包头稀土高新区:以创新破解稀土应用不平衡问题

2021年04月12日 9:37 4644次浏览 来源:   分类: 稀土   作者:

导读:  “包头市在稀土产业的布局,重点提到了储氢、抛光、发光等相关产业的发展,意在提高镧铈产品的附加值,不断平衡稀土资源的应用水平。”包头稀土高新区稀土和高新技术产业局局长李志峰说。

3月30日,内蒙古自治区党委常委、包头市委书记孟凡利主持召开包头市委专题会议时强调,要区分产品线,综合考虑包头市产业优势、市场前景等,重点发展永磁、储氢材料及相关产业,大力发展抛光、发光等产业,下功夫做好稀土合金等“稀土+”文章,打造一批产业链上的精品,不断提升产业竞争力和影响力。

“包头市在稀土产业的布局,重点提到了储氢、抛光、发光等相关产业的发展,意在提高镧铈产品的附加值,不断平衡稀土资源的应用水平。”包头稀土高新区稀土和高新技术产业局局长李志峰说。

稀土由多元素组成,目前开发应用并不是均衡的,已经开发出用途的元素使用会产生大量的如镧、铈等未充分开发利用元素的富余。“这些元素的特性和应用领域没有被完全挖掘,也是制约稀土一族元素整体效能发挥的瓶颈。”包头稀土研究院院长崔凌霄说。

起步晚 造成镧铈应用规模小

据崔凌霄回忆,稀土产业从白云鄂博的矿物研究开始到现在已走过近60年的历史,已陆续突破了选矿、分离、熔盐电解和合金制备等关键技术,技术装备水平在国际上处于领先,稀土研究院的技术曾一度向全国推广,带动了我国稀土工业的发展。

但产业规模的不平衡也是发展的事实。“十三五”期间,包头市的稀土永磁材料产量31654吨,而储氢和抛光材料产量分别为2438吨和12681吨,“对于大量的镧铈元素来说,这种程度的应用远远不行,仍需加大科技研发的力度。”崔凌霄说。

众所周知,镧元素可制合金,也可做催化剂。铈元素可用于合金添加剂、还原剂,还可用于生产铈盐等,同时,也用于医药、制革、玻璃、纺织等工业。镧铈元素目前主要添加到催化、抛光、储氢、陶瓷和发光等材料中,用以改善和提高相关材料的理化性能。

但稀土储氢材料、抛光材料、发光材料等是由日本最先发明并实现产业应用;稀土催化材料最早是由法国、德国等欧洲国家以及美国等发达国家发明应用的。“国外的起步较早,加之我国对稀土元素基础物理化学特性的认识不够深入,没有形成系统的基础理论,很难形成具有原始发明创造的稀土材料。这些问题导致稀土产业在节能降耗、环保治理以及材料设计等方面缺乏系统性、革命性的工艺技术。”李志峰坦言。

日前,包头中科宇航抛光材料有限公司(以下简称“中科宇航”)董事长张海龙表示,目前,国内生产的抛光粉颗粒的均匀度达不到磨大型玻璃的要求,超过54寸大型玻璃屏用抛光粉99%需要从美国进口,且价格非常高。

中科雨航生产的抛光液产品粒径在20~50nm,晶型一致性达到95%,磨削力高于国内同行业30%,使用过程无划伤,抛光优良率达到99%,产品质量达到国际领先水平。

“但纳米级抛光液,尤其是芯片抛光液仍然是公司的短板,也是我们在实验室需要重点攻关的科目。”张海龙坦言。

不仅抛光材料,储氢材料和催化材料也有一定技术突破。新型高容量镧钇镍系储氢材料,实际放电容量达到390毫安时/克以上,突破了国外的专利限制。稀土型选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂,它创造性地以稀土活性组分掺杂金属氧化物替代五氧化二汞,填补了国内外烟气脱硝催化剂技术的空白,技术性能达到了国际领先水平。“但在产业化方面都存在这样那样的问题,造成产业应用规模上不去。”李志峰说。

新模式

推动镧铈元素大放异彩

镧铈元素的价值主要通过添加稀土的材料或应用稀土材料的器件来体现,因此,推动镧铈元素大范围应用出路在于促进稀土应用领域的扩大和产业链的延伸。

3月30日,从包头稀土高新区传出消息,昊锐稀土投资1900万元“稀土抛光粉(液)升级改造项目”在该区落地实施;中科宇航第二条生产线将于5月正式上线,抛光粉产能突破6000吨。

“项目的落地实施,与我们对未来的规划是分不开的。”李志峰说,“十四五”期间,包头稀土高新区将重点发展稀土储氢、抛光、催化材料产业链。力争开辟稀土抛光新产品以及形成氧化镧、铈-催化材料等催化材料产业链。

内蒙古希捷环保科技有限责任公司(以下简称“希捷环保”)已成功生产具有我国自主知识产权、符合国家标准(GB/T34700-2017)的稀土型选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂,它创造性地以稀土活性组分掺杂金属氧化物替代五氧化二钒,彻底解决了目前高毒性的钒钛系催化剂对环境造成污染、需危废处置的突出问题,填补了国内外烟气脱硝催化剂技术的空白,技术性能达到了国际领先水平。

“虽有先进的技术,但对钒钛系脱硝催化剂的大规模更新换代还有一段路要走,仍需在科研方面加大力度。”希捷环保总经理王磊说。

据王磊介绍,希捷环保已同中国科学院兰州化学物理研究所签订了5年的全面战略合作协议,共建稀土催化材料应用工程技术中心,已同大唐南京环保科技有限责任公司签订了项目研发合作协议,未来共同研发、生产并推广稀土基(无钒/低钒)板式脱硝催化剂。

“包头市将加快希捷环保催化剂的工业化应用,加强与国家稀土催化创新研究院(东营)、南方等公司的合作,推动稀土催化材料的从弱到强的突破。”李志峰说。

李志峰坦言,包头市还将瞄准科技创新重点方向,解决共性关键技术难题。推动包头稀土研究院、中科院包头稀土研发中心、上海交大包头材料研究院等实施行业关键核心技术攻关,力争在资源综合利用、镧镱镍储氢合金、高端稀土抛光材料、闪烁及激光晶体等领域加快产业技术研发并取得突破。

“总之,要发挥好科技创新对产业结构优化升级的驱动作用,推进产、学、研、用战略联盟的建设,突破核心关键技术,提升稀土产业核心竞争力。”崔凌霄说。

责任编辑:张雪卉

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