在稀土行業(yè)，大家常聽(tīng)到“磁材撐起半邊天”。但在稀土礦中，除了大量用于磁性材料的釹（Nd）、鐠（Pr）之外，往往會(huì)伴生更多的鑭（La）和鈰（Ce）。如何高值化利用這些元素，并挖掘其更深層更廣泛的應(yīng)用價(jià)值？位于包頭的國(guó)家稀土功能材料創(chuàng)新中心（簡(jiǎn)稱“稀土國(guó)創(chuàng)中心”）正在為行業(yè)做出示范。

這一次，“中國(guó)粉體工業(yè)萬(wàn)里行”走進(jìn)稀土國(guó)創(chuàng)中心。作為稀土行業(yè)唯一的國(guó)家級(jí)制造業(yè)創(chuàng)新中心，這里承擔(dān)著從基礎(chǔ)研究到中試驗(yàn)證及工程化，再到產(chǎn)業(yè)化的使命。它不僅是科研成果的“加速器”，更是連接資源、市場(chǎng)與應(yīng)用的重要橋梁。

萬(wàn)里行團(tuán)隊(duì)與稀土國(guó)創(chuàng)中心團(tuán)隊(duì)合影

一、稀土行業(yè)唯一的國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)

在交流過(guò)程中，萬(wàn)里行團(tuán)隊(duì)了解到稀土國(guó)創(chuàng)中心是工信部首批布局的22個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新中心之一，也是內(nèi)蒙古地區(qū)唯一的國(guó)家級(jí)制造業(yè)創(chuàng)新中心。中心由北方稀土集團(tuán)、江西理工大學(xué)等16家行業(yè)龍頭企業(yè)、重點(diǎn)院校與投資機(jī)構(gòu)共同發(fā)起建設(shè)，旨在推動(dòng)稀土功能材料的技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化。

稀土國(guó)創(chuàng)中心的技術(shù)創(chuàng)新成果

目前，稀土國(guó)創(chuàng)中心在包頭和贛州分別設(shè)有基地，輕稀土與中重稀土各有側(cè)重。中心以“產(chǎn)-學(xué)-研-用”深度融合為核心定位，集科研、試驗(yàn)、中試、孵化、服務(wù)于一體，致力于解決稀土無(wú)機(jī)微納米粉體制備的關(guān)鍵共性技術(shù)難題，并把稀土資源真正變成產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

二、破解稀土粉體產(chǎn)業(yè)化“三大痛點(diǎn)”

前方提到的稀土粉體制備中的關(guān)鍵共性技術(shù)難題，主要分為三部分：

1、缺乏適應(yīng)性設(shè)備：常規(guī)的反應(yīng)設(shè)備無(wú)論水熱法還是沉淀法，均無(wú)法在工業(yè)化規(guī)模實(shí)現(xiàn)此類稀土納米材料的可控制備；

2、工業(yè)化穩(wěn)定性差：稀土無(wú)機(jī)微納米粉體制備技術(shù)無(wú)法解決反應(yīng)規(guī)模從毫升、升向立方米工業(yè)穩(wěn)定放大的問(wèn)題；

3、粉體形態(tài)調(diào)控困難：稀土微納米粉體制備工藝普遍存在粒度分布不均、難控及批次間重復(fù)性差的問(wèn)題。

針對(duì)這些痛點(diǎn)，稀土國(guó)創(chuàng)中心自主研發(fā)了一系列原創(chuàng)設(shè)備，采用分子混合反應(yīng)方式，通過(guò)將反應(yīng)成核區(qū)與晶體生長(zhǎng)區(qū)分離、多相調(diào)控、微觀湍動(dòng)流場(chǎng)設(shè)計(jì)等手段，實(shí)現(xiàn)了多種稀土粉體的穩(wěn)定批量生產(chǎn)。其中代表性項(xiàng)目就是50nm球形氧化鈰的宏量穩(wěn)定制備。

國(guó)創(chuàng)中心粉體線生產(chǎn)能力與測(cè)試平臺(tái)

其中創(chuàng)新點(diǎn)在于，小試和大規(guī)模生產(chǎn)之間不再有本質(zhì)差異，只是微米級(jí)“燒杯”的數(shù)量放大。有力解決了目前所有技術(shù)方案采用體積放大而性能無(wú)法穩(wěn)定的弊端，屬于原始創(chuàng)新。

三、稀土粉體的應(yīng)用拓展

有了穩(wěn)定的稀土礦物資源、出色的粉體制備工藝，稀土國(guó)創(chuàng)中心開始在多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)力：

l 拋光粉體：利用富余的La、Ce資源，開發(fā)高純、微納米級(jí)拋光材料；

l 紅外隔熱涂料：在建筑外墻使用，可顯著降低能耗；

l 等離子噴涂用氧化釔：可應(yīng)用于等離子刻蝕機(jī)內(nèi)腔涂層等；

l 稀土結(jié)構(gòu)件：如純氧化鈰坩堝，保證氧化鈰粉體純度，解決客戶痛點(diǎn)

l 稀土改性磁材：通過(guò)片狀納米氧化鑭改善鐵氧體磁材性能。

l 高端拋光材料：基于豐富的鑭、鈰資源，成功開發(fā)出高純度、微納米級(jí)別的拋光粉體，顯著提升表面處理質(zhì)量與效率；

l 紅外隔熱節(jié)能涂料：應(yīng)用于建筑外墻，可有效阻隔熱輻射，大幅降低制冷與采暖能耗，助力綠色建筑發(fā)展；

l 氧化釔等離子噴涂材料：用于半導(dǎo)體設(shè)備如等離子刻蝕機(jī)內(nèi)腔的保護(hù)涂層，具備優(yōu)良的抗高溫與腐蝕性能；

l 高純稀土結(jié)構(gòu)件：例如純氧化鈰坩堝，從根本上保障氧化鈰粉體的制備純度，解決材料污染等行業(yè)痛點(diǎn)；

l 稀土改性磁性材料：通過(guò)引入片狀納米氧化鑭，有效優(yōu)化鐵氧體磁材的磁性能和穩(wěn)定性，拓展其應(yīng)用邊界。

目前，已批次穩(wěn)定并形成銷售的粉體產(chǎn)品有：

產(chǎn)品1：?jiǎn)畏稚⒓{米氧化鈰

納米氧化鈰（100nm）

產(chǎn)品2：?jiǎn)畏稚⒓{米氧化鈰（米粒狀）

納米氧化鈰（300nm）

產(chǎn)品3：片狀納米氧化鈰

片狀納米氧化鈰

產(chǎn)品4：?jiǎn)畏稚⒓{米氧化鑭

納米氧化鑭

產(chǎn)品5：片狀納米氧化鑭

片狀納米氧化鑭

產(chǎn)品6：?jiǎn)畏稚單⒚租嬎徼|

亞微米鈰酸鑭，反射性能優(yōu)于同行產(chǎn)品

產(chǎn)品7：納米氧化釔

納米氧化釔

除了粉體材料外，也誕生了造粒粉、結(jié)構(gòu)件等產(chǎn)品：

產(chǎn)品8：短流程低成本噴霧造粒稀土粉（釔、鑭、鈰）

四、企業(yè)孵化進(jìn)度

目前，中心已孵化內(nèi)蒙古國(guó)創(chuàng)稀冶科技有限公司，一期投資1500萬(wàn)元，年產(chǎn)1000噸稀土微納米粉體和8000噸稀土水溶肥，覆蓋碳酸鹽、氧化物、復(fù)合氧化物、鹵化物等品類，既能滿足小眾市場(chǎng)需求，也能填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)空白。

內(nèi)蒙古國(guó)創(chuàng)稀冶科技有限公司

此外，稀土國(guó)創(chuàng)中心正與國(guó)內(nèi)多個(gè)大型企業(yè)保持合作關(guān)系，正等待孵化企業(yè)產(chǎn)線全面投產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)落地。

五、結(jié)語(yǔ)

從技術(shù)創(chuàng)新，到設(shè)備自主研發(fā)，再到成果孵化落地，稀土國(guó)創(chuàng)中心正為稀土產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)齊關(guān)鍵一環(huán)。“萬(wàn)里行”也期待中心未來(lái)能夠推出更多成果與產(chǎn)品，為鑭、鈰等稀土元素開辟更廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)！

中國(guó)粉體工業(yè)萬(wàn)里行