燒結(jié)釹鐵硼永磁材料產(chǎn)業(yè)可行性研究

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料產(chǎn)業(yè)可行性研究

著力拓展鑭鈰釔等高豐度元素在工業(yè)節(jié)能、機(jī)動(dòng)車尾氣凈化、工業(yè)窯爐廢氣脫硝等環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，加強(qiáng)稀土鋼及鋁、鎂合金等輕量化材料的應(yīng)用研究。開展稀土特種玻璃、釔鋯陶瓷、拋光劑、化工助劑、污水處理劑、涂料等功能材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。發(fā)展鋱鏑減量和鑭鈰釔替代鐠釹的技術(shù)，開發(fā)低成本稀土磁性材料，推動(dòng)鈰（或富鈰）磁體的產(chǎn)業(yè)化，擴(kuò)大在電機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用。加快綠色化和智能化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)（一）推進(jìn)上游產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型大力研發(fā)稀土資源綠色高效采選和冶煉分離新技術(shù)和重點(diǎn)裝備，加大離子型稀土原礦綠色高效浸萃一體化、低碳低鹽無氨氮分離提純等稀土采選、冶煉分離清潔生產(chǎn)新工藝的推廣力度，加快企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和工藝裝備優(yōu)化升級(jí)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)、環(huán)保等技術(shù)水平，降低能耗物耗，實(shí)現(xiàn)廢水零排放和廢物資源化利用，嚴(yán)格職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)管理。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)尾礦資源、伴生資源的綜合利用，研發(fā)廢舊稀土產(chǎn)品再利用成套技術(shù)，建立健全回收制度，完善稀土回收利用體系，提升稀土資源綜合利用水平。（二）加快智能化改造支持稀土礦產(chǎn)資源、稀土材料和生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和健全企業(yè)ERP體系；建設(shè)生產(chǎn)過程的智能控制系統(tǒng)，建立企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)臺(tái)賬、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)調(diào)度數(shù)字化管理系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)稀土材料生產(chǎn)和運(yùn)行管理業(yè)務(wù)的數(shù)字化和智能化。支持稀土冶煉分離企業(yè)建設(shè)稀土生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集與管理控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與在線檢測(cè)；建立生產(chǎn)過程的控制模型及產(chǎn)品識(shí)別碼，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與流程的在線故障診斷與關(guān)鍵作業(yè)的智能化控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，節(jié)能降耗，減少環(huán)境污染，促進(jìn)稀土冶煉分離和稀土材料生產(chǎn)流程數(shù)字化、主體裝備智能化、生產(chǎn)工藝優(yōu)化和服務(wù)遠(yuǎn)程化。（三）拓展稀土綠色化應(yīng)用著力拓展鑭鈰釔等高豐度元素在工業(yè)節(jié)能、機(jī)動(dòng)車尾氣凈化、工業(yè)窯爐廢氣脫硝等環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，加強(qiáng)稀土鋼及鋁、鎂合金等輕量化材料的應(yīng)用研究。開展稀土特種玻璃、釔鋯陶瓷、拋光劑、化工助劑、污水處理劑、涂料等功能材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。發(fā)展鋱鏑減量和鑭鈰釔替代鐠釹的技術(shù)，開發(fā)低成本稀土磁性材料，推動(dòng)鈰（或富鈰）磁體的產(chǎn)業(yè)化，擴(kuò)大在電機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用。推動(dòng)集約化和高端化發(fā)展，調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)（一）推動(dòng)稀土集約化發(fā)展繼續(xù)實(shí)施大集團(tuán)戰(zhàn)略，進(jìn)一步推動(dòng)稀土礦山開采和冶煉分離、資源綜合利用的集約化生產(chǎn)，將礦山開采、冶煉分離及資源綜合利用全部納入六家集團(tuán)管理，實(shí)現(xiàn)稀土集中生產(chǎn)、管理、工藝流程再造。完善集團(tuán)間協(xié)作機(jī)制，加強(qiáng)行業(yè)自律，維護(hù)市場(chǎng)秩序，保持供需平衡，承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。支持集團(tuán)做大應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。支持江西贛州中國稀金谷建設(shè)，推動(dòng)內(nèi)蒙古包頭、福建龍巖、四川涼山等重點(diǎn)稀土資源地產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值。（二）促進(jìn)稀土材料高值應(yīng)用加快發(fā)展高性能稀土磁性、儲(chǔ)氫、晶體、發(fā)光、高頻等新材料，提升稀土關(guān)鍵材料和零部件保障能力，培育稀土在航空航天、軌道交通、海洋工程、工業(yè)機(jī)器人、高檔數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的應(yīng)用，發(fā)揮稀土材料在未來社會(huì)發(fā)展中數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的支撐作用。強(qiáng)化資源和生態(tài)保護(hù)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展（一）加強(qiáng)稀土資源管理加強(qiáng)國家對(duì)稀土資源勘查、開發(fā)、利用的統(tǒng)一規(guī)劃，根據(jù)資源形勢(shì)和市場(chǎng)需求，合理調(diào)控開采、生產(chǎn)總量，保障國家經(jīng)濟(jì)安全和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需要，到2020年稀土年度開采量控制在14萬噸以內(nèi)。嚴(yán)厲打擊稀土生產(chǎn)違法違規(guī)行為，在開發(fā)中保護(hù)，在保護(hù)中開發(fā)。嚴(yán)格市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，除六家大型稀土企業(yè)集團(tuán)外不再新增采礦權(quán)。繼續(xù)支持內(nèi)蒙古包頭、四川涼山、江西贛州、福建龍巖等重點(diǎn)資源地完善礦區(qū)資源保護(hù)和監(jiān)控設(shè)施，加強(qiáng)稀土礦采選項(xiàng)目技術(shù)改造。加強(qiáng)對(duì)探明的大中型礦產(chǎn)地資源儲(chǔ)備和保護(hù)，與《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020年）》相銜接，劃定一批國家規(guī)劃礦區(qū)，實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃，規(guī)模開發(fā)，重點(diǎn)監(jiān)督，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)資源保護(hù)與合理利用。（二）加強(qiáng)資源地生態(tài)保護(hù)嚴(yán)格執(zhí)行國家和地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目和企業(yè)環(huán)評(píng)嚴(yán)格審查，堅(jiān)決淘汰落后產(chǎn)能。推廣采用采礦新技術(shù)、新工藝，落實(shí)稀土礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)保證金制度和經(jīng)濟(jì)責(zé)任，加強(qiáng)尾礦庫處理處置與綜合利用，實(shí)行生產(chǎn)排污許可證制度；推廣離子型稀土礦浸萃一體化、冶煉分離污染防治新技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)清潔生產(chǎn)。建立稀土綠色開發(fā)機(jī)制，落實(shí)行業(yè)規(guī)范條件，全面推行稀土行業(yè)強(qiáng)制性清潔生產(chǎn)審核。（三）按功能分元素管理稀土將稀土元素按資源稀缺程度及功能開發(fā)情況劃分為戰(zhàn)略性、關(guān)鍵性及一般性三類，實(shí)行元素分類管理，實(shí)現(xiàn)元素價(jià)值和經(jīng)濟(jì)利益相匹配。加強(qiáng)戰(zhàn)略性、關(guān)鍵性產(chǎn)品儲(chǔ)備，健全稀土儲(chǔ)備體系。加強(qiáng)對(duì)中重稀土元素的開采、生產(chǎn)、流通等全產(chǎn)業(yè)鏈管理，堅(jiān)決打擊稀土違法違規(guī)生產(chǎn)和出口走私、逃避繳納稅款等行為。打造新價(jià)值鏈，實(shí)現(xiàn)互利共贏（一）推進(jìn)資源地產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)完善稀土開發(fā)收益分配機(jī)制，加大資源收益在資源地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、培育替代產(chǎn)業(yè)等方面的支持，促進(jìn)資源地革命老區(qū)、貧困地區(qū)、民族地區(qū)的脫貧攻堅(jiān)，改善當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活條件。鼓勵(lì)企業(yè)在靠近稀土資源地發(fā)展精深加工，由材料加工生產(chǎn)向部件制造、半成品及生產(chǎn)服務(wù)業(yè)延伸，增加產(chǎn)品附加值，推進(jìn)資源地產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。（二）建立新的價(jià)值鏈加強(qiáng)稀土供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，穩(wěn)定供需關(guān)系，引導(dǎo)價(jià)格預(yù)期，促進(jìn)和擴(kuò)大稀土在節(jié)能、環(huán)保和家電等下游領(lǐng)域的應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)上下游利益共享、協(xié)同發(fā)展。以資本和技術(shù)為紐帶，通過上市、增資、并購等手段整合中高端應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈，培育新的應(yīng)用市場(chǎng)。引導(dǎo)具備條件的稀土企業(yè)開展軍民兩用稀土新材料的研制和生產(chǎn)，推動(dòng)稀土新材料領(lǐng)域軍民資源共享。加大對(duì)品牌稀土產(chǎn)品宣傳推廣力度，引導(dǎo)企業(yè)增強(qiáng)品牌意識(shí)，支持企業(yè)爭(zhēng)創(chuàng)著名商標(biāo)和國際品牌。圍繞互聯(lián)網(wǎng)+發(fā)展戰(zhàn)略，加強(qiáng)稀土產(chǎn)品電子商務(wù)平臺(tái)建設(shè)。發(fā)展的主要機(jī)遇主要工業(yè)化國家高度重視稀土戰(zhàn)略價(jià)值和相關(guān)領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用，隨著世界科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的不斷深化，其戰(zhàn)略地位和作用將進(jìn)一步凸顯?！吨袊圃?025》提出的新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)機(jī)裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等十大重點(diǎn)領(lǐng)域與稀土產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，對(duì)稀土材料的保障能力和質(zhì)量性能提出了更高要求，將帶動(dòng)稀土產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。四是稀土供應(yīng)多元化格局基本形成。美國、澳大利亞、加拿大、俄羅斯、南非、智利、巴西等重點(diǎn)資源國啟動(dòng)了一批稀土資源開發(fā)項(xiàng)目，初步形成了礦山開采和分離加工能力，緩解了我國資源供應(yīng)壓力。行業(yè)管理體系基本健全（一）完善了行業(yè)管理機(jī)構(gòu)成立了工業(yè)和信息化部牽頭的稀有金屬部際協(xié)調(diào)機(jī)制，設(shè)立了稀土辦公室，組建了中國稀土行業(yè)協(xié)會(huì)；主要稀土產(chǎn)區(qū)成立了地方稀土辦公室和相應(yīng)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)。（二）制定了行業(yè)管理制度出臺(tái)實(shí)施了稀土開采生產(chǎn)總量控制計(jì)劃、行業(yè)規(guī)范、環(huán)保核查、增值稅專用發(fā)票、資源稅、戰(zhàn)略儲(chǔ)備、產(chǎn)業(yè)調(diào)整升級(jí)財(cái)政專項(xiàng)等管理制度。地方監(jiān)管責(zé)任得到落實(shí)，江西贛州、福建龍巖等地建立市縣鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)化管理體系。四是建立了相對(duì)完善的稀土技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋了稀土礦山開采、冶煉分離和加工等全產(chǎn)業(yè)鏈，標(biāo)準(zhǔn)與國家相關(guān)政策配套實(shí)施，有效規(guī)范了稀土生產(chǎn)與貿(mào)易活動(dòng)。永磁材料行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r磁性是物質(zhì)的基本屬性之一，物質(zhì)的磁性源于原子磁矩。按照原子磁矩的排列方式不同，可將物質(zhì)的磁性分為順磁性、抗磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性和螺旋磁性等。通常意義上所說的磁性材料一般是指鐵磁性、亞鐵磁性或螺旋磁性材料，這些材料具有自發(fā)磁化的特點(diǎn)。磁性材料按功能可分為硬磁材料、軟磁材料、功能磁性材料（磁致伸縮材料、磁記錄材料、磁制冷材料等）三類，其中硬磁材料又稱為永磁材料，是磁性材料中應(yīng)用最廣泛的材料之一。物質(zhì)的磁性早在3000年以前就被人類認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。我國早在戰(zhàn)國時(shí)期就有關(guān)于天然磁性材料（如磁鐵礦）的記載，并在11世紀(jì)發(fā)明了制造人工永磁材料的方法，是世界上最早發(fā)現(xiàn)物質(zhì)磁性現(xiàn)象和應(yīng)用磁性材料的國家。我國最早發(fā)明的指南器（司南）便是古人利用磁鐵礦制成的。人類最先大量使用的具有永磁性能的材料是馬氏體鋼，隨后逐漸被磁性能更高的永磁材料取代。稀土鐵氮永磁體具有優(yōu)良的熱力學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性和耐腐蝕性，該材料目前尚處于研發(fā)階段，制備工藝上亦存在技術(shù)難題，若未來技術(shù)取得重大突破，則有望成為第四代稀土永磁材料。（一）永磁材料的特點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)永磁材料具有一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性，具有寬磁滯回線、高矯頑力和高剩磁的特點(diǎn)，其基本功能是不需要消耗電能便可提供穩(wěn)定持久的磁通量，同時(shí)可簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低維護(hù)成本，對(duì)環(huán)境影響較小，有節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。永磁材料產(chǎn)品的性能與品質(zhì)主要參考指標(biāo)為主要磁性能（PrincipalMagneticProperties）、輔助磁性能（AdditionalMagneticProperties）、尺寸精度、產(chǎn)品一致性等。主要磁性能為衡量材料磁性能高低最重要的依據(jù)，其包含四個(gè)重要指標(biāo)：剩磁Br、磁極化強(qiáng)度矯頑力（即內(nèi)稟矯頑力）Hcj、磁感應(yīng)強(qiáng)度矯頑力Hcb、最大磁能積（BH）max。輔助磁性能主要包括相對(duì)回復(fù)磁導(dǎo)率μrec、剩磁溫度系數(shù)α（Br）、磁極化強(qiáng)度矯頑力溫度系數(shù)α（Hcj）、居里溫度Tc、飽和磁化強(qiáng)度Ms等。剩磁、矯頑力和最大磁能積等除了與材料的內(nèi)稟性能有關(guān)，還受材料的微觀結(jié)構(gòu)和制備工藝的影響，稱為結(jié)構(gòu)敏感參量；居里溫度和飽和磁化強(qiáng)度等主要由材料本身的化學(xué)成分決定，而與材料的微觀結(jié)構(gòu)和制備工藝關(guān)系不大，稱為非結(jié)構(gòu)敏感參量。（二）鋁鎳鈷永磁材料介紹鋁鎳鈷永磁材料是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構(gòu)成的一種合金，堅(jiān)硬易脆，采用鑄造或者燒結(jié)工藝處理制成，具有極高的居里溫度，在20世紀(jì)70年代以前在磁性能方面長(zhǎng)期處于永磁材料領(lǐng)先地位，其磁性能主要取決于調(diào)幅分解所形成的微觀組織結(jié)構(gòu)，即弱磁相和強(qiáng)磁相的相互搭配。鋁鎳鈷永磁材料的居里溫度高達(dá)890攝氏度，具有非常高的溫度穩(wěn)定性。但隨著高性能稀土永磁材料的發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模應(yīng)用，鋁鎳鈷永磁材料逐步被替代，市場(chǎng)份額逐漸下降，目前憑借著其獨(dú)特的磁性能在儀器儀表、電機(jī)電器及航空航天器件等對(duì)溫度穩(wěn)定要求高的領(lǐng)域內(nèi)依然得到了一定應(yīng)用。（三）永磁鐵氧體磁體介紹永磁鐵氧體磁體是以BaFe12O19、SrFe12O19及其固溶體為基礎(chǔ)的永磁材料，只需外部提供一次充磁能量，就能產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，從而向外部持續(xù)提供磁能。永磁鐵氧體磁體按工藝可分為燒結(jié)永磁鐵氧體磁體和粘結(jié)永磁鐵氧體磁體，其中燒結(jié)永磁鐵氧體可分為干壓成型與濕壓成型兩類，粘結(jié)永磁鐵氧體磁體可分為擠出型、注射型與壓延成型三類。永磁鐵氧體磁體通常指燒結(jié)永磁鐵氧體磁體，是以SrO或BaO及Fe2O3為原料，通過陶瓷工藝（預(yù)燒、破碎、制粉、壓制成型、燒結(jié)和磨加工）制造而成，可提供穩(wěn)定持久的磁通量，不需要消耗電能，是節(jié)約能源的重要手段之一，是典型的高效、節(jié)能低碳工業(yè)產(chǎn)品。雖然永磁鐵氧體磁體的綜合磁性能相對(duì)燒結(jié)釹鐵硼永磁材料較弱，但其電阻率高、物理特性穩(wěn)定、環(huán)境耐受力強(qiáng)，同時(shí)由于其制備原料豐富，工藝成熟簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，因此在需要大量永磁電機(jī)的節(jié)能家電與汽車工業(yè)領(lǐng)域和需要大量電聲器件的消費(fèi)電子領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。（四）稀土永磁材料介紹稀土永磁材料是一類以稀土金屬元素（RE，即RareEarth，包括釤Sm、釹Nd、鐠Pr等17種元素）與過渡族金屬元素（TM，即TransitionMetals，包括鐵Fe、鈷Co等）所形成的金屬間化合物為基礎(chǔ)的永磁材料，亦稱為稀土金屬間化合物永磁。第一代、第二代稀土永磁材料釤鈷永磁體，具有高矯頑力、高磁能積、高居里溫度等優(yōu)點(diǎn)，采用粉末冶金工藝制備，主要原料為釤、鈷，由于價(jià)格昂貴且鈷屬于戰(zhàn)略資源，因此釤鈷永磁體量產(chǎn)和大規(guī)模使用受到了限制，并未得到廣泛應(yīng)用，目前主要應(yīng)用于航空航天及國防工業(yè)領(lǐng)域，占比40%以上，5G和高速軌道交通是釤鈷永磁體新的應(yīng)用增長(zhǎng)點(diǎn)。稀土永磁材料中目前應(yīng)用最為廣泛的為第三代稀土永磁材料，即釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁材料是以金屬間化合物Nd2Fe14B為基礎(chǔ)的第三代稀土永磁材料，其主要成分為鐵（63．9-68．7%）、稀土元素釹（29-32．5%）及硼（1．1-1．2%）。為了獲得不同性能，材料中的釹可用部分鏑（Dy）、鐠（Pr）等其他稀土金屬替代，鐵可被鈷（Co）、鋁（Al）等其他金屬部分替代。Nd2Fe14B化合物具有四方晶體結(jié)構(gòu)，具有高的飽和磁化強(qiáng)度和單軸各向異性場(chǎng)，是釹鐵硼永磁材料永磁特性的主要來源。釹鐵硼永磁材料不僅具有質(zhì)量輕、體積小、高磁能積等優(yōu)異性能，而且相對(duì)于釤鈷永磁體，其機(jī)械性能較好，加工方便，成品率高，可在裝配后充磁，同時(shí)在成分上以價(jià)格相對(duì)低廉、儲(chǔ)量豐富的鐵和釹取代了昂貴的戰(zhàn)略物資鈷和資源稀缺的釤，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的特點(diǎn)決定了其巨大的生產(chǎn)潛力和廣闊的應(yīng)用前景，是迄今為止性價(jià)比最高的磁體，在磁學(xué)界被譽(yù)為磁王。但釹鐵硼永磁材料尚存在居里溫度相對(duì)較低、熱穩(wěn)定性不佳、抗腐蝕性較差等缺點(diǎn)，這在一定程度上限制了釹鐵硼永磁材料的應(yīng)用場(chǎng)景。釹鐵硼永磁材料視生產(chǎn)工藝不同，可分為燒結(jié)、粘結(jié)和熱壓三類，其中燒結(jié)釹鐵硼市場(chǎng)份額超過90%。根據(jù)中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2017年10月14日發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)《燒結(jié)釹鐵硼永磁材料》（GB/T13560-2017），燒結(jié)釹鐵硼永磁材料按內(nèi)稟矯頑力大小分為低矯頑力N、中等矯頑力M、高矯頑力H、特高矯頑力SH、超高矯頑力UH、極高矯頑力EH、至高矯頑力TH七類品種。以速凝甩帶法制成，Hcj（KOe）+（BH）max（MGOe）＞60，用于制做中、小、微型特殊用途的永磁電機(jī)、傳感器、磁共振儀、高級(jí)音像設(shè)備等的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料被收錄于《中國高新技術(shù)產(chǎn)品目錄2006》之6-新材料之60100-金屬材料中，編號(hào)6010066