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主题:日本厂商进驻中国的原因-光学透镜所需稀土

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日本厂商进驻中国的原因-光学透镜所需稀土  发帖心情 Post By:2015-4-17 14:04:27 [只看该作者]

“因买不到稀土所以可能**停产”。从很多日本材料厂商的言谈中都可听到类似的困惑和不安。以钓-鱼-岛海域的渔船冲撞事件为起因,中日关系紧张一度加剧,甚至出现了中国暂停出口稀土的情况。玻璃研磨使用的铈和光学玻璃添加材料使用的镧供应极度短缺,有些工厂甚至几近停产。目前,随着中国重启稀土出口,日本厂商看来好像松了一口气。

  但稀土的供应紧张和由此产生的原料价格暴涨在2011年内估计还将持续。原因有以下几点。中国在全球稀土年产量中所占的比重高达97%。中国每年都在减少稀土的海外出口配额,2011年度上半年的出口量为1万4446吨,比2010年同期减少35%。2011年下半年的配额尚未公布,如果减幅假设与2011年上半年相同,那么全年的出口量仅为约2万9000吨。日本每年使用的稀土约为3万吨,即使中国的出口配额全部供应日本也不够。而且,此前出口配额中未做限制的含有稀土类的合金现也归入了出口配额中,使得稀土供应更为紧张。此前不属于出口配额的合金包括铁钕合金等磁铁的材料。

  进入2012年后,稀土紧张问题估计会略有缓和。因为在澳大利亚、美国、加拿大等地,此前因与中国打价格战而**停止稀土开采的矿山将重新启动开发。也就是说,即使没有中国的出口,在某种程度上也可以通过从其他地区的进口来维持生产。

  但即便如此,也难说危机就此可以化解。中国减少稀土出口是出于其要实现本国产业结构的高度化,希望自身成为电动汽车等必需的钕磁铁等稀土类高附加值材料生产国的目的。按照中国的想法,如果削减稀土的出口配额,使用稀土的日本材料厂商就有可能在中国国内设厂。实际上,很多日本材料厂商都表示:“不断有来自中国的建厂的邀请”。而且,提高钕磁铁耐热性必需的镝等大原子序数中的重稀土实际上只能从中国的矿山开采到,今后还必须依赖中国。可以预想,中国为了实现培育发展国内产业的愿望,今后还会围绕稀土发起第2、第3**势。

  那么,面对中国在稀土方面的战略性攻势,日本企业该如何应对呢?方法大致有三个。首先是开发中国以外的稀土矿山,其次是尽可能节约使用,最后是开发不使用稀土的替代材料。


光学透镜:高纯度La2O3采购困难,大型厂商进驻中国

玻璃光学透镜是无反光镜相机等光学设备的主要部件。因作为原料的稀土价格高涨,为了能够稳定采购原料,大型厂商OHARA决定进驻中国。

OHARA公司2011年3月与中国北方光电公司成立了合资公司“华光小原光学材料(襄阳)”。2011年10月宣布向合资公司增资,计划扩大在中国的生产能力。据该公司介绍,到2012年夏季,合资公司的月产能将达到100万吨。

用作光学透镜原材料的稀土有钇(Y)、镧(La)及钆(Gd)三种。在基于二氧化硅(SiO2)等的玻璃的主要成分中添加Y2O3、La2O3及Gd2O3这些稀土氧化物,可以提高折射率,从而获得折射率分散(随光的波长发生的变化)较少的光学玻璃。

相机要缩短焦距并实现镜头的薄型化,必须采用折射率较高的光学透镜。而且,“很难用其他元素代替或减少用量”(住田光学玻璃公司研究开发本部材料开发部总工程师山嵜正明)。

需要99.99%的高纯度品

在3种稀土氧化物中,用量最多的是La2O3。La与铈(Ce)一样产量较多,并不像钕磁铁使用的Dy那样只分布在中国。如果只单纯采购La2O3,还可以使用美国的Mountain Pass等矿山过去挖掘的储备品。

但用于光学透镜时,需要99.99%的高纯度La2O3(图12)。其原因是,如果混有在可见光或UV光区域具有吸收峰值的其他稀土氧化物,光学透镜就会带色。这种高纯度La2O3目前“无法在中国以外的国家采购到”(住田光学玻璃公司的山嵜)。OHARA进驻中国是为了防止被中国的竞争对手抢走客户而做出的痛苦抉择。


图12:光学透镜很难采取有效对策
光学透镜需要使用纯度高达99.99%的La、Y及Gd氧化物,目前还没有明确的对策。


日本ZF并未对依赖中国的资源风险袖手旁观。经济产业省在2011年度预算修正案中列入了“稀土用户企业支援对策”。打算为企业从中国以外的国家购买低纯度La2O3,然后在日本国内提高纯度提供支持。而且,与澳大利亚莱纳斯(Lynas)联合开发澳大利亚Mount Weld矿山的日本双日公司,“打算在马来西亚进行提炼时,生产用于光学透镜的高纯度La2O3”


中日间的稀土问题逐步迎来了“决战阶段”。日美欧就中国的稀土出口管制问题向世贸组织(WTO)提起了诉讼。正欲从稀土出口国变为进口国的中国,正在一步步地被切断退路。

  作为全球最大稀土生产和出口国的中国将发生变化。

  在汽车和电子产品等使用的稀土材料中,中国的产量占了全球9成以上。2010年以后中国强化了出口管制,全球第二大稀土消费国——日本的厂商对此一直苦不堪言。不过,针对中国的垄断体制,最近一个全球性“包围圈”正在逐渐形成。

  日本、美国和欧盟(EU)于3月13日就中国的出口管制问题向世贸组织(WTO)提起了诉讼。除了镝和钕等稀土材料外,诉讼对象还包括钨和钼。起诉的理由包括三点:①征收出口税、②限制出口量、③规定最低出口价格。日美欧认为中国随意设置这些管制措施违反了WTO协定。

中国国内的稀土出口港。日美欧向WTO起诉了中国的出口管制


  稀土出口管制已经发展为日中两国间的外交问题。虽然日本ZF一再要求中国修改管制规定,但并未见到明显的改善。2011年夏季,镝等主要稀土元素价格出现暴涨。

  中国ZF方面一直以稀土开采造成环境污染为由限制生产。不过2012年1月,WTO认定欧美起诉的中国限制铝土矿等部分原料出口的做法违反了协定。于是,日本外交部也宣称“赶上潮流”,决定与欧美联手围攻中国。

“2014年中国将变为进口国”

  在全球多个国家都在不断探讨的TPP(环太平洋经济合作协定)和EPA(经济合作协定)中,也规定了很多旨在确保贸易公平性和解决加盟国之间纠纷的规定。即便是现在姿态强硬的中国,想持续无视这些国际准则也并非易事。

  不仅是外交,民营企业也在施压,希望中国改变出口管制。供给方面,美国Molycorp公司投资约9亿美元在加利福尼亚州开发矿山,将从2012年下半年开始正式供货。另外,该公司以13亿美元的价格收购了加拿大大型稀土加工厂商,建设了从矿山开发到加工的一条龙体制。

  日本的综合商社方面,双日和住友商事分别在中国以外的地区确保了矿山权益,计划与Molycorp同样在年内开始供货稀土。

  消费方面,TDK开发出了最大可将高性能钕磁铁使用的镝用量减半的技术,并已从3月开始量产,而且预定2013年量产完全不使用镝的钕磁铁。在这样的包围圈之中,中国国内的产业构造也**出现了变化。

  Molycorp公司首席执行官Mark Smith断言:“中国到2014年将变成稀土进口国”。随着汽车和电子产品不断扩大在中国的生产,稀土需求自然会增长。据悉中国的稀土消费已经占了全球总需求的7成。

  另一方面,中国ZF开始取缔非法的资源开采企业。虽然中国没有公开准确的数值,但估计产量会不断减少,中国国内迟早也会出现供求紧张的局面。这意味着以供给垄断体制为后盾的中国市场统制力将会衰落。

  稀土问题最近数年来可谓过热,随着内外局势的千变万化,中国的退路在逐渐被切断,迎来的将是解决稀土问题的最终阶段。


2011年10月14日,日本经济产业大臣枝野幸男作为野田佳彦新政权的内阁成员,在广州市首次与与**总理举行了会谈。枝野幸男受到了“首相级别待遇”的特殊款待,会谈中,他表示希望中国扩大对日本食品的进口,同时放宽对稀土的出口管制。不过,温总理的回答主要谈及的是中日关系的整体改善,双方并未就具体问题进行商谈。

  广泛用于家电和汽车的稀土有97%的产量来自中国。随着中国时不时地进行出口管制及价格调控,自2010年以来,稀土问题已经发展为令稀土的世界第二大消费国日本及企业苦不堪言的外交问题。

  不过,现在,稀土问题正逐渐迎来新局面。

  这是因为,为了摆脱对中国的依赖,2012年以后由多家日本综合商社参与的稀土生产项目将全部启动。

2012年实现大量稳定供应

  与澳大利亚资源开发公司莱纳斯(Lynas)缔结了战略合作关系的日本双日公司在2012年将开采澳大利亚西部的稀土矿山,并向日本出口在马来西亚进行分离精炼的稀土。今后10年中每年将向日本供应约9000吨稀土,这一数量相当于日本年稀土消费量的3成左右。

双日将从2012年开始正式通过澳大利亚莱纳斯的矿山(照片)采购稀土

  双日电子材料课课长左藤富士纪表示,“不仅要确保供应量,更重要的是实现稳定供给”。中国的稀土出口需要连同集装箱一起获得供货许可,海关的意向会对供货有很大影响。而与莱纳斯由于签订了长达数年的供货合同,因此不会受到任何供货管制。

  此前除了中国,世界其他地区基本没有生产的“中重稀土”类稀土方面,住友商事将从2012年开始通过哈萨克斯坦的合资企业进行供货。该公司将在铀矿山的空地上以最初1500吨、最大扩大至3000吨的规模生产混合动力车马达使用的镝等稀土材料,并全量供货给日本。

  针对上述动向,中国方面好像开始着急了。

  因为最近,之前一直实施供货限制并持续提高价格的中国开始发起低价攻势。而且是在减少了供给量基础上的低价攻势。

  日本企业等的“摆脱中国依赖”项目大多都在价格方面比中国的稀土价格要高。中国的态度变化其实就是看清了这一点,日本商社中甚至流传着这样的猜测:中国这样做“是为了把中国以外的稀土项目挤垮”。

  其实,曾经震撼了全世界高科技企业的稀土问题可能不了了之。原因是,除了市场在随着供给网的扩大逐渐稳定外,汽车和电子行业正在加速研发无需使用稀土的代替技术。商社方面也开始传出“投资稀土不清楚能获得多大回报率”的声音。

  不管怎么说,中国对稀土资源的一国垄断体制已经开始出现瓦解迹象。围绕着稀土资源,日本和中国的忍耐战开打了。


日本摆脱依赖中国稀土的五个对策


摆脱对中国的依赖有五个对策,实现需等到2012年以后

  日本在稀土方面对中国依赖程度极高。如果能够“摆脱对中国的依赖”,稀土问题便会迎刃而解。但目前还没有特效手段。作为稀土的巨大消费国——日本虽然采取了各种措施,但付诸于现实最少也要花费近1~2年。在稀土短缺得不到解决的2011年,日本将要一面应付2010年下半年那样的供应短缺和价格暴涨,一面加紧寻找能够在2012年以后实现好转的措施(表2)。

  在日本,部材厂商和大学等研究机构和商社等都在加紧开发摆脱对中国依赖的技术。具体来说,在稀土方面共有五大措施:①开发中国以外的矿山、②扩充储备、③开发减量技术、④开发替代技术、⑤导入回收利用机制(图7)注1)。2012年以后,这五项技术将分阶段实施。随着世界各地矿山开发的推进,到2012年,某些行业的稀土供应担忧和价格上涨将得到解决。到2013年以后,削减稀土用量的技术也有望在磁铁和研磨剂等用途开始采用。替代材料的开发和回收利用机制的导入预计大都需要相当长的时间,这两项将作为稀土再次陷入紧张的后备措施。

注1)日本ZF也在考虑对摆脱依赖中国的措施提供支援。日本经济产业省在2010年度修正预算中播出了1000亿日元用于“稀土等矿产资源确保对策”。相当于日本国内1年进口的稀土总额。详情如下:替代材料和减用量技术开发120亿日元,日本国内的制造设备和回收利用设备投资420亿日元,海外矿山开发460亿日元。技术开发预算方面,“按照预定,预算将主要面向厂商,会注意不透露技术开发详情”

图7:用以“摆脱中国依赖”的五大措施
解决稀土问题的措施包括5项:①矿山开发、②储备、③开发减用量技术、④开发替代技术、⑤导入回收利用。


  下面分别来看摆脱中国依赖的①~⑤项措施。

在世界各地开发稀土矿山

要想在稀土方面摆脱中国依赖,最重要的关键在于①矿山开发。如果能够从中国以外的地区低价购入稀土资源,就可以降低中国出口限制带来的影响。

  现在,随着稀土价格暴涨,世界各地的矿山正在计划重新开工和进行新的开发(图8)。这些矿山正式开工的时间预定为2012年以后。在开工前,中国也有可能再度实施低价攻势。虽然出资企业的投资风险大,但对于众多部材厂商而言无疑是多了一个能够低价采购稀土的选择。


图8:中国以外的矿山将从2012年以后全面开工
为了摆脱稀土原材料依赖中国的现状,全球范围的矿山开发正在计划之中。全面开工预计在2012年以后开始。


  日本的各商社和部材厂商也在与世界各地的稀土矿山运营商进行合作,为确保稳定资源供应积极开展行动。例如,双日预定与澳大利亚莱纳斯(Lynas Corporation)合作,开发维尔德山的矿山,在马来西亚建设精炼设备。住友商事计划向美国摩力科帕(Molycorp)出资1亿3000万美元,重启帕斯山的稀土矿山并新增开采设备。日立金属与摩力科帕也已经开始就开展合作,分别设立生产钕磁铁用稀土合金的合资公司,以及生产钕磁铁的合资公司进行协商。

储备开始见底

  ②稀土储备方面,各部材厂商此前是各自为战。虽然具体数量不详,但根据推测,使用Dy和Tb等中重稀土的各磁铁厂商和荧光体厂商大约有半年左右的储备,使用La和Ce等轻稀土的光学透镜厂商和研磨剂厂商大约有几个月的储备。

  不过,随着2010年秋季以后稀土陷入供应短缺,“各部材厂商的库存开始见底”(使用稀土的日本国内商社)。而且,鉴于2011年上半年的EL配额大幅减少,在2011年进行储备难度颇大。

  那么,国家层面的储备情况又如何呢?实际上,稀土并非日本的国家储备对象。日本国家储备的金属只有钴(Co)、钼(Mo)、镍(Ni)等9种。而且,每种金属也只是国家储备42天的总使用量,各厂商储备18天的自用量。

  但时至今日,稀土的国家储备也开始启动。“(日本ZF)将根据价格变化等情况,探讨是否进行储备”。

稳步开展的技术开发

在用以摆脱中国依赖的措施中,实现困难高,但实用化成果正在踏实逐步积累的是③和④的技术开发。

  使用稀土的用途绝大多数是依靠稀土所含元素的电子轨道状态(图9)。对于备受这项特殊性质恩惠的磁铁和荧光体,③减用量技术正在开发之中。例如日本东北大学正在日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的“稀有金属替代材料开发计划”下开发减少钕磁铁添加剂Dy的用量的技术。在该计划中,日本产业技术综合研究所正在开发减少荧光体Tb和铕(Eu)的用量的技术。截至2010年11月,二者都开发出了能够使用量减少20%的技术。

 图9:技术开发难度较大
稀土大多应用于其特殊性质能够发挥作用的用途。因此大部分观点认为,除了部分用途外,开发替代技术并予以实用的可能性偏低,可以说,开发稀土减用量技术更为现实。



  对于享受这项特殊性质恩惠的用途,除了③降低使用量的技术,④替代技术也很可能实现。例如,日本精细陶瓷中心和立命馆大学等研究小组正在以2013年达成实用为目标,各自开发替代CeO2的玻璃研磨剂。

仅在工艺流程内进行的回收利用

  ⑤稀土回收利用已经在部分工艺流程中采用(图10(a))。原因是在工艺流程内回收简单,便于直接作为原材料重复利用。


 图10:回收利用大致存在两个课题
稀土的回收利用正在部分工艺流程中导入(a)。对市场流通产品进行回收利用需要在有利润的情况下做到①降低回收成本、②确立方法这两个方面(b)。



  以钕磁铁为例,“在生产的切割等工艺流程中产生的固体碎屑经过1600℃左右的热处理,分离成Nd-Fe-B合金和氧化物等杂质。另一方面,含有大量杂质粉末碎屑则经过使用酸的溶液处理得到纯净的稀土金属。各厂商都在把这些作为磁铁材料重复使用”

进展困难的产品回收利用

另一方面,从市场上流通的产品回收利用稀土的方式成本偏高,因此,除荧光体等材料外几乎未予实施(图10(b))。稀土回收利用要想步入正轨,必须解决“降低回收成本”和“确立回收利用方法”这两个课题。

  从市场上的产品中回收利用稀土时,最重要的一点是降低回收成本。“因为如果没有盈利机制,没人会去回收”(日本东北大学多元物质科学研究所可持续发展理工学研究中心金属资源循环系统研究领域教授中村崇)。

  在此情况下,家电回收利用法和汽车回收利用法的效果备受关注。由于回收对象——家电和汽车的回收利用费用由用户自身负担,因此没有回收成本。目前,日立制作所和三菱材料已经开始着手开发从空调等产品使用的马达回收磁铁的技术。日立制作所计划在2013年之前完成该技术的业务化。

  另一个课题是确立回收利用方法。首先,在拆分回收的产品取出含有稀土的部材之前,需要掌握哪些部材使用了稀土。

  而且,把含有稀土的部材还原到哪种状态也是必须探讨的问题。如上所述,作为原材料的稀土金属、合金和氧化物的获取伴随着高温处理和酸等溶液处理。而且需要废液处理,因此会加大导入成本。但也有只需简单的加工和清洗处理即可使其再次成为其他产品部材的方法。

  目前,“关于回收利用方法的讨论才刚刚开始”。全面导入自然也需要各家电厂商和汽车厂商以重复利用为前提进行设计。










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