從1996年起,美國地質調查局在每年一季度均會發布《年度礦產品摘要》。該摘要由國家礦產信息中心編撰,用于對上一年度非燃料礦產工業的數據統計和估算,其數據涵蓋美國國內工業結構、政府計劃、關稅狀況和超過90種獨立礦產品相關信息的5年統計數據。譯者圍繞稀土,對該摘要中稀土、鈧和釷產品的部分進行了翻譯整理。
1.美國礦物產品凈進口依賴度
2018年美國對稀土的凈進口依賴度為100%,主要進口國是中國、愛沙尼亞、法國和日本。
對釔的凈進口依賴度大于95%,主要進口國是中國、愛沙尼亞、日本和朝鮮。
對鈧的凈進口依賴度為100%,主要進口國是歐洲、中國、日本和俄羅斯。
對釷的凈進口依賴度為100%,主要進口國是印度、英國。
此外凈進口依賴度大于95%的礦產品還有砷、石棉、se、螢石、鎵、石墨、銦、錳、霞石正長石、云母、鈮、ru、si、鉭、釷、釩、寶石和鉍,其中除寶石和鉍的凈進口依賴度分別為99%和96%外,其余產品的凈進口依賴度均為100%。
2.稀土
2.1美國國內生產和應用現狀
2018年美國進行了稀土生產(2017年美國未生產稀土)。加州芒廷帕斯礦,在2018年一季度復產。該礦的主要產品為氟碳鈰礦,在2015年四季度后進入維護狀態。作為重礦富集物的副產品,獨居石也被作為稀土產品生產。2018年美國進口的稀土化合物和金屬的總量估值是1.6億美元(2017年為1.37億美元)。終端領域消費及占比主要有:催化劑,60%;陶瓷和玻璃,15%;冶金應用及合金,10%;拋光,10%;其他,5%。
2.2美國主要統計數據
項目(噸) |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018e |
||
氟碳鈰精礦 |
5,400 |
5,900 |
- |
- |
15,000 |
||
進口 |
|||||||
化合物 |
12,300 |
9,160 |
11,500 |
11,000 |
9,800 |
||
金屬 |
鈰 鐵 合金 |
378 |
356 |
268 |
309 |
330 |
|
稀土金屬、鈧和釔 |
348 |
483 |
404 |
524 |
1,000 |
||
出口 |
|
||||||
化合物 |
4,390 |
4,980 |
590 |
1,740 |
1,5000 |
||
金屬 |
鈰 鐵 合金 |
1640 |
1220 |
943 |
982 |
1300 |
|
稀土金屬、鈧和釔 |
140 |
60 |
103 |
55 |
30 |
||
消費(估計) |
12,200 |
9,550 |
10,500 |
9,060 |
9,500 |
||
價格(美元/公斤) |
|||||||
氧化鈰,>99.5% |
5 |
3 |
2 |
2 |
2 |
||
氧化鏑,>99.5% |
395 |
279 |
198 |
187 |
180 |
||
氧化銪,>99.9% |
822 |
344 |
74 |
77 |
56 |
||
氧化鑭,>99.5% |
5 |
3 |
2 |
2 |
2 |
||
混合金屬(65%鈰、35%鑭) |
10 |
7 |
5 |
6 |
6 |
||
氧化釹,>99.5% |
63 |
48 |
40 |
50 |
51 |
||
氧化鋱,>99.99% |
713 |
564 |
415 |
501 |
461 |
||
采礦、選礦從業人數(年平均) |
391 |
351 |
- |
24 |
150 |
||
凈進口依賴度 |
化合物和金屬 |
56 |
38 |
100 |
100 |
100 |
|
礦產品 |
NA |
NA |
NA |
NA |
E |
與2018年《摘要》相比,進、出口部分不在將化合物分成鈰化合物和其他稀土化合物兩類。部分數據做了修正。
2.3回收利用狀況
從電池、永磁體和熒光燈中部分回收。
2.4美國進口來源
稀土化合物和金屬主要進口國及份額為:中國80%,愛沙尼亞6%,法國和日本各3%,其他8%。從愛沙尼亞、法國和日本進口的稀土化合物和金屬,其原料來自于中國或者其他地區的精礦和中間產品。
與2018年《摘要》相比,中國占比份額提高兩個百分點,法國和日本各降低一個百分點。
2.5關稅情況(與上一年度相同)
項目 |
代碼 |
正常貿易關系 (2018年12月31日) |
稀土金屬、鈧和釔 |
2805.30.0000 |
5.0%(從價費率) |
鈰化合物 |
||
氧化物 |
2846.10.0010 |
5.5%(從價費率) |
其他 |
2846.10.0050 |
5.5%(從價費率) |
其他稀土化合物 |
||
氧化鑭 |
2846.90.2005 |
免稅 |
其他氧化物 |
2846.90.2040 |
免稅 |
碳酸鑭 |
2846.90.8070 |
3.7%(從價費率) |
其他碳酸鹽 |
2846.90.8075 |
3.7%(從價費率) |
其他稀土化合物 |
2846.90.8090 |
3.7%(從價費率) |
鈰 鐵 合金及其他發火合金 |
3606.90.3000 |
5.9%(從價費率) |
2.6美國政府儲備
|
|
2018財年 |
2019財年 |
||
材料(噸) |
2018年9月30日 庫存 |
預算 |
實際執行 |
預算 |
實際執行 |
鏑 |
0.1 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
- |
銪 |
7.1 |
18 |
- |
35 |
- |
鏑鐵(毛重) |
0.5 |
- |
- |
- |
- |
稀土 |
- |
416 |
- |
416 |
- |
稀土磁體原料 |
- |
- |
- |
100 |
- |
氧化釔 |
25 |
10 |
- |
10 |
- |
與2018年《摘要》相比,增加了稀土、稀土磁體原料兩項內容。
2.7相關事件
隨著美國稀土開采量的增加,澳大利亞、緬甸和布隆迪的稀土開采量也有所增加。中國的兩次稀土總量控制計劃分別是73,500噸和46,500噸,較之2017年增加了14%。根據中國商務部的數據,按照磁性材料估算,中國稀土氧化物的產量至少達到18萬噸。
2018年5月,美國內政部在與其他行政部門協商后,發布了35中關鍵礦物目錄,其中包括稀土。該目錄的初衷是兌現13817號行政命令“確保關鍵礦物安全可靠供應的聯邦戰略”。
2.8全球礦產品及儲備
國家 |
礦產品(噸) |
儲備(噸) |
|
2017 |
2018 |
|
|
美國 |
- |
15,000 |
1,400,000 |
澳大利亞 |
19,000 |
20,000 |
3,400,000 |
巴西 |
1,700 |
1,000 |
22,000,000 |
緬甸 |
NA |
5,000 |
NA |
布隆迪 |
- |
1,000 |
NA |
中國 |
105,000 |
120,000 |
44,000,000 |
印度 |
1,800 |
1,800 |
6,900,000 |
馬來西亞 |
180 |
200 |
30,000 |
俄羅斯 |
2,600 |
2,600 |
12,000,000 |
泰國 |
1,300 |
1,000 |
NA |
越南 |
200 |
400 |
22,000,000 |
其他 |
- |
- |
4,400,000 |
總計 |
132,000 |
170,000 |
120,000,000 |
注:俄羅斯的數據來源于政府報告。
與2018年《摘要》相比,將加拿大、格林蘭、馬拉維、南非數據歸并到了其他國家,增加了緬甸和布隆迪。2018年《摘要》顯示加拿大、格林蘭、馬拉維、南非的稀土儲量分別為830,000噸、1,500,000噸、140,000噸、860,000噸。俄羅斯的儲量由18,000,000噸,調整為12,000,000噸。全球總儲量沒有調整,保持了120,000,000噸的規模。
2.9全球資源
稀土在地殼中相對豐富,但是其可開采礦床的比例卻普遍低于其他礦物。稀土資源主要賦存與四種地質環境:碳酸鹽巖、堿性火成巖、離子吸附型粘土礦和獨居石砂礦。碳酸鹽巖和獨居石砂礦是輕稀土的主要來源,離子吸附型粘土礦是重稀土的主要來源。
2.10替代情況
在許多應用中均有替代產品,但是效果不彰。
3.釔
3.1美國國內生產和應用現狀
釔是稀土元素之一。加州芒廷帕斯礦,在2018年一季度復產。該礦的主要產品為氟碳鈰礦,在2015年四季度后進入維護狀態(2017年美國國內沒有進行生產)。作為重礦富集物的副產品,獨居石也被作為稀土產品生產。芒廷帕斯原礦中,釔占稀土元素總量的0.12%。
釔主要應用在陶瓷、冶金和熒光粉。在陶瓷領域,釔化合物用在磨料、軸承和密封、連續鑄造澆口的高溫耐火材料、噴漆引擎涂層、發動機氧傳感器和耐磨耐蝕切割工具。在冶金領域,釔主要作為晶粒細化劑和脫氧劑。釔用于加熱元件合金、高溫超導和超合金。在電子領域,微波雷達中的釔鐵石榴石組件能夠控制高頻信號。釔鋁石榴石激光晶體應用在牙科和醫學外科手術、數字通訊、距離和溫度探測、工業切割和焊接、非線性光學、光化學、光致發光。釔用于熒光份,在平板顯示和各種照明應用。
3.2美國主要統計指標
項目(噸) |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
礦產品 |
NA |
NA |
- |
- |
NA |
進口:釔、合金、化合物和金屬 |
200 |
360 |
340 |
380 |
390 |
出口,化合物 |
NA |
39 |
2 |
2 |
14 |
消費量(估值) |
200 |
300 |
300 |
400 |
400 |
平均價格(美元/公斤) |
|||||
氧化釔,>99.999% |
16 |
8 |
4 |
3 |
3 |
金屬釔,>99.9% |
60 |
48 |
35 |
35 |
36 |
凈進口依賴度 |
>95 |
>95 |
100 |
100 |
>95 |
與2018《摘要》比較,采用平均價格代替了價格區間。2017年消費量由300噸調整為400噸。
3.3回收狀況
極少量被回收。
3.4美國進口來源
2018年,釔化合物主要來源:中國76%,愛沙尼亞13%,日本4%,朝鮮3%,其他4%。幾乎所有生產釔金屬和化合物的精礦均來自于中國。進口來源沒有包括含有釔的產品和半成品。
與2018《摘要》比較,進口來源方面,中國從2017年的71%增加到76%,愛沙尼亞從12%增加到13%,日本從6%下降到4%,德國被朝鮮取代。
3.5關稅情況
項目 |
代碼 |
正常貿易關系 (2018年12月31日) |
稀土金屬、鈧和釔 |
2805.30.0090 |
5.0%(從價費率) |
混合稀土氧化物(釔、鈧為主) |
2846.90.2015 |
免稅 |
混合氯化稀土(釔、鈧為主) |
2846.90.2082 |
免稅 |
釔基材料及化合物 (19%<Y2O3<85%) |
2846.90.4000 |
免稅 |
其他稀土化合物,包括釔和其他化合物 |
2846.90.8000 |
3.7%(從價費率) |
3.6美國政府儲備
|
|
2018財年 |
2019財年 |
||
材料(噸) |
2018年9月30日 庫存 |
預算 |
實際執行 |
預算 |
實際執行 |
氧化釔 |
25 |
10 |
- |
10 |
- |
3.7相關事件
中國提供了絕大部分的釔,礦源是南方的離子吸附型稀土礦,主要來自福建、廣東、和江西,還有一小部分來自廣西和湖南。處理廠主要位于廣東、江蘇和江西。
全球范圍內,釔主要以氧化物的形式用于陶瓷和熒光粉。少量用于電子設備、激光、光學玻璃和冶金等。2018年金屬釔和釔化合物的價格保持穩定。
在內布拉斯加州,一家以回收的節能燈熒光粉為主要原料的稀土分離設施正在被審議。據報道,該工廠的初始生產能力將達到430噸/年,其中釔的產能為144噸/年。另外計劃通過采用稀土礦物作為原料,將分離氧化物的產能提高到3500噸/年。智力的離子礦和美國國內的獨居石精礦將作為該工廠的備選原料。
2018年5月,美國內政部在與其他行政部門協商后,發布了35中關鍵礦物目錄,其中包括釔。該目錄的初衷是兌現13817號行政命令“確保關鍵礦物安全可靠供應的聯邦戰略”。
3.8全球礦產品及儲備
2018年全球的氧化釔產品主要來自中國,其產量估計在5000-7000噸。釔的儲量與稀土儲量密切相關。全球釔儲量預計超過500,000噸,主要分布在澳大利亞、巴西、加拿大、中國和印度。盡管按照目前的生產速度,現有儲量可能足以滿足短期需求,但是經濟、環境問題、許可和貿易限制可能會影響包括釔在內的稀土元素的開采。
2018年《摘要》中,釔的主要分布國家包括美國。
3.9全球資源
獨居石和磷釔礦中的釔在全球范圍內廣泛分布,主要賦存在砂礦、碳酸鹽巖、鈾礦、風化粘土礦(離子吸附型礦)。還有一部分釔資源賦存于磷灰石—磁鐵礦巖、鈮鉭礦床、含有獨居石的非沖積礦床、沉積型磷酸鹽礦床和鈾礦床中。
3.10替代情況
釔在某些應用領域可以被替代,但是效果并不明顯。在絕大部分領域,特別是電子、激光和熒光粉,以很難被直接替代。作為氧化鋯陶瓷的穩定劑,雖然可以被氧 化 鈣、氧化鎂替代,但是這些替代會導致韌性降低。
4.鈧
4.1美國國內生產和應用現狀
2018年美國沒有開采含鈧礦物,也沒有從尾礦中回收鈧。此前,美國主要從鈧釔硅酸鹽釷鐵礦和鈾分離浸出液副產品中提取。在阿莫斯、托爾森和厄巴鈉的工廠還具備有限的制備蒸餾金屬鈧和鑄錠的能力?,F在鈧金屬和鈧化合物主要從中國進口。2018年鈧的主要應用是鋁鈧合金和固態氧燃料電池。其他應用包括陶瓷、電子、激光、照明和放射性同位素。固態氧燃料電池中,電流通過氧化過程直接產生。金屬方面,一般使用金 屬 鈣還原氟化鈧制備金屬鈧。鋁鈧合金用于體育用品、航空和其他高性能應用。鋁鎂鈧合金用于增材制造。鈧添加到氧化鋯基電解質用于改進電流密度和降低SOFC的反應溫度。鈧少量應用于電子領域。一些含鈧的激光器用于國防應用和醫學領域。在照明方面,碘化鈧用于制造模擬自然光的高密度光源。鈧同位素是石油 精煉的示蹤劑。
4.2美國主要統計指標
項目 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
化合物價格(美元/克) |
|||||
醋酸鈧,>99.9% |
43 |
43 |
44 |
44 |
44 |
氯化鈧,>99.9% |
123 |
123 |
126 |
124 |
125 |
氟化鈧,>99.9% |
263 |
263 |
270 |
277 |
206 |
碘化鈧,>99.9% |
187 |
187 |
149 |
183 |
165 |
氧化鈧,>99.9% |
5 |
5.1 |
4.6 |
4.6 |
4.6 |
金屬價格 |
|||||
蒸餾鈧(美元/克) |
221 |
221 |
228 |
226 |
226 |
鈧鑄錠(美元/克) |
134 |
134 |
107 |
132 |
132 |
鋁鈧合金(美元/公斤) |
386 |
220 |
340 |
350 |
360 |
凈進口依賴度 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
4.3回收狀況
未得到回收。
4.4美國進口來源
雖然沒有確切的數據列出進口來源,但是可以確定主要進口來自歐洲、中國、日本和俄羅斯。
4.5關稅情況
項目 |
代碼 |
正常貿易關系 (2018年12月31日) |
稀土金屬、鈧和釔 |
2805.30.0090 |
5.0%(從價費率) |
混合稀土氧化物(釔、鈧為主) |
2846.90.2015 |
免稅 |
混合氯化稀土(釔、鈧為主) |
2846.90.2082 |
免稅 |
其他碳酸稀土化合物,包括釔和鈧 |
2846.90.8075 |
3.7%(從價費率) |
其他稀土化合物,包括釔和鈧 |
2846.90.8090 |
(從價費率) |
4.6美國政府儲備
無。
4.7相關事件
全球鈧的供給和消費估算在10-15噸/每年。用于SOFCs和無鐵合金的鈧也在相同范圍。2018年多數鈧產品的價格保持穩定或者略微降低。中國的氧化鈧出廠價明顯低于美國報價。
盡管由于對需求增長的預期全球范圍內勘探和開發項目持續推進,但是相對于其他材料而言鈧的市場十分小。在美國,隨著內布拉斯加州麋鹿溪多金屬項目可行性研究在2017年完成,相關的許可和工程研究正在推進。其他美國國內涉及鈧回收的項目還包括阿拉斯加的博坎項目和德克薩斯的朗德托普項目。美國能源部還支持研究從煤和煤的副產品分離鈧的方法。在澳大利亞,新威爾士的Nynan項目和Syerston項目正在進行,同時尋求融資和承購協議。Nynan的資源儲量約為144萬噸,按照155ppm的邊界品味計算,含有590噸鈧資源。根據融資情況,開發者計劃在2020年投產,實現每年生產38.5噸氧化鈧的產能。Syerston項目資源儲量4570萬噸(儲量增加了63%),按照300ppm為邊界品味計算,含有19200噸氧化鈧。昆士蘭的鈧鈷鎳項目的銀行可行性分析已經接近完成,同時在年底完成了儲量評估。該項目此前的探明儲量為1200萬噸,按照162ppm的邊界品味,包含3000噸氧化鈧。印度有一個年產7.5噸氧化鈧的項目正在環境評估。在菲律賓,一項從高壓鎳浸出液中回收氧化鈧已經被批準,產能為7.5噸/年。其中間濃縮物產量將在2019年有所提升。在俄羅斯,一家鋁制造商在推廣鈧鋁合金混合技術的商業化,同時開發一種增材制造的新的鋁合金。從烏拉山鋁精煉副產品中回收氧化鈧的可行性研究正在進行。試驗廠的產品純度已經達到99%以上?;趯嶒灲Y果,計劃建設一個年產3噸氧化鈧的工廠。在達魯庫爾干地區,從鈾的副產品中回收鈧的項目在繼續開展,一個年產1.5噸氧化鈧的工廠在2018年完成。歐盟正在研發從原礦和副產品中回收鈧的技術。全球范圍內,多項商業化的鑄造和增材制造用項目正在進行。
2018年5月,美國內政部在與其他行政部門協商后,發布了35中關鍵礦物目錄,其中包括鈧。該目錄的初衷是兌現13817號行政命令“確保關鍵礦物安全可靠供應的聯邦戰略”。
4.8全球礦產品及儲備
美國沒有開采鈧。由于品味很低,鈧一般作為某些礦物的副產品或者從尾礦和礦渣中回收。近些年,中國出產的鈧是鐵礦、稀土、鈦和鋯的副產品。哈薩克斯坦和烏克蘭出產的鈧是鈾的副產品。俄羅斯出產的鈧是磷灰石和鈾的副產品。2018年國外礦產品數據暫時不可用。
4.9全球資源
鈧資源比較豐富,其豐度比鉛高。由于鈧對常見的成礦陰離子缺乏親和力,因此在地殼中廣泛分布,并在超過100種礦物中形成低濃度固溶體。已探明鈧資源主要分布在澳大利亞、加拿大、中國、哈薩克斯坦、馬達加斯加、挪威、菲律賓、俄羅斯、烏克蘭和美國。
4.10替代情況
鈦和鋁高強度合金、碳纖維材料可以替代高性能鈧鋁合金。在一些工業和民用領域,LED可以替代gong燈。對于依賴于鈧獨特性質的應用,目前無法替代。
5.釷
5.1美國國內生產和應用現狀
世界上主要的釷資源是稀土和磷酸釷礦物獨居石。2018年,獨居石可能作為分離濃縮物生產,也可能作為重礦物濃縮物的輔助礦物。實際上美國國內消費的所有釷化合物和合金均來自于進口。具體從事商業應用的釷產品開發和生產的公司數量不詳。由于其天然放射性,釷的應用受到了限制。受到消費和庫存波動影響,釷化合物的進口比較零散。2018年,美國用于工業消費的釷化合物的進口量估計在260000美元,而2017年則是731000美元。
5.2美國主要統計指標
項目(千克) |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
礦產品 |
- |
- |
NA |
NA |
NA |
用于消費的進口 |
|||||
釷原礦/精礦(獨居石),毛重 |
- |
- |
16,000 |
- |
1,000 |
釷原礦/精礦 |
- |
- |
800 |
- |
50 |
釷化合物,毛重 |
11,000 |
2,740 |
3,120 |
8,510 |
3,800 |
釷化合物 |
5,200 |
1,400 |
1,600 |
4,200 |
1,800 |
出口 |
|||||
釷原礦/精礦(獨居石),毛重 |
- |
- |
- |
- |
1,000 |
釷原礦/精礦 |
- |
- |
- |
- |
50 |
釷化合物,毛重 |
14,800 |
2,160 |
63,900 |
88,600 |
12,000 |
釷化合物 |
7,000 |
1,600 |
3,400 |
1,100 |
2,000 |
消費量 |
|
|
|
3,100 |
|
價格(美元/克) |
65 |
63 |
65 |
73 |
72 |
凈進口依賴度 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
5.3美國進口來源
獨居石全部從加拿大進口。釷化合物主要來源:印度96%,英國3%,其他1%。
2018年《摘要》中,印度占比99%,英國占比1%。
5.4關稅情況
項目 |
代碼 |
正常貿易關系 (2018年12月31日) |
釷原礦和精礦(獨居石) |
2612.20.0000 |
免稅 |
釷化合物 |
2844.30.1000 |
5.0%(從價費率) |
5.5美國政府儲備
無儲備
5.6相關事件
美國國內對釷合金、化合物、金屬的需求不大。進口和現有庫存能夠滿足2018年美國的需求。包括研究和商業應用,釷主要用于催化劑、高溫陶瓷、微波爐中的磁控管、金屬鹵化物燈、放射性醫學、光學涂層、鎢絲和焊接電極。
2018年釷化合物進口量折合成二氧化釷約為1800公斤。印度是主要出口國。從印度金控的價格從2017年的73美元/公斤微降到72美元/公斤。
2018年出口了各種釷化合物12000公斤,但是超過83%的出口價格低于50美元/公斤,很能被錯誤分類。由于可能存在產品種類和純度分類錯誤和變化,出口單價在時間和出口區域上變化很大,從最低的7美元/公斤到最貴的9100美元/公斤都有。
世界范圍內,獨居石主要提供稀土產品,僅僅其中很小的一部分釷副產品用于消費。印度是獨居石領先供應國。相對于其他礦產品,釷的全球消費規模十分小。在國際貿易方面,中國式最大的獨居石進口國,巴西和泰國是中國最大的進口來源。泰國的一些精礦可能是通過其他礦源生產的。根據澳大利亞的攻擊數據,2017年有17500噸釷原礦和精礦出口到了泰國,單價為122美元/噸。
一些公司和國家致力于將釷基核電技術商業化。曾經和正在開展釷基核電技術研究的國家有:比利時、巴西、加拿大、中國、捷克、法國、德國、印度、以色列、日本、新西蘭、挪威、俄羅斯、英國和美國。
5.7全球精煉產品及儲備
釷的生產和儲量與重礦砂富集物中獨居石的回收密切相關。在現有市場條件下,如果不需要提取稀土,那么從獨居石中提取釷就不經濟了。
5.8全球資源
世界上的釷資源主要是砂礦、碳酸鹽巖、脈型礦床。釷在多種礦物中存在,包括獨居石、釷礦、方釷石。根據經濟和發展組織核能局和國際原子能機構的報告,全球釷資源超過600萬噸。世界各地都存在釷,特別是在澳大利亞、巴西和印度。印度原子能部推測印度重礦砂蘊藏著1200萬噸獨居石。印度的獨居石中含有9%-10%的釷。澳大利亞地球科學機構推測澳大利亞擁有60萬噸釷資源,其中多數釷資源是重砂礦。所有澳大利亞的釷資源被列為具有回收價值的礦物。巴西的釷資源約為60萬噸。
2018年《摘要》中,澳大利亞釷資源為50萬噸。
5.9替代情況
釷的許多應用被非放射性材料替代。釔化合物替代了白織燈中的釷化合物。含有鑭、釔、和鋯的鎂合金可以替代用于航空領域的鎂釷合金。鈰和鑭替代了焊接電極中的釷。