国内外稀土资源开发利用现状及新时期我国稀土管理建议*
2019-01-22张福良李雨潼李晓宇
张福良 李雨潼 李晓宇
(1.中国地质调查局发展研究中心;2.自然资源部矿产勘查技术指导中心;3.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院)
稀土元素包括化学元素周期表中的15个镧系元素和钪、钇。目前,已发现的稀土矿物大约有250种,主要可以分为3种存在形式,即以离子化合物形式赋存于矿物晶格中从而形成独居石、氟碳铈矿等,以类质同象形式分散于造岩矿物和稀有金属矿物中形成磷灰石、萤石等以及呈离子状态被吸附于矿物表面或颗粒间形成各种黏土矿物、云母类矿物。由于稀土对于改善产品性能、增加产品种类、提高生产效率起到了巨大作用,因此被广泛应用于冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业等传统领域以及新材料领域。本研究通过分析国内外稀土资源开发利用现状,并就加强新时期我国稀土管理工作提出几点建议。
1 全球稀土储量及分布
全球稀土资源主要分布于中国、巴西、美国、澳大利亚、马来西亚、印度等国家,由图1可知:我国稀土资源储量占比一般在35%以上,越南稀土储量占比为18%(2017年),俄罗斯稀土储量占比约15%(2017)。
美国地质调查局(USGS)2018年1月的数据显示,全球稀土储量超过1.6亿t,其中,中国约占36%,巴西和越南分别以18%的比重位居第二,俄罗斯、印度、澳大利亚稀土储量占比分别为15%、6%、3%。
图1 2014—2017年全球稀土储量分布
我国稀土资源储量不但丰富,而且矿种和稀土元素齐全、品位高、矿点分布合理。截至目前,已在全国22个省市区发现了上千处的矿床以及矿化点[1],主要的稀土矿产地包括内蒙古包头白云鄂博轻稀土矿、江西赣南中重稀土矿、四川凉山及山东微山轻稀土矿、湖南褐钇铌矿、广东粤北中重稀土矿以及近年来在陕西探测到的轻稀土矿、新疆铌钽铪大型中重稀土矿和云南特大型稀土金属风化壳矿床等。该类稀土矿资源量约占我国稀土资源总量的98%,形成了北、南、东、西的分布格局,具有“北轻南重”的分布特点。其中,内蒙古包头白云鄂博矿区的轻稀土资源储量占全国总储量的83%以上,居世界第一。由于以往多年大量出口以及非法开采,我国稀土资源储量呈下降趋势,尤其是中重稀土储量下降幅度较大。
2 我国稀土矿生产、消费及进出口贸易现状
2.1 稀土矿生产
根据美国地质勘查局(USGS)统计数据,2015年我国稀土矿产品产量为10.5万t,2016年我国稀土矿石产量占全球总产量的88.91%,2017年我国以36%的稀土储量占比供应了全球80%的稀土产量。2017年我国内蒙古包头白云鄂博稀土产量约90 000 t,四川约25 000 t,南方江西等五省产量约50 000 t,其他地区大约5 000 t[2]。2018年度全国稀土矿开采总量控制指标为12万t,比去年增加了1.5万t,其中第一批稀土矿(稀土氧化物REO)开采总量控制指标为73 500 t,包括离子型(以中重稀土为主)稀土矿指标12 530 t和岩矿型(轻)稀土矿指标60 970 t[3]。从数据上来看,2018年第一批稀土开采量比2017年国家规划的第一批稀土开采总量控制指标52 500 t提升了40%。
2.2 稀土矿消费
我国自1998年开始,稀土消费量便超过美国一直居于世界第一位。截至目前,我国稀土消费量发生过2次大幅度下降,第1次受金融危机影响,2008年我国稀土消费量较2007年下降了6.7%;第2次是由于2011年稀土市场价格突然暴涨,导致稀土消费量大幅下降,2012年和2013年的稀土消费量仅为6.5万t,之后随着价格下调,我国稀土消费量才逐渐回升。2014年我国稀土消费量达到8.5万t,较2013年增长了31%,2015年则为9.8万t。据统计,2017年稀土消费量约10 t,约占全球稀土需求的56%。到2020年,我国稀土消费总量预计可达19万t,约占全球总消费量的68%。目前,我国稀土的消费领域主要可分为传统领域和新材料领域[4]。传统领域主要包括冶金、石油化工、玻璃陶瓷、农业、轻纺业等,新材料领域包括稀土永磁材料、抛光材料、荧光材料、贮氢材料和催化材料。随着全社会对清洁能源需求日益增长,以稀土永磁为代表的新兴市场在稀土应用中所占的比例越来越大[5]。如图2所示,2015年传统领域内稀土资源应用占比为13.4%,新材料领域稀土资源应用占比为79.38%。根据相关统计,与2017年相比,2018年磁材领域稀土资源应用占比增长了6.6%。在传统领域(催化剂、玻璃、冶金、陶瓷等)内稀土资源应用占比也以2%~3%的速度稳定增长。
图2 2015年来我国稀土消费结构
2.3 稀土矿进出口贸易
我国自1998年以来一直保持着稀土出口国的特殊地位,不仅是世界第一稀土出口大国,也是高纯、高附加值产品出口大国。在世界稀土市场上,我国是唯一能够大量供应不同等级、不同品种稀土产品的国家。我国稀土出口主要流向日本、美国、法国、荷兰、意大利和韩国等70多个国家和地区。2003年我国稀土出口量最大,约7.5万t。自2011年开始,稀土出口量急剧下降,出口量不足2万t,主要是由于2011年我国稀土开采、进出口贸易的宏观调控、市场需求以及打击违法违规开采稀土行为等因素作用所致。2015年我国取消稀土出口配额和稀土出口关税后,出口量有明显提升。虽然2016年稀土供应过量导致价格大幅下滑,但同年1—9月累计出口稀土材料达3.52万t,比2015年同期增长了50%。截至2018年8月底,我国稀土出口总量达3.5万t,达到2017年全年出口总量5.118万t的68%左右,出口金额已达到34.6亿美元。根据海关统计数据显示,2017年我国共进口稀土产品约3.44万t,金额约1.81亿美元,其中,稀土化合物进口量约3.43万t,稀土金属约81 t。2017年稀土化合物进口量同比上涨了109%,稀土金属进口量同比上涨了430.03%。从进口国家和地区来看,2017年我国稀土产品主要进口来源国为缅甸和马来西亚,两国进口的稀土产品总量占我国稀土产品总进口量的91%。
3 国外稀土矿生产、消费及进出口贸易现状
3.1 稀土矿生产
1960年以前,巴西、印度、马来西亚、澳大利亚都曾在稀土原料生产上各领风骚,但是20世纪60年代中期,美国在稀土生产中占据主导地位,80年代我国取代美国成为世界第一稀土生产大国[6]。目前世界上主要进行稀土矿生产的国家有中国、美国、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、印度、巴西、马来西亚等,其中,美国、加拿大、澳大利亚和俄罗斯的生产规模相对较大,法国擅长生产高纯的单一稀土,日本在稀土深加工产品生产方面居世界领先地位。2017年世界稀土产量约17.8万t(折合稀土氧化物REO),除中国以外的国家约占比10.12%,其中澳大利亚莱纳斯公司2017年稀土产量约1.5万t,比2016年略有增加。俄罗斯铈铌钙钛矿稀土产量约2 000 t,印度稀土产量约1 200 t[2]。
3.2 稀土矿消费
稀土在全球范围内的消费领域为催化剂、玻璃、抛光粉、冶金、磁体、荧光粉和颜料、陶瓷及其他(包括农业)[7]。近年来,以稀土永磁材料为代表的新兴消费领域随着全世界对环境问题和清洁能源的日益重视,所占比例也越来越高。目前,中国、美国、日本等是世界稀土消费大国。2015年全球稀土总需求量达到16万t左右(REO计算),其中,磁性材料消耗稀土7.8万t,抛光材料消耗稀土4万t,荧光材料消耗稀土8 000 t,贮氢材料消耗稀土1万t。美国稀土消费领域以催化剂为主,2015年美国稀土消费量1.7万t,居世界第二位,2016年美国稀土各消费领域占比为催化剂55%、冶金应用及合金15%、陶瓷及玻璃10%、玻璃抛光10%、其他10%[8]。日本稀土主要消费领域为信息、通信、电子与汽车等高新技术产业,传统领域稀土消耗量一直呈下降趋势,2013年玻璃添加剂领域所需的稀土量仅为670 t,催化剂、稀土永磁、储氢合金领域的稀土用量呈上升趋势,2014年日本稀土消费量为1.4万t,位居世界第三位[9]。近年来,日本新材料领域消耗的稀土量约占总消耗量的80%,各种新材料稀土消耗占比为抛光粉26%、稀土永磁23%、催化剂14%、镍氢电池14%,荧光材料4%、其他19%,未来日本新材料领域消耗的稀土量将越来越大。欧洲稀土消费结构则介于日本和美国之间。
3.3 稀土矿进出口贸易
美国一方面从中国、法国、印度等国家进口稀土产品,另一方面向世界30多个国家和地区出口稀土产品。2015年美国稀土产品进口量为11 920 t,进口金额达1.6亿美元,主要进口源为中国、法国、日本等,出口量7 860 t。由于2015年稀土矿山关停导致2016年美国稀土出口大幅回落,进口量较2015年增加了6%,2016年进口额约为1.2亿美元,大约有72%的进口量来自中国,爱沙尼亚、法国、日本分别提供了7%、5%、5%的来源,来自其他国家的进口量约占11%[8]。根据美国地质调查局(USGS)统计资料,2017年美国进口了价值1.5亿美元的稀土材料。总体上,美国对外稀土依赖程度非常高,大部分稀土需要进口。
日本大部分产品所需的稀土原材料都依赖进口,中国是日本最大的稀土进口国之一。为了减少对我国稀土矿进口依赖,日本寻求其他国家或者其他方法来获得稀土资源。首先将从美国、越南、澳大利亚、哈萨克斯坦的稀土进口量提升了3倍左右,每年进口量超过1万t[10-12]。此外,日本通过回收稀土资源、寻找稀土元素替代品、在海底勘探稀土资源等方法满足国内稀土需求[13]。据相关报道,2018年日本早稻田大学讲师高谷雄太郎和东京大学教授加藤泰浩等组成的研究小组在海底发现了稀土,资源量超过1 600万t,但目前日本并不具备稀土开采技术与条件,稀土仍需进口。2016年,日本进口中国的氧化镝和氧化铽分别为54.82 t和39.7 t,分别占中国稀土年度出口量的63.7%、95.2%[14]。根据相关统计,日本近几年稀土矿仍然大量依赖进口,2017年出口量虽然较2016年有所增长,但这2 a的出口量均不足进口量的25%。
印度在中国限制稀土产品出口之际,大力开发国内稀土资源,加大稀土出口力度。2015年,印度国有稀土公司计划投资7 200万美元开发储量约300万t的稀土项目,从而在一定程度上降低了对中国稀土进口依赖[15]。
澳大利亚矿山Lynas公司在稀土矿资源全球性稀缺的背景下与我国抢占稀土出口份额,加大了稀土资源的出口量。
4 讨 论
4.1 问题分析
(1)稀土实际需求量与开采总量控制指标之间缺口较大。由于稀土新材料领域科技发展速度较快,导致稀土资源需求量与开采总量控制指标之间存在较大缺口。我国实施的“制造强国”战略促使新材料领域稀土需求稳定增长,经过初步预测,稀土磁性材料需求年均增幅将达到5%,催化材料增幅5%,储氢材料增幅8%,抛光材料增幅27%,LED需求增幅将达到75%以上,稀土合金需求增幅约6%。在稀土矿开采总量控制指标基本保持不变的前提下,稀土实际需求量将持续扩大,供需不平衡矛盾将日益加剧。以磁性材料(最主要的稀土功能材料)为例,2017年毛坯产量约14.8万t,其中氧化镨钕5.5万t,氧化镝0.16万t,为满足磁材市场对稀土的需求,需要分离稀土氧化物约17万t。
(2)稀土资源生产和贸易违法违规现象依然突出。据报道,我国“黑稀土”年产量为4.4~4.6万t,约占我国稀土年产量的50%,已经严重影响了我国稀土进出口贸易,大量廉价且供给端泛滥的“黑稀土”使得我国稀土价格在市场中长期停留于历史低位,也使得我国稀土资源在国际贸易中处于不利地位。2015年我国取消了稀土出口配置额和出口关税后,我国稀土的产量和出口量都无法得到有效保护,出口量连续数年保持增长,出口价格反而越来越低,相当一部分的稀土都以低价出售了给美国、日本和欧洲各国[16],导致国内稀土生产和贸易管理变得更加困难。
(3)稀土应用新技术水平不高且回收利用技术水平低下。我国稀土资源虽然丰富,但是在稀土新材料应用、稀土减量研发和稀土替代材料研发领域水平不高。近年来,虽然我国稀土材料应用研发水平得到了加强,但生产的新材料仍然不够“新”,无法在新材料开发领域独树一帜,在其他国家在积极研发稀土元素替代品时,我国仍旧停留在继续使用稀土的层面;另一方面,我国稀土回收和利用技术水平不高,相对而言,日本在该领域技术较成熟,据报道,日本曾从我国大量购买低价废弃玻璃和陶瓷制品以回收其中的稀土资源。
(4)生态环境恶化。相当一部分稀土矿在开采过程中不仅大量破坏了地表植被、地貌和景观,导致矿区及周边地区滑坡、泥石流等地质灾害频发[16-18]。此外,浸矿过程中使用的溶液以及尾矿中都富含了极易对环境造成危害的放射性元素、重金属等,该类物质会随着降雨渗透到地表以下,进入地下水中,从而影响生态系统、土壤环境、大气环境,危害人类健康[19]。
4.2 建 议
(1)建立稀土矿开采总量控制指标与市场需求相结合的新机制。制定稀土矿开采总量控制指标有助于规范行业秩序,对于保护稀土资源具有积极作用。现阶段,我国需要对稀土矿的开发利用管理机制进行进一步调整,即在稀土矿开采总量控制指标实施过程中,应有效建立与市场需求联动的相关论证、评估和调整的动态机制,避免指标与市场需求脱节,并根据市场需求进行相应变化。在总量控制指标与市场需求逐渐同步的情况下,进一步完善管理手段,逐步放开总量控制指标,实现市场配置资源的良性循环。建立相应的评估预测机制,委托第三方调研分析市场需求量,以推测稀土使用量,在此基础上,组织专家开展论证,并召开听证会确定稀土矿开采总量控制指标。按照市场需求,调整稀土矿种市场结构,确保高效、合理利用我国已有和已开发的稀土资源,保护新发现的稀土资源。
(2)完善法律体系,加大执法力度,确保稀土市场健康稳定。根据稀土元素资源禀赋,按照稀土矿种进行分类管理,组织有关专家进行研讨和交流,出台分类管理相关操作细则。建立健全稀土开采和加工的分级监管体制机制,将稀土管理责权落实到位,发挥好中央和地方各部门的主观能动性,将打击非法开采、违法违规生产、偷税漏税工作落到实处。整顿我国稀土行业市场秩序,创建一个健康、公平、公正的市场环境。完善相关法律法规,严惩违法违规企业,不为来源不明的稀土原料留下市场空间,确保稀土市场健康稳定。
(3)提高稀土新材料制备、回收利用水平。加强对稀土高新技术产业的重视,大力培养高新技术人才,积极开拓稀土应用领域,促进我国稀土工业快速发展。积极开展国际合作,组织高新技术人员开展技术攻关,提高我国稀土资源回收利用水平,持续加大对稀土高端产品、新材料的研发支持力度。
(4)加强生态环境保护。加强生态环境保护,坚决贯彻落实《中华人民共和国环境保护法》。提高矿山企业领导和全体员工的环保意识,完善稀土资源绿色开发以及环境补偿机制[20]。在开采过程中,应尽可能减少对地表的破坏,使用一些绿色、可回收、对环境无污染(或污染程度较小)的浸取液,尽可能回填矿坑,对破坏的植被应进行修复或再种植,对于“三废”和尾矿务必进行处理后填埋。在稀土生产过程中,应进一步优化开采工艺,降低生产排放,强化清洁生产。对于一些不具备或不符合绿色开采标准的企业,应责令整改,符合要求后方可继续生产。