

稀土高新区提出打造全球最大的“磁谷”,重点发展磁科技。利用磁科技拓展相关的应用领域并用磁应用反哺磁科技。包头市稀宝博为医疗系统有限公司、互联网医疗诊治技术国家工程实验室联合研制、成功推出国内首台移动磁共振诊疗车——驰影A30,其车载集成型磁共振和扁鹊飞救远程系统等多项先进技术属世界首创。我们还把包钢数万台非常耗电的电机改造成了永磁电机,性能更好、更省电、更节能。我国工业电机耗电量是很大的,如果稀土永磁电机得到推广应用,将为国家节约大量能耗。我们还研发了用于电厂脱硝的催化剂产品。目前,我国大部分电厂脱硝都是利用国外的钒钨钛技术,其中“钒”的氧化物是有毒的,它把烟尘里的硝拿掉了但是废渣却是剧毒的,而且这是国外的技术;我们的脱硝催化剂是以稀土为主的,没有任何毒,是非常环保的,不仅空气中氮氧化物会减少而且废渣里也不会有污染物,投产以后将会为中国的火电事业做出贡献。

稀土高新区全面贯彻落实党的十九大精神和习近平新时代中国特色社会主义经济思想,按照高质量发展的要求,以建设“中国磁谷”、打造全国稀土新材料产业基地为目标,围绕供给侧结构性改革进行稀土产业的转型升级、做大做强稀土产业,将包头稀土资源优势转化为经济优势,实现稀土产业由“挖土卖土”向“点土成金”的转变。

 

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