包頭稀土高新區：以創新破解稀土應用不平衡問題
2021年04月12日 9:37 9463次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 稀土 作者： 李寶樂
3月30日，內蒙古自治區黨委常委、包頭市委書記孟凡利主持召開包頭市委專題會議時強調，要區分產品線，綜合考慮包頭市產業優勢、市場前景等，重點發展永磁、儲氫材料及相關產業，大力發展拋光、發光等產業，下功夫做好稀土合金等“稀土+”文章，打造一批產業鏈上的精品，不斷提升產業競爭力和影響力。
“包頭市在稀土產業的布局，重點提到了儲氫、拋光、發光等相關產業的發展，意在提高鑭鈰產品的附加值，不斷平衡稀土資源的應用水平。”包頭稀土高新區稀土和高新技術產業局局長李志峰說。
稀土由多元素組成，目前開發應用并不是均衡的，已經開發出用途的元素使用會產生大量的如鑭、鈰等未充分開發利用元素的富余。“這些元素的特性和應用領域沒有被完全挖掘，也是制約稀土一族元素整體效能發揮的瓶頸。”包頭稀土研究院院長崔凌霄說。
起步晚 造成鑭鈰應用規模小
據崔凌霄回憶，稀土產業從白云鄂博的礦物研究開始到現在已走過近60年的歷史，已陸續突破了選礦、分離、熔鹽電解和合金制備等關鍵技術，技術裝備水平在國際上處于領先，稀土研究院的技術曾一度向全國推廣，帶動了我國稀土工業的發展。
但產業規模的不平衡也是發展的事實。“十三五”期間，包頭市的稀土永磁材料產量31654噸，而儲氫和拋光材料產量分別為2438噸和12681噸，“對于大量的鑭鈰元素來說，這種程度的應用遠遠不行，仍需加大科技研發的力度。”崔凌霄說。
眾所周知，鑭元素可制合金，也可做催化劑。鈰元素可用于合金添加劑、還原劑，還可用于生產鈰鹽等，同時，也用于醫藥、制革、玻璃、紡織等工業。鑭鈰元素目前主要添加到催化、拋光、儲氫、陶瓷和發光等材料中，用以改善和提高相關材料的理化性能。
但稀土儲氫材料、拋光材料、發光材料等是由日本最先發明并實現產業應用；稀土催化材料最早是由法國、德國等歐洲國家以及美國等發達國家發明應用的。“國外的起步較早，加之我國對稀土元素基礎物理化學特性的認識不夠深入,沒有形成系統的基礎理論,很難形成具有原始發明創造的稀土材料。這些問題導致稀土產業在節能降耗、環保治理以及材料設計等方面缺乏系統性、革命性的工藝技術。”李志峰坦言。
日前，包頭中科宇航拋光材料有限公司（以下簡稱“中科宇航”）董事長張海龍表示，目前，國內生產的拋光粉顆粒的均勻度達不到磨大型玻璃的要求，超過54寸大型玻璃屏用拋光粉99%需要從美國進口，且價格非常高。
中科雨航生產的拋光液產品粒徑在20~50nm，晶型一致性達到95%，磨削力高于國內同行業30%，使用過程無劃傷，拋光優良率達到99%，產品質量達到國際領先水平。
“但納米級拋光液，尤其是芯片拋光液仍然是公司的短板，也是我們在實驗室需要重點攻關的科目。”張海龍坦言。
不僅拋光材料，儲氫材料和催化材料也有一定技術突破。新型高容量鑭釔鎳系儲氫材料，實際放電容量達到390毫安時/克以上，突破了國外的專利限制。稀土型選擇性催化還原（SCR）脫硝催化劑，它創造性地以稀土活性組分摻雜金屬氧化物替代五氧化二汞，填補了國內外煙氣脫硝催化劑技術的空白，技術性能達到了國際領先水平。“但在產業化方面都存在這樣那樣的問題，造成產業應用規模上不去。”李志峰說。
新模式
推動鑭鈰元素大放異彩
鑭鈰元素的價值主要通過添加稀土的材料或應用稀土材料的器件來體現，因此，推動鑭鈰元素大范圍應用出路在于促進稀土應用領域的擴大和產業鏈的延伸。
3月30日，從包頭稀土高新區傳出消息，昊銳稀土投資1900萬元“稀土拋光粉（液）升級改造項目”在該區落地實施；中科宇航第二條生產線將于5月正式上線，拋光粉產能突破6000噸。
“項目的落地實施，與我們對未來的規劃是分不開的。”李志峰說，“十四五”期間，包頭稀土高新區將重點發展稀土儲氫、拋光、催化材料產業鏈。力爭開辟稀土拋光新產品以及形成氧化鑭、鈰-催化材料等催化材料產業鏈。
內蒙古希捷環保科技有限責任公司（以下簡稱“希捷環保”）已成功生產具有我國自主知識產權、符合國家標準（GB/T34700-2017）的稀土型選擇性催化還原（SCR）脫硝催化劑，它創造性地以稀土活性組分摻雜金屬氧化物替代五氧化二釩，徹底解決了目前高毒性的釩鈦系催化劑對環境造成污染、需危廢處置的突出問題，填補了國內外煙氣脫硝催化劑技術的空白，技術性能達到了國際領先水平。
“雖有先進的技術，但對釩鈦系脫硝催化劑的大規模更新換代還有一段路要走，仍需在科研方面加大力度。”希捷環保總經理王磊說。
據王磊介紹，希捷環保已同中國科學院蘭州化學物理研究所簽訂了5年的全面戰略合作協議，共建稀土催化材料應用工程技術中心，已同大唐南京環保科技有限責任公司簽訂了項目研發合作協議，未來共同研發、生產并推廣稀土基（無釩/低釩）板式脫硝催化劑。
“包頭市將加快希捷環保催化劑的工業化應用，加強與國家稀土催化創新研究院（東營）、南方等公司的合作，推動稀土催化材料的從弱到強的突破。”李志峰說。
李志峰坦言，包頭市還將瞄準科技創新重點方向，解決共性關鍵技術難題。推動包頭稀土研究院、中科院包頭稀土研發中心、上海交大包頭材料研究院等實施行業關鍵核心技術攻關，力爭在資源綜合利用、鑭鐿鎳儲氫合金、高端稀土拋光材料、閃爍及激光晶體等領域加快產業技術研發并取得突破。
“總之，要發揮好科技創新對產業結構優化升級的驅動作用，推進產、學、研、用戰略聯盟的建設，突破核心關鍵技術，提升稀土產業核心競爭力。”崔凌霄說。
責任編輯：張雪卉
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