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中重稀土管制下的技术刚需:手持式XRF如何补上传统检测的 “短板”?

2025 年 4 月 4 日,商务部会同海关总署公告,对钐、钆等 7 类中重稀土相关物项实施出口管制。稀土是 “工业维生素”,在多领域作用不可替代,中重稀土储量稀缺、价值极高。我国稀土储量占全球 40%,控制 70% 产量及 90% 精炼产能,却面临资源过度开发等问题。此次管制是我国应对全球稀土产业链重构的主动举措,也意味着稀土产业向精细化、可持续化转。


稀土是17种金属元素:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的总称。


01稀土管制的战略逻辑与产业现状

稀土元素按物理化学性质分为轻稀土(如镧、铈)与中重稀土(如钕、镝、铽)。其中,中重稀土因离子半径小、电子结构特殊,在高端制造中不可或缺 ——钕铁硼永磁体是新能源汽车电机、风力发电机的核心材料,铽和镝是制造高温磁体的关键元素,钇则广泛应用于陶瓷涂层与超导材料。我国虽为稀土资源大国,但中重稀土储量仅占全球 37% 左右,且开采加工过程伴随较高环境成本。近年来,全球科技竞争加剧,主要经济体加速布局稀土供应链,我国通过出口管制优化资源配置,既是保障国内高端产业需求的必要手段,也是推动产业向高附加值环节升级的重要契机。

当前,我国稀土产业正处于 “总量控制、结构优化” 的关键期。2024 年《稀土开采和稀土冶炼分离总量调控管理办法》明确将中重稀土开采量控制在 12 万吨以内,但传统检测技术的滞后性,导致开采分级粗放、回收效率低下、质量管控困难等问题,成为政策落地的主要障碍。


02稀土分拣的传统困局与技术短板

人工分拣:在传统作业中,分拣依赖工作人员通过矿石颜色、光泽、磁性等外观特征进行初步筛选,效率极低且准确性差。例如,钇矿与普通硅酸盐矿石外观相似,仅靠肉眼难以区分,导致高品位矿石混入废石或低品位矿石进入加工流程,造成资源浪费与成本增加。

物理方法:浮选、磁选、重选等物理手段虽实现规模化分拣,但存在显著缺陷:

浮选法依赖大量化学药剂(如油酸、煤油),每吨矿石消耗药剂达数千克,不仅污染水体和土壤,且分离效果受矿浆浓度、pH 值等参数影响,波动幅度可达 15% 以上;

磁选法仅适用于磁性差异显著的矿物,对钇、镥等无磁性中重稀土无能为力;

重选法依靠密度差异分选,分离效率仅 60%-70%,大量细粒级稀土矿物随尾矿流失。

化学分析:酸浸、碱熔等化学方法需将矿石溶解后通过电感耦合等离子体(ICP)等仪器检测,虽精度可达 0.01%,但流程冗长、成本高昂,且样品破坏后无法二次利用。对于海关快速查验、矿山现场分拣等场景,传统化学分析无法满足实时性需求。
产业升级的核心矛盾:

随着出口管制政策对中重稀土含量检测精度(如钕、镝含量误差需 <0.5%)和效率(单批次检测需 < 30 分钟)提出更高要求,传统方法在 “精准识别” 与 “规模分拣” 之间的矛盾愈发突出。技术瓶颈倒逼产业亟需一种兼具快速、精准、无损特性的检测方案。


03F破解困局的关键技术方案——手持式XRF


针对传统检测在稀土元素识别中的效率与精度瓶颈,科迈斯 K-7000 手持式稀土元素分析仪基于 X 射线荧光(XRF)光谱技术,构建了适用于中重稀土快速检测的创新解决方案。设备通过 50kV 高功率 X 射线管激发样品,使镧、铈、钕、钇、镝、镥等稀土元素产生特征荧光信号,经SDD探测器采集后,由内置算法快速解析元素种类及含量,实现对中重稀土的精准检测。其核心优势在于:

(一)极速检测,适配现场高效分拣

采用轻量化设计与智能操作界面,无需复杂制样流程,数秒内即可完成对矿石、废料等样品中稀土元素的定性定量分析,显著提升中重稀土现场分拣效率,满足矿山开采、海关查验等场景下的实时分级与快速核验需求,有效缩短资源流转周期。

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(二)精准识别,突破低浓度检测极限

通过多滤光片智能切换技术,针对钇、镥等重稀土元素的特征 X 射线优化检测路径,实现高灵敏度识别,检测误差控制在行业严苛标准内,确保对钕铁硼原料、稀土永磁体等物料中关键元素的精准把控,避免因成分波动导致的产品性能偏差。

(三)无损检测,守护稀土样品价值

非破坏性检测模式避免样品物理或化学损伤,适用于稀有矿脉标本、古代含稀土文物等珍贵样品的成分分析,在保留样品完整性的同时,为科研机构提供可靠的稀土元素分布数据,助力稀土资源勘探与历史工艺研究。


04手持光谱仪在稀土管制中的多维应用价值

海关监管
在口岸查验场景下,科迈斯 K-7000 手持式稀土元素分析仪可快速捕捉申报货物中钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)等管制类稀土元素的特征信号,精准测定其含量。面对伪装成普通矿石或工业制品的出口物项,仪器凭借高效核验能力,助力海关精准拦截违规流通行为,显著提升出口监管的智能化水平与通关效率,从源头上遏制稀土走私活动。


★矿山开采

依托 科迈斯K-7000手持式稀土元素分析仪 现场实时检测功能,可快速解析矿石中镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)等元素的分布浓度,据此科学划分高、中、低品位稀土矿。通过精准分选,有效规避低品位矿石混入加工流程,降低资源损耗与冶炼成本;同时为矿山开采方案提供数据支撑,优化开采路线规划,全面提升中重稀土资源的综合利用效率。

★加工质检

在稀土金属冶炼及永磁材料制备过程中,科迈斯K-7000手持式稀土元素分析仪持续监测钕(Nd)、镝(Dy)、铽(Tb)等核心元素的动态变化,实时反馈数据指导工艺参数调整。凭借高精度检测能力,确保产品稀土成分严格符合新能源汽车驱动电机、风力发电磁体等高端领域的严苛标准,显著增强我国稀土深加工产品的质量稳定性与国际市场竞争力。


★稀土回收

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稀土回收产业对于稀土资源储备有着举足轻重的作用。

针对废弃风电设备、催化转换器、电子元器件等复杂物料,科迈斯K-7000手持光谱仪能快速识别钇(Y)、钐(Sm)、镥(Lu)等稀土元素的种类与含量,为回收企业定制拆解及提取工艺提供依据。通过精准检测制定定向回收策略,大幅提升废旧资源中稀土回收率,推动稀土产业向绿色循环转型,有效缓解对原生稀土资源的依赖压力。


稀土出口管制政策的实施,既是保护我国稀缺资源的战略选择,也为推动稀土产业升级创造了机遇。科迈斯手持式检测仪等新技术的应用,为政策落地提供了关键技术支撑,助力我国稀土产业在严格管控、高效利用和绿色发展的轨道上稳步推进,进一步巩固全球产业链中的核心优势。



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