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浅析突出稀土材料的功能性,做实集团做强产业做优产品

作者:2017-10-10 18:42:14阅读:文章来源:

  十二五以来,我国在大型稀土集团组建上取得显著进展。目前,中国北方稀土等5 家大型稀土集团的组建工作已经通过验收,中国五矿稀土集团的整合工作也在积极推进之中。稀土产业布局更趋合理,产业集中度大幅提高,小散乱局面基本得到了扭转。为了更好地将稀土大集团实施方案确定的各项任务落实到实处,并践行创新发展理念,拓展稀土功能性材料应用发展,本文通过对稀土元素功能特性的分析,提出要分元素、分品种、分功能的系统工程管理创新,机理研究、模型开发、基因库建设的协同科技创新,探索做实集团做强产业做优产品的稀土产业链的发展模式。

  1 认清稀土行业基本特征,协同创新开发稀土功能

  1. 1 把握稀土特征

  战略性———稀土是不可再生的战略资源。稀土是17 个元素的通称,其矿产资源在自然界的分布品种多样,元素配分各异,为此,需进一步加强稀土行业管理的科学性,依据稀土资源不同元素的稀缺性需分层次管理,大致可分为战略性、关键性、一般性,分元素、分品种、分功能加以科学规范,创造更加有利于稀土资源市场化合理配置的良好市场环境,实现稀土资源的合理开发与高效利用有机统一。功能性———稀土原材料生产要精细化。稀土资源的开采、选矿、冶炼分离及金属冶炼等生产环节基本上是原材料生产过程,主要产品为稀土氧化物、氯化稀土等盐类、稀土金属、稀土合金等初级产品,尚未体现其材料的功能性,但对后续深加工的功能性材料有很大的影响。为此,对应后续功能材料的要求,需进行精细化生产,提高产品纯度、优化粒度组成等功能性质量指标,从而提升产品价值、应用功能等级。

  延 展性———稀土的功能性新材料需要向功能器件及产品化拓展。以稀土永磁材料为例,从稀土金属到甩带片、磁粉、烧结( 或粘结) 、毛坯、加工、器件等直至应用功能性产品,全产业链式的制造过程,也是开发提升稀土功能的系统,充分体现企业的科学化管理水平、产品功能化开发水平及智能化制造水平。目前,已有部分企业向着这一目标迈进,并达到了相当高的水平,如稀土磁粉生产厂拓展至批量生产伺机电机、手机用微特电机等中高端稀土永磁产品。

  1. 2 开发应用功能

  稀土功能性材料的效能取决于科研开发的潜能。以稀土永磁材料为例,随着我国科研技术的进步和功能材料的开发,永磁材料制造中的稀土应用量近30 年来增长了70 多倍。以烧结钕铁硼磁体为代表的稀土永磁材料产业,成为稀土应用领域发展最快、规模最大的产业。

  稀土应用功能新材料的开发及产业化需要上下游合作。低碳经济对永磁电机的强烈需求也刺激了永磁材料新兴市场的增长。目前,我国电机系统的用电量约占全国用电量的60%,许多电机的效率甚至还不到50%,开发和使用节能电机具有非常重要的战略意义和经济价值。永磁电机是高效率的典型节能低碳工业产品,与传统的异步电机相比,稀土永磁电机效率提高10% 15%; 而且因其良好的调速性能,稀土永磁伺服电机已广泛应用于各种制造装备,成为智能制造的核心部件。但是,量大面广的传统异步电机的替代工作进展就显得有些缓慢,这需要稀土永磁材料的生产与应用领域紧密合作,以及必要的政策扶持。

  稀土高端功能新材料的研发创新需要基础理论研究和原始性创新。未来稀土永磁电机除了在传统领域会快速发展外,还将在可再生新能源永磁风力发电机领域、节能减排超高效永磁电动机和调速高效永磁电动机领域、替代能源新型动力汽车用永磁电机、轨道交通用电动机等领域迅猛发展。随着应用领域的不断拓展,稀土永磁电机逐渐向大功率、大转矩、耐高温、智能化等方向发展,对稀土永磁材料的综合性能等提出更高的要求。而且也需要基础理论的研究探索,原始创新能力的提升,为此,国家设立了稀土功能材料基因库,为稀土元素功能的研发及应用水平持续提升奠定坚定基础。

  1. 3 重在创新推进

  以问题为导向、目标为引导、需求为支撑,重在扎实推进稀土功能材料的应用。

  突出功能特点。稀土材料具有磁性、催化、储氢、发光、抛光、改性等多种功能,但对各之功能的应用也存在很大差别,为此,需针对个性化要求、采取定制化供给,功能化升级、一体化发展,按照全产业链化管理、推进协同式创新。

  增强市场活力。稀土功能材料的应用有涉及范围广、生产批量小、产品功能升级快等特点,对此,要坚持市场化运作,采取以需求为导向的灵活机制,充分发挥大集团的规范化管理与民营企业灵活经营方式相结合,探索完善规范管理+ 灵活机制的发展模式。

  明 确研发路径。以满足中高端应用为目标导向,紧紧抓住国家重点工程急需、国防科工需求及重点替代进口产品这个中高端需求,作为技术研发和产品产业化的主攻方向,围绕需求链布置产业链,围绕产业链布置创新链,围绕创新链布置资金链。不断开发稀土材料的新功能,促进中高端应用功能的新发展。

  2 掌握稀土行业发展规律,积极探索创新管理模式

  ( 1) 稀土生产工艺及管理与钢铁、有色等原材料行业有相似之处,但尤为突显的是其稀土行业自身特色。在开采工艺方面,北方轻稀土矿白云鄂博矿是世界最大的稀土矿,但其是与铁矿石的共伴生矿,首先选铁,其次选稀土,然后再选铌、钪、萤石等伴生元素。

  南方离子型稀土矿目前主要采矿方式是原地浸矿工艺,因存在浸出液的渗漏问题,生产工艺仍待进一步完善; 原来多采取堆浸工艺,与黄金浸出生产工艺基本相似,但由于品位低、矿量大,形成搬山活动,造成大量地貌破坏水土流失; 池浸生产工艺与铀矿的提取工艺基本相似,同样存在与堆浸相同的共性问题。机械连续式-淬一体化新工艺有可能成为南方离子型稀土矿生产的发展方向。

  在冶炼分离工艺方面,轻稀土冶炼工艺,如旋转炉焙烧与钢铁企业的焙烧生产工艺相似; 分离萃取工艺与有色湿法冶炼、化工萃取工艺相似。稀土金属冶炼工艺,主要是采用电解工艺,与其它金属电解生产原理基本一样。

  上述稀土生产工艺与钢铁、有色原材料生产有一些相似性,但稀土材料就突显其特性所在。

  一是稀土材料的最大特点,就是功能性。这是其它材料所无法比拟的,稀土永磁、催化、储氢、发光、抛光等功能性新材料都能与钢铁、有色等原材料产品完全不同。这主要取决于稀土原子核结构的不同及其独特性,从而具有多样化的功能性。二是需分元素、分品种、分功能,按系统工程管理。如稀土永磁材料,主要以钕铁硼为主,但需要加入少量的中重工业稀土元素镝,但因其资源更加稀缺,致使科技攻关的一个主题,就是减镝、代镝、去镝化; 与此同时,科技人员还研究开发成功,资源相对丰富的铈替代钕,在满足不同层次功能需求的前提下,开发出价格低廉的铈铁硼永磁新材料,统筹研究解决稀缺资源的节约与高丰度元素的利用。三是工艺装备技术一体化。这是流程工艺的共同特点,但是,稀土生产工艺设备特别突显,尤为突出的是稀土高端新材料的生产工艺装备技术是买不来的,而且,日本政府有明文规定不允许该类设备出口。因此,稀土新材料生产所需关键设备必须自主创新。

  ( 2) 借鉴钢铁、电解铝、水泥、玻璃等行业压缩过剩产能的经验,严防稀土冶炼分离产能重复建设,加快淘汰落后产能。随着冶炼分离工艺技术设备的成熟,一些地方扩大产能的冲动又起,特别是以资源综合利用为名,实际建设冶炼分离项目,更为严重的是成为吃黑稀土矿的黑加工厂,因黑矿偷漏资源税等行为,严重扰乱正常的市场秩序。

  ( 3) 大力开发稀土新材料功能及拓展中高端应用。稀土企业的发展不能简单地以规模大小分高低,要以稀土应用功能中高端化、产品品牌化论英雄。功能无限大,创新无止境,要培育企业的核心竞争力。要用创新发展的理念,探索稀土行业发展新路径,稀土大集团更是要搞好统筹发展规划,延伸产业链、特别是开发稀土新功能产品的中高端化应用。要创新管理方式,特别是对资源开采过程中存在的私挖盗采现象,要依法坚决打击,保持高压态势,抓重点案件并剖析形成威慑力和警示录。从稀土资源的源头抓起实行开采、生产、流通、出口及高端应用全产业链管理,坚决打击私挖盗釆、非法经营、产品走私等违法违规行为,更要在总结实践经验的基础,加快出台《稀有金属管理条例》及《稀土行业管理细则》。对冶炼分离生产设备要利用产业政策淘汰落后、严控新建,并购重组。而对于稀土功能新材料的开发生产要充分发挥市场配置资源的决定性作用,并予以相关的政策扶持。

  要突出战略性关键稀土元素管理,确保其资源储备和高端应用产业安全。需要突出抓好三个战略性问题。

  一是科学界定战略性关键稀土元素。对那些资源稀缺且应用功能独特,在航空航天、国防科工等高精尖应用领域有着不可替代作用,甚至成为新型功能材料的生命素,影响产业安全的关键稀土元素应纳入战略性管理。美国、欧盟、日本等均已正式实施关键性材料管理的做法值得借鉴。

  二是研究制定战略性部署。要着眼于国民经济发展的大局,特别是日益快速发展的科技创新大趋势,对稀土功能新材料的需求与日俱增,需要将稀土行业纳入国家发展规划,重点抓好关键性稀土元素的上下游产业衔接。要以国家重点工程急需、中国制造2025 等高端应用领域仍受制于人的新型功能材料的进口替代等作为突破口,以需求为导向上中下游产业相结合,产学研用协同创新,构建命运、责任、利益三合一的共同体。

  三是探索实践战略性新举措。充分挖掘稀土元素功能特性,科技研发要精细化,鼓励科技创新,尊重知识产权,保护技术专利,分元素、分品种、分类别进行攻关研究,要将机理研究、模型开发、基因库建设逐步系统化。应用功能要精细化,将应用研发成果尽快实现项目的产业化,按用途划分实现功能的梯级化开发应用,按功能特性重点开发中高端用户。管理工作要精细化,将成熟的经验及时总结并提升纳入到产业政策、行业规划、技术规范等体系化管理中。

  3 战略思考稀土集团发展,做实做强做优全产业链

  深化集团实质性重组的内涵,就是要防止拼盘式机械组合,充分发挥企业的各自优势,形成以资源为基础、以资本为纽带、技术研发为动力、优势互补的有机整体,推进工艺流程再造,实现集约化生产和集团化管理。已通过验收的大型稀土企业集团,仍需进一步推进更实质性的深度融合,即做好三结合、三集中、三提升工作。

  三结合促进三升级,就是将重组、技改、淘劣结合起来,实现资源、资产、管理的优化升级; 特别是对冶炼分离、综合利用企业更要进行优化整合,不能搞机械式拼凑,要加大淘汰落后产能的力度,进行智能化改造、绿色化制造、功能化提升,要控制总量、调整结构、拓展功能应用、提质优化升级。

  三集中促进系统优化,就是将资源开发、冶炼分离、资源综合利用企业集中统一规划、组合优化、系统集成,使废气、废水、废渣集中处理,实现物流、资金流、信息流集中管控; 促进稀土集团系统内资源配置的最佳化、企业效益的最大化和社会效益的最优化。

  三提升促进形成核心竞争力,即提升集团管控能力、科技创新能力、企业盈利能力,从而形成具有自主知识产权、主导品牌产品的企业核心竞争力。围绕培育具有国际竞争力的大型稀土集团,就必须按现代企业制度要求,扎实推进以资产为纽带的集团实质性重组,做强有自身特色的稀土产业,做优有品牌的稀土功能性产品。从而把稀土的事业办好,把我国的稀土优势发挥出来,使稀土功能新材料成为国民经济发展的新动能。

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