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战略资源背景下稀土行业的创新发展和现状分析

战略资源背景下稀土行业的创新发展和现状分析

姚星合

摘 要

稀土是重要的战略资源,有“工业黄金”和“新材料之母”的美誉。我国稀土资源丰富,但在稀土产业的创新发展过程中存在一些问题。本文从我国稀土的发展面临的问题出发,总结了国家在规范和优化稀土行业发展方面的政策法规,分析了当前稀土在我国科研院所和企业中的创新发展现状和新兴技术成果,最后提出了我国稀土领域当前取得的成功经验和存在的问题,并给出了相关策略和展望。

关键词

稀土;科学研究;政策法规;创新发展

中图分类号: F127                      文献标识码: A

DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.084

1 我国稀土的发展面临的问题

稀土是指镧系的15种元素及与之性质相近的钪、钇共17种元素的总称[1],具有卓越的光、电、磁等特性,有“工业黄金”和“新材料之母”的美誉。其在永磁、发光、生物医疗、新能源以及国防科技工业等方面具有举足轻重的地位,是我国乃至全球各国重要的战略资源。我国稀土储备保有量曾一度占到全球总量的近七成,然而在2011年国家出台相关保护政策法规以前,我国稀土资源的流失极为严重,这一数据从七成锐减至不到三成[2]。我国稀土的发展面临的主要问题体现在非法过度开发、核心专利较少、出口走私、创新能力缺乏以及产业结构不合理等方面。一些企业及私有矿主受到利益驱使,将大量稀土资源以极其低廉的价格非法出售,流入欧美和日本等发达国家。流出粗产品经国外高提纯和精加工处理后价格增长几十到上百倍。而受限于我国现有提纯技术和相关创新专利,面对创新型科学技术研发的刚性需求,大多数科研院所、高新技术机构以及企业又转而以高昂的价格从国外购买高纯稀土及高新稀土产品,造成利润的大量外流。虽说近年来我国对稀土产业创新技术研发的投入力度和支持力度持续增长,但对外来稀土产品和技术的依赖仍然存在。

2 我国稀土行业相关政策法规

针对我国稀土行业所面临的问题,近年来国家从战略高度出发,制定了一系列政策法规以促进稀土产业的健康、可持续发展[3]。2011年国家出台《国务院关于促进稀土行业整合的若干意见》,对稀土行业的发展指明了方向并制定的规范;随即国家多个职能部门的有关政策法规也相继出台:国家工信部制定了以五年为发展周期的《稀土行业发展规划》,发布了《稀土企业准入条件》和《稀土企业准入公告管理暂行办法》,为稀土及其衍生行业设置了具体的从业标准及要求;国家商务部与海关部门也联合发布了相关公告,明确了出口稀土产品的技术指标和管理办法,此外还颁布了详细的關税政策和法规。以上措施为稀土行业的健康和持续发展提供好了有力保障。自2011年《若干意见》颁布以来,有关稀土行业的政策法规逐步完善。过度粗放开发、走私出口,产业结构不合理等问题得到了极大的改善。习近平总书记2019年视察江西永磁稀土企业是再次提出“稀土是国家重要的战略资源”这一论断,充分体现了国家对稀土行业的关心和重视。经过近十年的资源保护和合理布局,我国稀土行业得到了科学、可持续地发展,整体发展形势向好。

3 当前稀土在我国科研院所和企业中的创新发展现状

稀土可用于传统产业升级、催生新兴行业以及国防科技工业等高新领域。这里我们以稀土光磁材料为例(主要是稀土元素Gd,Yb,Er,Tm,Ho,Y掺杂的氟化物),回顾近年来我国的科研机构和高新企业中的重要进展[4-10]。稀土光磁材料在生物活体成像、太阳能电池、生物检测、红外检测、激光防伪、照明显示和微型激光器等方面有着重要应用,如图1所示。得益于我国在稀土资源方面的独特优势,高等院校、科研院所及高新企业的科研工作近年来发展迅猛,取得了一系列重要成果。如复旦大学的李富友教授团队、张凡教授团队在稀土的生物活体成像方面开展了系列研究[4-5],为稀土材料在生物医疗和生物监测的应用奠定了基础;中科院福建物构所的陈学元教授团队、吉林大学的宋宏伟教授团队在提升稀土发光材料的量子效率以及太阳能电池中的应用方面进行深入探索,并提出了增强量子效率和光电转换效率的新方法[6-7];清华大学的李亚栋院士团队、兰州大学的严纯华院士团队则在稀土的光磁调控及生物传感方面开展了大量研究,提出了光磁转换和强磁场探测的核心技术[8-9]。此外,国内主要稀土企业如金力永磁和中科三环等,近年来发展势头强劲。这在很大程度上得益于当前全球能源危机背景下对新能源汽车、永磁电机等民用需求以及军事国防科技工业领域的高新技术需求。国外科学院所如新加坡国立大学、悉尼科技大学、鲁汶大学和斯坦福大学等高校均为推动稀土元素的光电磁特性调制以及应用方面做出了卓越贡献。

4 总结与展望

近十年来,我国稀土行业在国家的战略重视背景下得到了科学快速地发展,主要有以下几个方面的阶段性成果:一,稀土行业政策法规趋于齐备,保障了行业的科学运转;二,稀土材料的应用领域如永磁性、清洁能源和光电催化等方面创新成果丰硕;三,稀土行业的结构和布局得到了优化和革新;四,稀土资源非法外流得到的有效制止,相关贸易逆差得以缩小;五,整个稀土行业产学研协同发展机制逐渐形成。当然,该行业的发展也依然存在一些问题和思考,主要表现在持续的科技创新能力方面依然薄弱,诸多关键技术仍然受制于人,整体科研能力与基础仍有待补强。此外,在元素的应用方面也存在失衡的问题。虽然我国稀土资源储量占比下降明显,但依然是世界稀土大国,各项优势依旧显著。相信在国家战略重视下,只要在下一个稀土发展计划周期能持续加强科研创新工作的力度,加大稀土创新人才和创新团队的培养,提升稀土资源开发和利用的技术水平,我国的稀土产业依然具有强大的生命力。

参考文献

[1]苏文斌,谷学新,邹洪,朱若华.稀土元素发光特性及其应用[J].化学进展,2001,12(4):55-59.

[2]张臻悦,何正艳,徐志高,余军霞,张越非,池汝安.中国稀土矿稀土配分特征[J].稀土,2016,37(1):121-127.

[3]王玉珍.我国稀土产业政策效果实证研究[J].宏观经济研究,2015,2:39-49.

[4]Jing Zhou,Qian Liu,Wei Feng,Yun Sun,and Fuyou Li, Upconversion luminescent materials: advances and applications[J].Chemical Reviews,2015,115(1):395-465.

[5]Xiaomin Li,Fan Zhang,and Dongyuan Zhao.Lab on upconversion nanoparticles: optical properties and applications engineering via designed nanostructure[J].Chemical Society Reviews,2015,44(6):1346-1378.

[6]Jianxi Ke,Shan Lu,Xiaoying Shang,Yan Liu,Hanhan Guo,Wenwu You,Xingjun Li, Jin Xu,Renfu Li,Zhuo Chen,and Xueyuan Chen,A Strategy of NIR Dual-Excitation Upconversion for Ratiometric Intracellular Detection[J].Advanced Science,2019,6:19 01874.

[7]Ze Yin,Hang Li,Wen Xu,Shaobo Cui,Donglei Zhou,Xu Chen,Yongsheng Zhu,Guanshi Qin,Hongwei Song,Local Field Modulation Induced Three‐Order Upconversion Enhancement:Combining Surface Plasmon Effect and Photonic Crystal Effect[J].Advanced Materials,2016,28(13),2518-2525.

[8]Yunxin Liu,Dingsheng,Jianxin Shi,Qing Peng,Yadong Li,Magnetic tuning of upconversion luminescence in lanthanide‐doped bifunctional nanocrystals[J].Ange wandte Chemie International Edition,2013,52(16),4366-4369.

[9]Xiaogang Liu,Chun-Hua Yan,and John A.Capobianco,Photon upconversion nanomaterials[J].Chemical Society Reviews,2015,44(6),1299-1301.

[10]賀飞,盖世丽,杨飘萍,林君.稀土上转换荧光材料的发光性质调变及其应用[J].发光学报,2018,39(01): 92-106.

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