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又來聊稀土係列:美國本土的稀土永磁體供應鏈(上)

(2025-10-12 07:12:20) 下一個

最近MP受到川普政府大力支持, 其名為10X 的1萬噸燒結法釹鐵硼sintered NdFeB)稀土永磁體工廠尤其引人矚目,看來MP算是美國政府青睞的親兒子, 但是美國國防部建立本土稀土磁體供應鏈所謂Mine to Magnet項目, 在NdFeB稀土永磁體製造方向, 一開始時找的並不是MP公司。

早在2020年, 國防部就資助了一家後來改名為Noveon Magnetics美國公司, 這也是美國政府資助的第一家稀土相關的公司。看這家公司網頁, 強調100% 回收磁體材料來製造NdFeB,  在美國靠回收廢舊料來規模化生產?  回收人工成本恐怕遠大廢舊料的價值, 小打小鬧還行, 規模化商業生產能力恐怕就有問題 。果然,它剛剛與澳洲Lynas簽了所謂戰略合作合同來保證稀土原料的供應,看來僅靠回收是不靠譜的。Noveon這家看來效率不高,該公司沒上市,也找不到其財報,具體產量是多少找不到信息,其產品肯定是有了,但其2000噸量產, 我個人看法, 似乎至今還沒落實。 

估計國防部對Noveon失望了,在2023底年又找了德國VAC公司,VAC公司就是我在上篇就提到中國之外生產NdFeB 的日德5家公司之一。為啥不找一家日本公司到美國建廠?? 估計是日本公司不願意來了,因為日本人來過了, 铩羽而歸。 日立金屬(就是NdFeB 原發明公司住友特種金屬公司的繼承者,現改稱Proterial公司)早在2012年就在北卡建了一條NdFeB生產線,但後來因為美國製造成本過高而不得不關閉。 台積電在美國也又類似的故事, 再美國也是早就有家8英寸芯片代工廠, 也是一直虧錢。 但這次台積電在Arizona的新廠就不一樣了, 開工就賺錢, 美國政府補貼是關鍵, 另外下遊用戶也切實感受了供應鏈地緣政治風險, 也樂意買在美國本土生產的價高產品, 所謂來得早不如來得巧。

德國VAC現在是歐洲唯一生產sintered NdFeB 永磁體的公司,該公司最近宣布他們已經能生產無需添加重稀土的NdFeB,  看了看報道, 已經能取代部分高性能添加重稀土NdFeB牌號,下一步是繼續研發更高使用溫度下的無重稀土NdFeB。VAC公司2023年底與美國國防部確定協議, 國防部資助近一億美元給VAC在美國的分公司 E-VAC, 在南卡建立一座2000噸規模的廠, 據紐時報道, 本月就投產,預計明年3月底full-scale 生產, 另外, 在18月內(也就是2027年底)產能翻倍至4000噸 , 看來德國這家專業老牌企業還是可靠的。

美國的第3家就是MP公司了,其實國防部當初並不指望它做NdFeB 永磁體,應該是MP自己不甘心僅僅充當稀土原料的供應商,自己主動做了個1000噸的NdFeB 永磁體工廠, 年初報道NdPr合金已經量產和NdFeB 永磁體試產成功, 今年底full-scale生產,這讓川普政府喜出望外,他們看上了MP這家美國公司,出錢給MP加碼了10X 的1萬噸項目,預計2028年投產。  

還有2家最近報道要在美國做NdFeB。南韓JK link公司宣布要在Georgia州建3000噸廠,南韓這家公司是進軍NdFeB永磁體領域的生力軍,其動作很快也很猛,其在韓國本土1000噸規模NdFeB工廠已經接近完工,馬上又上2個新項目: 與Lynas合作的馬來西亞工廠和美國Georgia州工廠。另外一家在美國做NdFeB的,是擁有德州Round Top稀土礦的USAR公司,它要在Oklahoma州建一個600噸的廠,並吹牛說最終規模是5000噸。 鑒於USAR這家公司以前吹的牛皮沒有實現,無論是Round Top稀土礦的商業化開采和稀土商業化分離都遙遙無期,對我來說它現在無信譽可言,雖然這家公司剛換了新CEO,應該是德州州政府這個大股東對原CEO表現也忍無可忍了。

美國現在平均每月從中國進口600噸稀土永磁體, 每年7200噸。美國靠譜的 NdFeB 永磁體產能, 到明年3月份, 有MP公司1000噸和VAC公司2000噸, 共3000噸產能, 能夠取代40%的中國進口量。 要到2028年, 再加上MP 的1萬噸和VAC的2000噸, 加起來1.5萬噸, 那是足夠滿足美國自身需要了,至於其它廠家,Noveon/USAR/JK link這3家,能夠量產就錦上添花了,做不成也無所謂。

有人要問了,美國要產出1.5萬噸NdFeB 永磁體,稀土原料從那來?  顯然是MP公司,那MP生產的原料足夠嗎? 下篇再討論。

差點忘了提那個顛覆性的無稀土永磁體新型鐵氮合金(Fe16N2),這是明尼蘇達大學一個華人教授發明的,目前是個叫Niron公司在做,有個5噸pilot plant ,最近報道該公司的1500噸永磁體的工廠建設已經開始,預計2年後投產。 鐵氮合金的優點是磁性能比NdFeB還好,不用任何稀土,原料廉價。但是亞穩態晶體結構,量產是有一定挑戰性的,最大缺陷是使用溫度超過200攝氏度就可能分解,這就有點麻煩了。我家有台KitchenAid, 有一次和麵的麵團太硬,馬達停轉,摸外殼很燙,應該就是高溫使得馬達裏麵的NdFeB永磁體磁力退化,等溫度降下來之後就恢複正常,要是用了鐵氮合金永磁體,磁力可能不可逆消失,那台KitchenAid就算是報銷了。 所以這種新型鐵氮合金即使量產成功,估計開始也僅能取代一部分NdFeB市場,下代改進後再進入高性能永磁體市場。

綜觀永磁體的發展曆史,推動的主軸是高磁性能,其次因素是價廉,新型鐵氮合金(Fe16N2) 在這2點上都是符合這個趨勢, 因而也是未來的希望, 至於一些其它缺陷, 可以通過技術改進逐步完善。sintered NdFeB 永磁體1980年代剛發明之時也是不完美的, 後來不斷改進才變成永磁體市場的主流。  

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評論
invest_2024dec 回複 悄悄話 分析十分專業,也容易看得懂,雖然不是化工專業的,但從數據到業界動態的了如指掌,令人信服。十分感謝科普。
insoine2 回複 悄悄話 回複 '唐宋韻' 的評論 : 政局不穩, 緬甸的重稀土礦位於緬甸政府軍與緬北少數民族武裝軍事衝突拉鋸帶,緬北占優, 稀土就出口中國, 政府軍打過來,對中國的出口就停止。 不過, 美國可以通過支持政府軍來攪局 , 不讓緬甸稀土出口中國, 如果美國是DEM當政此計是不可用, 但川普是從來不會管啥民主價值, 要是有利, 他有可能會支持緬甸政府軍。
insoine2 回複 悄悄話 回複 'cng' 的評論 : 回複 'cng' 的評論 : 你的評論有一堆事實和邏輯錯誤。 1. 這篇討論的是稀土永磁體供應鏈, 現在還是談產業上遊永磁體, 其下遊產業稀土礦和分離下篇再討論, 你離題了。 2. 不過,即使是提前討論稀土來源, 也與你舉的例子風馬牛不相及, 因為稀土生產絕大部分從稀土礦來的, 就是在中國, 也是稀土礦來源。 3. 另外還有, 镓鍺來源是有區別的,隻有镓是從氧化鋁的副產而來, 4. 注意, 镓是氧化鋁不是電解鋁副產, 氧化鋁的生產, 澳洲就有很大產能, 5. 镓並不是必需是從氧化鋁副產而來, 稀土礦的副產就有镓, 我會在下下篇說的。
唐宋韻 回複 悄悄話 謝謝知識普及。
請教一個問題:為什麽美國不著眼緬甸的重稀土呢?據說品位很好。
insoine2 回複 悄悄話 回複 'borisg' 的評論 : You're very welcome.
cng 回複 悄悄話 沒有說到點子上。舉個例子,F35必須的镓鍺,其實是中國巨無霸的電解鋁工業的副產品。也就是說美國要想建立自己的镓鍺工業,必須分兩步走,要先恢複鋁工業,並達到一定的規模,才能有镓鍺的產業鏈。 問題是,你為了F35需要的一點點镓鍺而生產那麽多鋁,先不說能否做到,就是做到了,誰會放著中國的價廉物美的鋁不買而去買你質次價高的?
borisg 回複 悄悄話 thanks for expert analysis.
insoine2 回複 悄悄話 回複 'markyang' 的評論 : 技術從來不是問題, 西方社會對稀土重汙染企業的反感和西方政府對環保過度嚴格監管, 還有中國稀土企業的過度內卷造成的低價傾銷, 這兩才是關鍵。
insoine2 回複 悄悄話 回複 'markyang' 的評論 : 不會用十年, 1-2年軍用, 3-5年民用。
insoine2 回複 悄悄話 回複 'irisin2021' 的評論 :
美國稀土市場的確是不大, 所以中國也隻能這一次了, 因為環保和成本, 以前是做不如買, 現在買不到了, 隻好自己做了, 也好在市場不大, 政府為重建稀土供應鏈化的代價也不會大。
insoine2 回複 悄悄話 回複 'btpine' 的評論 :
的確, 美國修路修橋的速度, 也是慢悠悠, 過度強調幹活人的權利, 必然導致效率下降。
btpine 回複 悄悄話 “有人要問了,美國要產出1.5萬噸NdFeB 永磁體,稀土原料從那來? 顯然是MP公司,那MP生產的原料足夠嗎? 下篇再討論。"

文章寫得很好,靜候下篇....

1.5萬噸燒結NdFeB磁體僅鐠釹金屬就需要5000噸左右,原料確實是個大問題。

NdFeB燒結磁體的製作設備和工藝都不是大的問題,問題在於建設速度。

中國一個企業(我指的是已有千噸以上規模的NdFeB生產企業)擴建一個年產1萬噸的燒結NdFeB生產線的周期一般隻需要用1年左右的時間,從廠房建造開始計算,所有的製造設備,包括合金甩片爐,氫破碎處理爐,真空燒結及熱處理爐,後續的切割加工電鍍充磁設備等都可以在中國購買到,且設備交貨期很短,例如一台800公斤的合金甩片爐能在3個月之內交貨。
irisin2021 回複 悄悄話 稀土雖重要,但市場需求量很小,市場隻能養活一家公司。稀土戰殺傷別人,也自斷生路。稀土畢竟不是民生產品,民生項目才是貿易戰的強牌。
選民 回複 悄悄話 稀土精煉技術並非高精尖, 美國及, 難的是按美國速度, 建成一個稀土產業鏈, 起碼需要十年八年. 到那個時候早已物是人非, 黃花菜都涼了, 有誰會願意投資?
markyang 回複 悄悄話 中國這次的稀土管製中有個很有意思的條目,就是嚴格管控稀土相關技術人員,估計也是害怕稀土精練技術外流,但是大概率已經是亡羊補牢的措施,過去十幾年應該有不少的稀土技術人才已經外流了
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