戰(zhàn)略資源背景下稀土行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和現(xiàn)狀分析

姚星合

摘 要

稀土是重要的戰(zhàn)略資源，有“工業(yè)黃金”和“新材料之母”的美譽。我國稀土資源豐富，但在稀土產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展過程中存在一些問題。本文從我國稀土的發(fā)展面臨的問題出發(fā)，總結(jié)了國家在規(guī)范和優(yōu)化稀土行業(yè)發(fā)展方面的政策法規(guī)，分析了當(dāng)前稀土在我國科研院所和企業(yè)中的創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀和新興技術(shù)成果，最后提出了我國稀土領(lǐng)域當(dāng)前取得的成功經(jīng)驗和存在的問題，并給出了相關(guān)策略和展望。

關(guān)鍵詞

稀土;科學(xué)研究;政策法規(guī);創(chuàng)新發(fā)展

中圖分類號： F127 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.11.084

1 我國稀土的發(fā)展面臨的問題

稀土是指鑭系的15種元素及與之性質(zhì)相近的鈧、釔共17種元素的總稱[1]，具有卓越的光、電、磁等特性，有“工業(yè)黃金”和“新材料之母”的美譽。其在永磁、發(fā)光、生物醫(yī)療、新能源以及國防科技工業(yè)等方面具有舉足輕重的地位，是我國乃至全球各國重要的戰(zhàn)略資源。我國稀土儲備保有量曾一度占到全球總量的近七成，然而在2011年國家出臺相關(guān)保護政策法規(guī)以前，我國稀土資源的流失極為嚴重，這一數(shù)據(jù)從七成銳減至不到三成[2]。我國稀土的發(fā)展面臨的主要問題體現(xiàn)在非法過度開發(fā)、核心專利較少、出口走私、創(chuàng)新能力缺乏以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理等方面。一些企業(yè)及私有礦主受到利益驅(qū)使，將大量稀土資源以極其低廉的價格非法出售，流入歐美和日本等發(fā)達國家。流出粗產(chǎn)品經(jīng)國外高提純和精加工處理后價格增長幾十到上百倍。而受限于我國現(xiàn)有提純技術(shù)和相關(guān)創(chuàng)新專利，面對創(chuàng)新型科學(xué)技術(shù)研發(fā)的剛性需求，大多數(shù)科研院所、高新技術(shù)機構(gòu)以及企業(yè)又轉(zhuǎn)而以高昂的價格從國外購買高純稀土及高新稀土產(chǎn)品，造成利潤的大量外流。雖說近年來我國對稀土產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)的投入力度和支持力度持續(xù)增長，但對外來稀土產(chǎn)品和技術(shù)的依賴仍然存在。

2 我國稀土行業(yè)相關(guān)政策法規(guī)

針對我國稀土行業(yè)所面臨的問題，近年來國家從戰(zhàn)略高度出發(fā)，制定了一系列政策法規(guī)以促進稀土產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展[3]。2011年國家出臺《國務(wù)院關(guān)于促進稀土行業(yè)整合的若干意見》，對稀土行業(yè)的發(fā)展指明了方向并制定的規(guī)范;隨即國家多個職能部門的有關(guān)政策法規(guī)也相繼出臺：國家工信部制定了以五年為發(fā)展周期的《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，發(fā)布了《稀土企業(yè)準入條件》和《稀土企業(yè)準入公告管理暫行辦法》，為稀土及其衍生行業(yè)設(shè)置了具體的從業(yè)標準及要求;國家商務(wù)部與海關(guān)部門也聯(lián)合發(fā)布了相關(guān)公告，明確了出口稀土產(chǎn)品的技術(shù)指標和管理辦法，此外還頒布了詳細的關(guān)稅政策和法規(guī)。以上措施為稀土行業(yè)的健康和持續(xù)發(fā)展提供好了有力保障。自2011年《若干意見》頒布以來，有關(guān)稀土行業(yè)的政策法規(guī)逐步完善。過度粗放開發(fā)、走私出口，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理等問題得到了極大的改善。習(xí)近平總書記2019年視察江西永磁稀土企業(yè)是再次提出“稀土是國家重要的戰(zhàn)略資源”這一論斷，充分體現(xiàn)了國家對稀土行業(yè)的關(guān)心和重視。經(jīng)過近十年的資源保護和合理布局，我國稀土行業(yè)得到了科學(xué)、可持續(xù)地發(fā)展，整體發(fā)展形勢向好。

3 當(dāng)前稀土在我國科研院所和企業(yè)中的創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀

稀土可用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級、催生新興行業(yè)以及國防科技工業(yè)等高新領(lǐng)域。這里我們以稀土光磁材料為例（主要是稀土元素Gd，Yb，Er，Tm，Ho，Y摻雜的氟化物），回顧近年來我國的科研機構(gòu)和高新企業(yè)中的重要進展[4-10]。稀土光磁材料在生物活體成像、太陽能電池、生物檢測、紅外檢測、激光防偽、照明顯示和微型激光器等方面有著重要應(yīng)用，如圖1所示。得益于我國在稀土資源方面的獨特優(yōu)勢，高等院校、科研院所及高新企業(yè)的科研工作近年來發(fā)展迅猛，取得了一系列重要成果。如復(fù)旦大學(xué)的李富友教授團隊、張凡教授團隊在稀土的生物活體成像方面開展了系列研究[4-5]，為稀土材料在生物醫(yī)療和生物監(jiān)測的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);中科院福建物構(gòu)所的陳學(xué)元教授團隊、吉林大學(xué)的宋宏偉教授團隊在提升稀土發(fā)光材料的量子效率以及太陽能電池中的應(yīng)用方面進行深入探索，并提出了增強量子效率和光電轉(zhuǎn)換效率的新方法[6-7];清華大學(xué)的李亞棟院士團隊、蘭州大學(xué)的嚴純?nèi)A院士團隊則在稀土的光磁調(diào)控及生物傳感方面開展了大量研究，提出了光磁轉(zhuǎn)換和強磁場探測的核心技術(shù)[8-9]。此外，國內(nèi)主要稀土企業(yè)如金力永磁和中科三環(huán)等，近年來發(fā)展勢頭強勁。這在很大程度上得益于當(dāng)前全球能源危機背景下對新能源汽車、永磁電機等民用需求以及軍事國防科技工業(yè)領(lǐng)域的高新技術(shù)需求。國外科學(xué)院所如新加坡國立大學(xué)、悉尼科技大學(xué)、魯汶大學(xué)和斯坦福大學(xué)等高校均為推動稀土元素的光電磁特性調(diào)制以及應(yīng)用方面做出了卓越貢獻。

4 總結(jié)與展望

近十年來，我國稀土行業(yè)在國家的戰(zhàn)略重視背景下得到了科學(xué)快速地發(fā)展，主要有以下幾個方面的階段性成果：一，稀土行業(yè)政策法規(guī)趨于齊備，保障了行業(yè)的科學(xué)運轉(zhuǎn);二，稀土材料的應(yīng)用領(lǐng)域如永磁性、清潔能源和光電催化等方面創(chuàng)新成果豐碩;三，稀土行業(yè)的結(jié)構(gòu)和布局得到了優(yōu)化和革新;四，稀土資源非法外流得到的有效制止，相關(guān)貿(mào)易逆差得以縮小;五，整個稀土行業(yè)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展機制逐漸形成。當(dāng)然，該行業(yè)的發(fā)展也依然存在一些問題和思考，主要表現(xiàn)在持續(xù)的科技創(chuàng)新能力方面依然薄弱，諸多關(guān)鍵技術(shù)仍然受制于人，整體科研能力與基礎(chǔ)仍有待補強。此外，在元素的應(yīng)用方面也存在失衡的問題。雖然我國稀土資源儲量占比下降明顯，但依然是世界稀土大國，各項優(yōu)勢依舊顯著。相信在國家戰(zhàn)略重視下，只要在下一個稀土發(fā)展計劃周期能持續(xù)加強科研創(chuàng)新工作的力度，加大稀土創(chuàng)新人才和創(chuàng)新團隊的培養(yǎng)，提升稀土資源開發(fā)和利用的技術(shù)水平，我國的稀土產(chǎn)業(yè)依然具有強大的生命力。

參考文獻

[1]蘇文斌，谷學(xué)新，鄒洪，朱若華.稀土元素發(fā)光特性及其應(yīng)用[J].化學(xué)進展，2001，12（4）：55-59.

[2]張臻悅，何正艷，徐志高，余軍霞，張越非，池汝安.中國稀土礦稀土配分特征[J].稀土，2016，37（1）：121-127.

[3]王玉珍.我國稀土產(chǎn)業(yè)政策效果實證研究[J].宏觀經(jīng)濟研究，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，F(xiàn)an 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]賀飛，蓋世麗，楊飄萍，林君.稀土上轉(zhuǎn)換熒光材料的發(fā)光性質(zhì)調(diào)變及其應(yīng)用[J].發(fā)光學(xué)報，2018，39（01）： 92-106.