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美国稀土依赖度及生产应用现状

2019-07-03 10:52:00     作者:

1996年起,美国地质调查局在每年一季度均会发布《年度矿产品摘要》。该摘要由国家矿产信息中心编撰,用于对上一年度非燃料矿产工业的数据统计和估算,其数据涵盖美国国内工业结构、政府计划、关税状况和超过90种独立矿产品相关信息的5年统计数据。译者围绕稀土,对该摘要中稀土、钪和钍产品的部分进行了翻译整理。

1.美国矿物产品净进口依赖度

    2018年美国对稀土的净进口依赖度为100%,主要进口国是中国、爱沙尼亚、法国和日本。

    对钇的净进口依赖度大于95%,主要进口国是中国、爱沙尼亚、日本和朝鲜。

    对钪的净进口依赖度为100%,主要进口国是欧洲、中国、日本和俄罗斯。

    对钍的净进口依赖度为100%,主要进口国是印度、英国。

    此外净进口依赖度大于95%的矿产品还有砷、石棉、se、萤石、镓、石墨、铟、锰、霞石正长石、云母、铌、rusi、钽、钍、钒、宝石和铋,其中除宝石和铋的净进口依赖度分别为99%96%外,其余产品的净进口依赖度均为100%

    2.稀土

    2.1美国国内生产和应用现状

    2018年美国进行了稀土生产(2017年美国未生产稀土)。加州芒廷帕斯矿,在2018年一季度复产。该矿的主要产品为氟碳铈矿,在2015年四季度后进入维护状态。作为重矿富集物的副产品,独居石也被作为稀土产品生产。2018年美国进口的稀土化合物和金属的总量估值是1.6亿美元(2017年为1.37亿美元)。终端领域消费及占比主要有:催化剂,60%;陶瓷和玻璃,15%;冶金应用及合金,10%;抛光,10%;其他,5%

    2.2美国主要统计数据

项目(吨)

2014

2015

2016

2017

2018e

氟碳铈精矿

5,400

5,900

-

-

15,000

进口

化合物

12,300

9,160

11,500

11,000

9,800

金属

铈 铁 合金

378

356

268

309

330

稀土金属、钪和钇

348

483

404

524

1,000

出口

 

化合物

4,390

4,980

590

1,740

1,5000

金属

铈 铁 合金

1640

1220

943

982

1300

稀土金属、钪和钇

140

60

103

55

30

消费(估计)

12,200

9,550

10,500

9,060

9,500

价格(美元/公斤

氧化铈,>99.5%

5

3

2

2

2

氧化镝,>99.5%

395

279

198

187

180

氧化铕,>99.9%

822

344

74

77

56

氧化镧,>99.5%

5

3

2

2

2

混合金属(65%铈、35%镧)

10

7

5

6

6

氧化钕,>99.5%

63

48

40

50

51

氧化铽,>99.99%

713

564

415

501

461

采矿、选矿从业人数(年平均)

391

351

-

24

150

净进口依赖度

化合物和金属

56

38

100

100

100

矿产品

NA

NA

NA

NA

E

 

    2018年《摘要》相比,进、出口部分不在将化合物分成铈化合物和其他稀土化合物两类。部分数据做了修正。

    2.3回收利用状况

    从电池、永磁体和荧光灯中部分回收。

    2.4美国进口来源

    稀土化合物和金属主要进口国及份额为:中国80%,爱沙尼亚6%,法国和日本各3%,其他8%。从爱沙尼亚、法国和日本进口的稀土化合物和金属,其原料来自于中国或者其他地区的精矿和中间产品。

    2018年《摘要》相比,中国占比份额提高两个百分点,法国和日本各降低一个百分点。

    2.5关税情况(与上一年度相同)

项目

代码

正常贸易关系

(20181231)

稀土金属、钪和钇

2805.30.0000

5.0%(从价费率)

铈化合物

氧化物

2846.10.0010

5.5%(从价费率)

其他

2846.10.0050

5.5%(从价费率)

其他稀土化合物

氧化镧

2846.90.2005

免税

其他氧化物

2846.90.2040

免税

碳酸镧

2846.90.8070

3.7%(从价费率)

其他碳酸盐

2846.90.8075

3.7%(从价费率)

其他稀土化合物

2846.90.8090

3.7%(从价费率)

铈 铁 合金及其他发火合金

3606.90.3000

5.9%(从价费率)

 

    2.6美国政府储备

 

 

2018财年

2019财年

材料(吨)

2018930

库存

预算

实际执行

预算

实际执行

0.1

0.5

0.5

0.5

-

7.1

18

-

35

-

镝铁(毛重)

0.5

-

-

-

-

稀土

-

416

-

416

-

稀土磁体原料

-

-

-

100

-

氧化钇

25

10

-

10

-

 

    2018年《摘要》相比,增加了稀土、稀土磁体原料两项内容。

    2.7相关事件

    随着美国稀土开采量的增加,澳大利亚、缅甸和布隆迪的稀土开采量也有所增加。中国的两次稀土总量控制计划分别是73,500吨和46,500吨,较之2017年增加了14%。根据中国商务部的数据,按照磁性材料估算,中国稀土氧化物的产量至少达到18万吨。

    20185月,美国内政部在与其他行政部门协商后,发布了35中关键矿物目录,其中包括稀土。该目录的初衷是兑现13817号行政命令确保关键矿物安全可靠供应的联邦战略

    2.8全球矿产品及储备

国家

矿产品(吨)

储备(吨)

2017

2018

 

美国

-

15,000

1,400,000

澳大利亚

19,000

20,000

3,400,000

巴西

1,700

1,000

22,000,000

缅甸

NA

5,000

NA

布隆迪

-

1,000

NA

中国

105,000

120,000

44,000,000

印度

1,800

1,800

6,900,000

马来西亚

180

200

30,000

俄罗斯

2,600

2,600

12,000,000

泰国

1,300

1,000

NA

越南

200

400

22,000,000

其他

-

-

4,400,000

总计

132,000

170,000

120,000,000

 

    注:俄罗斯的数据来源于政府报告。

    2018年《摘要》相比,将加拿大、格林兰、马拉维、南非数据归并到了其他国家,增加了缅甸和布隆迪。2018年《摘要》显示加拿大、格林兰、马拉维、南非的稀土储量分别为830,000吨、1,500,000吨、140,000吨、860,000吨。俄罗斯的储量由18,000,000吨,调整为12,000,000吨。全球总储量没有调整,保持了120,000,000吨的规模。

    2.9全球资源

    稀土在地壳中相对丰富,但是其可开采矿床的比例却普遍低于其他矿物。稀土资源主要赋存与四种地质环境:碳酸盐岩、碱性火成岩、离子吸附型粘土矿和独居石砂矿。碳酸盐岩和独居石砂矿是轻稀土的主要来源,离子吸附型粘土矿是重稀土的主要来源。

    2.10替代情况

    在许多应用中均有替代产品,但是效果不彰。

    3.

    3.1美国国内生产和应用现状

    钇是稀土元素之一。加州芒廷帕斯矿,在2018年一季度复产。该矿的主要产品为氟碳铈矿,在2015年四季度后进入维护状态(2017年美国国内没有进行生产)。作为重矿富集物的副产品,独居石也被作为稀土产品生产。芒廷帕斯原矿中,钇占稀土元素总量的0.12%

    钇主要应用在陶瓷、冶金和荧光粉。在陶瓷领域,钇化合物用在磨料、轴承和密封、连续铸造浇口的高温耐火材料、喷漆引擎涂层、发动机氧传感器和耐磨耐蚀切割工具。在冶金领域,钇主要作为晶粒细化剂和脱氧剂。钇用于加热元件合金、高温超导和超合金。在电子领域,微波雷达中的钇铁石榴石组件能够控制高频信号。钇铝石榴石激光晶体应用在牙科和医学外科手术、数字通讯、距离和温度探测、工业切割和焊接、非线性光学、光化学、光致发光。钇用于荧光份,在平板显示和各种照明应用。

    3.2美国主要统计指标

项目(吨)

2014

2015

2016

2017

2018

矿产品

NA

NA

-

-

NA

进口:钇、合金、化合物和金属

200

360

340

380

390

出口,化合物

NA

39

2

2

14

消费量(估值)

200

300

300

400

400

平均价格(美元/公斤)

氧化钇,>99.999%

16

8

4

3

3

金属钇,>99.9%

60

48

35

35

36

净进口依赖度

>95

>95

100

100

>95

 

    2018《摘要》比较,采用平均价格代替了价格区间。2017年消费量由300吨调整为400吨。

    3.3回收状况

    极少量被回收。

    3.4美国进口来源

    2018年,钇化合物主要来源:中国76%,爱沙尼亚13%,日本4%,朝鲜3%,其他4%。几乎所有生产钇金属和化合物的精矿均来自于中国。进口来源没有包括含有钇的产品和半成品。

    2018《摘要》比较,进口来源方面,中国从2017年的71%增加到76%,爱沙尼亚从12%增加到13%,日本从6%下降到4%,德国被朝鲜取代。

    3.5关税情况

项目

代码

正常贸易关系

20181231日)

稀土金属、钪和钇

2805.30.0090

5.0%(从价费率)

混合稀土氧化物(钇、钪为主)

2846.90.2015

免税

混合氯化稀土(钇、钪为主)

2846.90.2082

免税

钇基材料及化合物

19%Y2O385%

2846.90.4000

免税

其他稀土化合物,包括钇和其他化合物

2846.90.8000

3.7%(从价费率)

 

    3.6美国政府储备

 

 

2018财年

2019财年

材料(吨)

2018930

库存

预算

实际执行

预算

实际执行

氧化钇

25

10

-

10

-

 

    3.7相关事件

    中国提供了绝大部分的钇,矿源是南方的离子吸附型稀土矿,主要来自福建、广东、和江西,还有一小部分来自广西和湖南。处理厂主要位于广东、江苏和江西。

    全球范围内,钇主要以氧化物的形式用于陶瓷和荧光粉。少量用于电子设备、激光、光学玻璃和冶金等。2018年金属钇和钇化合物的价格保持稳定。

    在内布拉斯加州,一家以回收的节能灯荧光粉为主要原料的稀土分离设施正在被审议。据报道,该工厂的初始生产能力将达到430/年,其中钇的产能为144/年。另外计划通过采用稀土矿物作为原料,将分离氧化物的产能提高到3500/年。智力的离子矿和美国国内的独居石精矿将作为该工厂的备选原料。

    20185月,美国内政部在与其他行政部门协商后,发布了35中关键矿物目录,其中包括钇。该目录的初衷是兑现13817号行政命令确保关键矿物安全可靠供应的联邦战略

    3.8全球矿产品及储备

    2018年全球的氧化钇产品主要来自中国,其产量估计在5000-7000吨。钇的储量与稀土储量密切相关。全球钇储量预计超过500,000吨,主要分布在澳大利亚、巴西、加拿大、中国和印度。尽管按照目前的生产速度,现有储量可能足以满足短期需求,但是经济、环境问题、许可和贸易限制可能会影响包括钇在内的稀土元素的开采。

    2018年《摘要》中,钇的主要分布国家包括美国。

    3.9全球资源

    独居石和磷钇矿中的钇在全球范围内广泛分布,主要赋存在砂矿、碳酸盐岩、铀矿、风化粘土矿(离子吸附型矿)。还有一部分钇资源赋存于磷灰石磁铁矿岩、铌钽矿床、含有独居石的非冲积矿床、沉积型磷酸盐矿床和铀矿床中。

    3.10替代情况

    钇在某些应用领域可以被替代,但是效果并不明显。在绝大部分领域,特别是电子、激光和荧光粉,以很难被直接替代。作为氧化锆陶瓷的稳定剂,虽然可以被氧 化 钙、氧化镁替代,但是这些替代会导致韧性降低。

    4.

    4.1美国国内生产和应用现状

    2018年美国没有开采含钪矿物,也没有从尾矿中回收钪。此前,美国主要从钪钇硅酸盐钍铁矿和铀分离浸出液副产品中提取。在阿莫斯、托尔森和厄巴钠的工厂还具备有限的制备蒸馏金属钪和铸锭的能力。现在钪金属和钪化合物主要从中国进口。2018年钪的主要应用是铝钪合金和固态氧燃料电池。其他应用包括陶瓷、电子、激光、照明和放射性同位素。固态氧燃料电池中,电流通过氧化过程直接产生。金属方面,一般使用金 属 钙还原氟化钪制备金属钪。铝钪合金用于体育用品、航空和其他高性能应用。铝镁钪合金用于增材制造。钪添加到氧化锆基电解质用于改进电流密度和降低SOFC的反应温度。钪少量应用于电子领域。一些含钪的激光器用于国防应用和医学领域。在照明方面,碘化钪用于制造模拟自然光的高密度光源。钪同位素是石油 精炼的示踪剂。

    4.2美国主要统计指标

项目

2014

2015

2016

2017

2018

化合物价格(美元/克)

醋酸钪,>99.9%

43

43

44

44

44

氯化钪,>99.9%

123

123

126

124

125

氟化钪,>99.9%

263

263

270

277

206

碘化钪,>99.9%

187

187

149

183

165

氧化钪,>99.9%

5

5.1

4.6

4.6

4.6

金属价格

蒸馏钪(美元/克)

221

221

228

226

226

钪铸锭(美元/克)

134

134

107

132

132

铝钪合金(美元/公斤)

386

220

340

350

360

净进口依赖度

100

100

100

100

100

 

    4.3回收状况

    未得到回收。

    4.4美国进口来源

    虽然没有确切的数据列出进口来源,但是可以确定主要进口来自欧洲、中国、日本和俄罗斯。

    4.5关税情况
 

项目

代码

正常贸易关系

20181231日)

稀土金属、钪和钇

2805.30.0090

5.0%(从价费率)

混合稀土氧化物(钇、钪为主)

2846.90.2015

免税

混合氯化稀土(钇、钪为主)

2846.90.2082

免税

其他碳酸稀土化合物,包括钇和钪

2846.90.8075

3.7%(从价费率)

其他稀土化合物,包括钇和钪

2846.90.8090

(从价费率)

 

    
    4.6美国政府储备

    无。

    4.7相关事件

    全球钪的供给和消费估算在10-15/每年。用于SOFCs和无铁合金的钪也在相同范围。2018年多数钪产品的价格保持稳定或者略微降低。中国的氧化钪出厂价明显低于美国报价。

    尽管由于对需求增长的预期全球范围内勘探和开发项目持续推进,但是相对于其他材料而言钪的市场十分小。在美国,随着内布拉斯加州麋鹿溪多金属项目可行性研究在2017年完成,相关的许可和工程研究正在推进。其他美国国内涉及钪回收的项目还包括阿拉斯加的博坎项目和德克萨斯的朗德托普项目。美国能源部还支持研究从煤和煤的副产品分离钪的方法。在澳大利亚,新威尔士的Nynan项目和Syerston项目正在进行,同时寻求融资和承购协议。Nynan的资源储量约为144万吨,按照155ppm的边界品味计算,含有590吨钪资源。根据融资情况,开发者计划在2020年投产,实现每年生产38.5吨氧化钪的产能。Syerston项目资源储量4570万吨(储量增加了63%),按照300ppm为边界品味计算,含有19200吨氧化钪。昆士兰的钪钴镍项目的银行可行性分析已经接近完成,同时在年底完成了储量评估。该项目此前的探明储量为1200万吨,按照162ppm的边界品味,包含3000吨氧化钪。印度有一个年产7.5吨氧化钪的项目正在环境评估。在菲律宾,一项从高压镍浸出液中回收氧化钪已经被批准,产能为7.5/年。其中间浓缩物产量将在2019年有所提升。在俄罗斯,一家铝制造商在推广钪铝合金混合技术的商业化,同时开发一种增材制造的新的铝合金。从乌拉山铝精炼副产品中回收氧化钪的可行性研究正在进行。试验厂的产品纯度已经达到99%以上。基于实验结果,计划建设一个年产3吨氧化钪的工厂。在达鲁库尔干地区,从铀的副产品中回收钪的项目在继续开展,一个年产1.5吨氧化钪的工厂在2018年完成。欧盟正在研发从原矿和副产品中回收钪的技术。全球范围内,多项商业化的铸造和增材制造用项目正在进行。

    20185月,美国内政部在与其他行政部门协商后,发布了35中关键矿物目录,其中包括钪。该目录的初衷是兑现13817号行政命令确保关键矿物安全可靠供应的联邦战略

    4.8全球矿产品及储备

    美国没有开采钪。由于品味很低,钪一般作为某些矿物的副产品或者从尾矿和矿渣中回收。近些年,中国出产的钪是铁矿、稀土、钛和锆的副产品。哈萨克斯坦和乌克兰出产的钪是铀的副产品。俄罗斯出产的钪是磷灰石和铀的副产品。2018年国外矿产品数据暂时不可用。

    4.9全球资源

    钪资源比较丰富,其丰度比铅高。由于钪对常见的成矿阴离子缺乏亲和力,因此在地壳中广泛分布,并在超过100种矿物中形成低浓度固溶体。已探明钪资源主要分布在澳大利亚、加拿大、中国、哈萨克斯坦、马达加斯加、挪威、菲律宾、俄罗斯、乌克兰和美国。

    4.10替代情况

    钛和铝高强度合金、碳纤维材料可以替代高性能钪铝合金。在一些工业和民用领域,LED可以替代gong灯。对于依赖于钪独特性质的应用,目前无法替代。

    5.

    5.1美国国内生产和应用现状

    世界上主要的钍资源是稀土和磷酸钍矿物独居石。2018年,独居石可能作为分离浓缩物生产,也可能作为重矿物浓缩物的辅助矿物。实际上美国国内消费的所有钍化合物和合金均来自于进口。具体从事商业应用的钍产品开发和生产的公司数量不详。由于其天然放射性,钍的应用受到了限制。受到消费和库存波动影响,钍化合物的进口比较零散。2018年,美国用于工业消费的钍化合物的进口量估计在260000美元,而2017年则是731000美元。

    5.2美国主要统计指标

项目(千克)

2014

2015

2016

2017

2018

矿产品

-

-

NA

NA

NA

用于消费的进口

钍原矿/精矿(独居石),毛重

-

-

16,000

-

1,000

钍原矿/精矿

-

-

800

-

50

钍化合物,毛重

11,000

2,740

3,120

8,510

3,800

钍化合物

5,200

1,400

1,600

4,200

1,800

出口

钍原矿/精矿(独居石),毛重

-

-

-

-

1,000

钍原矿/精矿

-

-

-

-

50

钍化合物,毛重

14,800

2,160

63,900

88,600

12,000

钍化合物

7,000

1,600

3,400

1,100

2,000

消费量

 

 

 

3,100

 

价格(美元/克)

65

63

65

73

72

净进口依赖度

100

100

100

100

100

 

    5.3美国进口来源

    独居石全部从加拿大进口。钍化合物主要来源:印度96%,英国3%,其他1%

    2018年《摘要》中,印度占比99%,英国占比1%

    5.4关税情况

项目

代码

正常贸易关系

20181231日)

钍原矿和精矿(独居石)

2612.20.0000

免税

钍化合物

2844.30.1000

5.0%(从价费率)

 


    5.5美国政府储备

    无储备

    5.6相关事件

    美国国内对钍合金、化合物、金属的需求不大。进口和现有库存能够满足2018年美国的需求。包括研究和商业应用,钍主要用于催化剂、高温陶瓷、微波炉中的磁控管、金属卤化物灯、放射性医学、光学涂层、钨丝和焊接电极。

    2018年钍化合物进口量折合成二氧化钍约为1800公斤。印度是主要出口国。从印度金控的价格从2017年的73美元/公斤微降到72美元/公斤。

    2018年出口了各种钍化合物12000公斤,但是超过83%的出口价格低于50美元/公斤,很能被错误分类。由于可能存在产品种类和纯度分类错误和变化,出口单价在时间和出口区域上变化很大,从最低的7美元/公斤到最贵的9100美元/公斤都有。

    世界范围内,独居石主要提供稀土产品,仅仅其中很小的一部分钍副产品用于消费。印度是独居石领先供应国。相对于其他矿产品,钍的全球消费规模十分小。在国际贸易方面,中国式最大的独居石进口国,巴西和泰国是中国最大的进口来源。泰国的一些精矿可能是通过其他矿源生产的。根据澳大利亚的攻击数据,2017年有17500吨钍原矿和精矿出口到了泰国,单价为122美元/吨。

    一些公司和国家致力于将钍基核电技术商业化。曾经和正在开展钍基核电技术研究的国家有:比利时、巴西、加拿大、中国、捷克、法国、德国、印度、以色列、日本、新西兰、挪威、俄罗斯、英国和美国。

    5.7全球精炼产品及储备

    钍的生产和储量与重矿砂富集物中独居石的回收密切相关。在现有市场条件下,如果不需要提取稀土,那么从独居石中提取钍就不经济了。

    5.8全球资源

    世界上的钍资源主要是砂矿、碳酸盐岩、脉型矿床。钍在多种矿物中存在,包括独居石、钍矿、方钍石。根据经济和发展组织核能局和国际原子能机构的报告,全球钍资源超过600万吨。世界各地都存在钍,特别是在澳大利亚、巴西和印度。印度原子能部推测印度重矿砂蕴藏着1200万吨独居石。印度的独居石中含有9%-10%的钍。澳大利亚地球科学机构推测澳大利亚拥有60万吨钍资源,其中多数钍资源是重砂矿。所有澳大利亚的钍资源被列为具有回收价值的矿物。巴西的钍资源约为60万吨。

    2018年《摘要》中,澳大利亚钍资源为50万吨。

    5.9替代情况

    钍的许多应用被非放射性材料替代。钇化合物替代了白织灯中的钍化合物。含有镧、钇、和锆的镁合金可以替代用于航空领域的镁钍合金。铈和镧替代了焊接电极中的钍。

来源:中国稀土

编辑:周利勇

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