研發(fā)替代技術(shù)以及新型回收提取技術(shù) 日本押注稀土技術(shù)革命
在剛剛頒布的2012年度諾貝爾獎評選中，日本的山中伸彌教授摘取了醫(yī)學獎。這顯示了該國在科技研發(fā)上的強大實力。
在稀土的應(yīng)用方面，日本同樣擁有領(lǐng)先的技術(shù)與規(guī)劃。日前，日本政府和各大企業(yè)正在加緊研發(fā)相關(guān)技術(shù)，以做到“去稀土化”。
稀土對于生產(chǎn)汽車、發(fā)動機的馬達與磁鐵至關(guān)重要，在這個領(lǐng)域減少使用稀土成為日企的終點攻關(guān)。
日本電產(chǎn)公司于今年1月10日宣布，將量產(chǎn)不使用稀土材料的新一代“SR馬達”，該馬達主要用于電動汽車和混合動力車，并將于2013年開始向日本國內(nèi)外的汽車廠商供貨。為應(yīng)對稀土價格暴漲，該公司將通過替代技術(shù)的使用來加快汽車市場的開拓。這是該公司社長永守重信在總部會見記者時透露的。
日本信越化學工業(yè)公司也使用新工藝，將大幅減少馬達用高性能磁鐵中的稀土鏑的用量。新工藝引進之后，明年春季之前將把空調(diào)用的磁鐵全部更換為鏑用量減半的產(chǎn)品。該公司握有高性能磁鐵全球份額的兩至三成。鏑是一種重要的添加劑，可以使高溫工作的空調(diào)和混合動力車的馬達等使用的磁鐵具有耐熱性。它在空調(diào)磁鐵的重量中約占5%，在混合動力車磁鐵中約占10%。
信越化學工業(yè)目前已在日本福井縣工廠投資十幾億日元，引進了專用的涂布設(shè)備�；旌蟿恿嚧盆F也考慮將使用量減半，信越化學工業(yè)將與汽車廠商就標準等問題展開磋商。明年還將通過改進磁鐵材料成分、改善耐熱性，將占重僅1%的硬盤馬達用的磁鐵中鏑的用量減至零。
4月11日，日立制作所宣布，已經(jīng)開發(fā)出不使用稀土的節(jié)能型工業(yè)馬達。其為工廠和大廈的送風機和風泵等設(shè)備使用，日本國內(nèi)市場的規(guī)模為每年3萬億日元。最近數(shù)年，隨著節(jié)能浪潮的高漲，節(jié)能型馬達在漸漸取代之前的馬達。其中最具代表性的是配備了使用稀土釹和鏑的強磁馬達。
而日立開發(fā)出的馬達的磁鐵中不使用稀土，通過改用核心部件鐵芯的材料提高了工作效率。日立的馬達與使用稀土的產(chǎn)品相比具有同等性能。由于無需使用價格昂貴的稀土，因此有望大幅降低制造成本，日立力爭在2014年投產(chǎn)。
8月16日，東芝公司宣布研發(fā)出了不使用稀土的強力磁石。東芝計劃將這種磁石用于列車和混合動力車的發(fā)動機。迄今為止，對列車等的發(fā)動機而言，使用稀土類元素鏑的“釹磁石”不可或缺。東芝將其它種類的磁石進行獨特的熱處理等加工，成功使其擁有了可與釹磁石媲美的磁力。
而在一個月前，日本TDK公司開發(fā)出不使用稀土的鐵氧體磁鐵。新型鐵氧體磁鐵可廣泛應(yīng)用于汽車的電動座椅、電動窗以及電動后視鏡等的中小型馬達，也應(yīng)用于空調(diào)和洗衣機等領(lǐng)域。近年來受稀土供應(yīng)影響，高性能釹磁鐵等金屬磁鐵的價格不斷上漲，因此越來越多的家電等廠商開始在面向新興經(jīng)濟體的產(chǎn)品中采用價格較低的鐵氧體磁鐵。
TDK希望更多廠商采用這種新型鐵氧體磁鐵。該產(chǎn)品賣點是不含有交易價格變動幅度較大的稀土，價格低廉、供貨穩(wěn)定。TDK計劃明年開始實施量產(chǎn)，其目標是4-5年后鐵氧體磁鐵的供貨量的四成換為新型磁鐵。
除了減少對稀土的使用，日本還廣泛研究稀土的回收技術(shù)。松下電器在兵庫縣的工廠從今年2月起引進一種新裝置。這種裝置可以從廢棄的舊家電中提取用稀土釹制作而成的磁鐵。這些磁鐵可以重新用在空調(diào)壓縮機和洗衣機的馬達上。
日本三菱材料公司計劃2015年開始從混合動力車中回收稀土磁鐵。將與本田集團合作，構(gòu)筑起從報廢混動車中回收磁鐵的體制。三菱材料公司希望通過在日本國內(nèi)開展回收業(yè)務(wù)降低從外部獲取稀土的采購風險。
日本國內(nèi)混動車報廢數(shù)量到2020年將達到40萬輛，可回收的稀土磁鐵有240噸。可計算出含有24噸混動車必不可缺的鏑，占日本國內(nèi)年需求600萬噸中的大約4%。三菱材料力爭與本田合作回收磁鐵中可回收的25%，總計60噸。
本田汽車的技術(shù)可以使混合動力車鎳氫電池中含有的稀土實現(xiàn)再利用。這項技術(shù)由本田與日本重化學工業(yè)公司于近期聯(lián)合開發(fā)，這是該技術(shù)在全球首次進入量產(chǎn)階段。
混合動力車配備的鎳氫電池重約20千克，其中包含的稀土類金屬占數(shù)千克。以往無法從電池中提取稀土類金屬，本田將回收的電池作為不銹鋼原料再次利用。而通過新開發(fā)的方法，電池中含有的稀土類金屬有80%以上可以進行回收。目前，本田正在通過銷售店回收廢舊鎳氫電池。舊電池將被運送到日本重化學工業(yè)旗下的工廠，該工廠承擔從電池分解到稀土提取的所有工作。提取的稀土將供應(yīng)給電池廠商等。
三菱材料是日本國內(nèi)家電回收利用領(lǐng)域龍頭企業(yè)，占20%市場份額，并涉足空調(diào)等稀土磁鐵回收業(yè)務(wù)。其戰(zhàn)略是與本田合作率先開始從混動車中回收磁鐵，在稀土回收業(yè)務(wù)領(lǐng)域掌握主導(dǎo)權(quán)。日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）為實證試驗提供支援。除了三菱材料，還將為豐田通商等其他2個組織提供援助，預(yù)計援助金額將達到2億日元規(guī)模。
日企的技術(shù)革新得到了日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的大力支持，其向無需使用稀土的零件技術(shù)和從廢棄家電中回收稀土的技術(shù)提供研發(fā)補助經(jīng)費。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省希望通過實施扶持政策，對中國產(chǎn)稀土中鏑的依賴度2年后將減少至目前的一半左右。這一計劃上一年度已納入第3次修正預(yù)算。今年2月已經(jīng)出臺第1項舉措，而今后將繼續(xù)擴大扶持范圍，加快“去稀土化”和“節(jié)約稀土”的動作。據(jù)日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省推算，如果加上2月的援助補貼，有望使今年鏑消費量減少300噸。
對于日本在稀土產(chǎn)業(yè)方面的技術(shù)革新，廈門大學能源研究中心主任林伯強告訴我們：“技術(shù)前景應(yīng)該不錯，但是價格要上漲到一定的程度才會這么做，目前僅僅是開始。如果稀土很便宜，日本就不需要做東做西了。短期之內(nèi)要脫離對稀土的依賴是很難的，不管是從垃圾中提取還是自己去開發(fā)，都需要一段時間，沒有這么快。”
而曾任冶金工業(yè)部科技司司長、中國稀土學會常務(wù)理事的余宗森表示：“在產(chǎn)業(yè)技術(shù)上擺脫中國的稀土供應(yīng)，對日本來說是不太容易做到的，除非日本真的能取得重大的技術(shù)突破，否則很難打破現(xiàn)有的技術(shù)格局。而且很多制品不用稀土的話，性能可能就不太盡如人意�！薄 �
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