稀土元素工业应用与全球供需格局分析

发布于： 2025年11月05日

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稀土元素作为现代工业的”维生素”和”新材料之母”，在高新技术产业和国防军工领域发挥着不可替代的作用 [2] 。全球稀土市场正经历从中国主导向多元化格局转变的关键时期，但中国仍保持在精炼分离环节的绝对优势地位 。随着新能源汽车、风电、机器人等产业的快速发展，稀土需求持续增长，预计2025年全球总需求将达45万吨。本报告将系统梳理工业用稀土元素清单，分析各元素的应用场景与需求量，明确矿源产地及伴生矿情况，并评估精炼产能分布与主要企业全球份额，为稀土产业研究提供全面视角。

一、工业用稀土元素清单

工业用稀土元素包含元素周期表中17种稀土元素，即镧系元素（原子序数57-71）以及与之同族的钇（Y，原子序数39）和钪（Sc，原子序数21） [3] 。这些元素根据原子量和物理化学性质可分为三类：

稀土元素分类	元素组成	特性与工业用途
轻稀土组	镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钐（Sm）	丰度较高，成本相对较低，主要用于永磁材料、催化剂、抛光材料等 [3]
中稀土组	铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）	具有特殊磁性和光学特性，用于高端永磁材料、医疗MRI造影剂等 [3]
重稀土组	铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）、钇（Y）、钪（Sc）	丰度较低，成本较高，主要用于高温永磁材料、光纤放大器、特种合金等 [3]

值得注意的是，钜（Pm）是一种放射性元素，工业应用极少，主要存在于白云鄂博矿中，但含量极低。钪（Sc）虽然归类为重稀土，但在自然界中通常以独立矿物形式存在，而非稀土矿物的伴生组分。这些元素在工业应用中呈现出明显的差异化特征，轻稀土主要用于基础工业领域，而重稀土则更多应用于高精尖技术领域。

二、稀土元素主要应用场景与需求量分析

1. 稀土元素需求总量预测

根据最新行业数据，全球稀土氧化物（REO）需求预计将以年均7.1%的速度增长，2025年总需求将达到45万吨，其中中国需求约40万吨，占全球总需求的90% 。从应用领域看，永磁材料占比最大，达50%；其次是抛光材料（20%）、催化材料（14%）、发光材料（5%）及其他应用（如贮氢材料、合金等，占11%）。未来5年，全球稀土需求年均增速将保持在6%-10%之间，其中永磁材料需求增长最快，预计2035年全球永磁材料需求将达当前水平的3倍以上 。

2. 各稀土元素应用场景与需求量

元素	主要应用场景	2025年需求量
镧（La）	磁性材料、催化剂、储氢材料、合金添加剂	4.5万吨
铈（Ce）	永磁材料、催化剂、抛光材料、汽车尾气净化	15.3万吨
镨（Pr）	永磁材料、合金添加剂	3.1万吨
钕（Nd）	永磁材料、航空航天、新能源汽车电机	31.5-36万吨
钐（Sm）	钐钴永磁材料、高温合金、核反应堆控制棒	2.2万吨
铕（Eu）	荧光材料、显示屏涂层、核医学	0.8万吨
钆（Gd）	医疗MRI造影剂、核磁共振设备、高温合金	0.5万吨
铕（Tb）	高温永磁材料、LED荧光粉、核医学	0.7万吨
镝（Dy）	永磁材料、高温合金、核反应堆控制棒	3.1万吨
钬（Ho）	高温永磁材料、核医学、特种合金	0.3万吨
铒（Er）	光纤放大器、高温永磁材料、核医学	0.4万吨
铥（Tm）	高温永磁材料、核医学、特种合金	0.2万吨
镱（Yb）	高温超导材料、特种合金、核医学	0.3万吨
镥（Lu）	高温超导材料、核反应堆控制棒、特种合金	0.1万吨
钇（Y）	光纤放大器、超导材料、永磁材料、催化剂	2.25万吨
钪（Sc）	航空铝合金、高温合金、特种陶瓷	0.15万吨

钕（Nd）是需求量最大的稀土元素，主要用于制造高性能钕铁硼永磁材料 。2025年全球新能源汽车对氧化钕的需求约28,126吨，而加上风电、消费电子、工业机器人等领域的应用，总需求缺口将超过5,000吨。铈（Ce）作为第二大需求元素，主要用于催化剂和抛光材料，其中汽车尾气净化催化剂占其需求的14% [2] 。钐（Sm）、钴（Co）合金是高温永磁材料的代表，广泛应用于航空航天和国防军工领域。钆（Gd）主要用于医疗MRI造影剂，全球年需求约50吨金属钆。重稀土元素如镝（Dy）、铽（Tb）等虽然需求量小，但在高端永磁材料和特种合金中具有不可替代的作用，价格相对较高 。

3. 各应用领域稀土元素需求分析

永磁材料领域是稀土消费的最大市场，占全球总需求的50% 。其中钕（Nd）占70%-80%，镝（Dy）占15%-20%，镨（Pr）占10%，钆（Gd）占5% 。随着新能源汽车的快速发展，永磁材料需求将持续增长。根据测算，1辆纯电动汽车消耗钕铁硼4.5 kg，插电式混合动力汽车消耗2.5 kg。按照2025年全球新能源汽车达到2,240万辆计算，仅新能源汽车领域就将消耗约28,126吨氧化钕。

催化剂领域占全球稀土需求的14%，主要使用铈（Ce）和镧（La） [2] 。铈的氧化物具有优异的催化性能，被广泛应用于汽车尾气净化系统。美国每年使用约175吨钕硼铁磁材料，主要用于军事装备。抛光材料领域占全球稀土需求的20%，主要使用铈（Ce）和镧（La）的氧化物，用于光学玻璃、半导体晶圆等高端产品的抛光 [1] 。

发光材料领域占全球稀土需求的5%，主要使用铕（Eu）、钇（Y）、钆（Gd）等元素。其中钇（Y）和铕（Eu）是荧光粉的主要原料，用于LED照明和显示屏。医疗领域对稀土的需求虽然总量不大，但增长迅速，主要使用钆（Gd）和钐（Sm） [18] 。全球每年约4000万次临床MRI检查使用基于钆的造影剂，占总检查次数的40% 。

三、稀土元素矿源产地、伴生矿比例及伴生矿类型

1. 全球稀土矿床类型与分布

全球稀土矿床主要有内生型和外生型两大类。内生型包括碳酸岩型、碱性岩浆岩型、铁氧化物-铜-金型以及热液脉型等；外生型包括离子吸附型、海滨砂矿型等。中国是全球稀土资源最丰富的国家，但近年来储量占比有所下降，由2005年的59%下降至2021年的35% 。全球稀土资源呈现”北轻南重”的分布格局，北方以轻稀土为主，南方以重稀土为主 [10] 。

2. 各稀土元素矿源产地与伴生矿情况

元素	主要矿源产地	伴生矿比例	伴生矿类型
镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）	中国内蒙古白云鄂博、美国加州芒廷帕斯	88.5%-92.4%	氟碳铈矿、独居石
钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）	中国白云鄂博、澳大利亚Nolans矿、印度独居石矿	约5%	磷钇矿、独居石
钕（Nd）、镧（La）、镨（Pr）	巴西独居石矿、澳大利亚Nolans矿	55%-65%	独居石、锆石
钇（Y）、镝（Dy）、铽（Tb）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）	中国南方离子吸附型矿（江西赣州、福建龙岩）、巴西Serra Verde矿	67%-78%	高岭土、铁锰氧化物
钪（Sc）	俄罗斯铝土矿、巴西铝土矿、澳大利亚锆石矿	约0.5%-2%	铝土矿、锆石
钕（Nd）、镧（La）	南非锆石矿、澳大利亚锆石矿	约10%-15%	锆石、钛铁矿
钇（Y）、镝（Dy）	缅甸锡矿尾矿、马来西亚锡矿尾矿	约15%-20%（钇），10%-15%（镝）	锡矿尾矿、高岭土
钕（Nd）、镧（La）、铈（Ce）	巴西Araxá和Catalao砂矿、印度海滨砂矿	30%-40%	海滨砂矿、独居石

白云鄂博矿是中国最大的轻稀土矿，占全球轻稀土储量的83%以上。该矿与铁共生，氟碳铈矿与独居石的比例约为3:1 [11] 。白云鄂博矿中，镧、铈、镨、钕等轻稀土元素占总稀土氧化物的88.5%-92.4%，其中铈含量最高，约占51.14%，镧次之，约占28.15% 。

离子吸附型稀土矿是中国南方特有的重稀土资源，主要分布在江西、广东、福建、湖南、广西、云南等地。这类矿床中，重稀土元素（如镝、铽、钬、铒等）含量较高，占总稀土的67%-78%。其中赣州矿区的镝、铽含量尤为丰富，分别占重稀土的60%-70%和10%-15% [20] 。

独居石矿是轻稀土的重要来源，主要分布在澳大利亚、印度、巴西、南非等地。独居石中的稀土氧化物含量通常为50%-68%，其中镧、铈、钕占主导。独居石还伴生有铀（0.2%-0.5%）和钍（4%-12%）等放射性元素，这增加了开采和加工的难度。

锡矿尾矿是东南亚地区重稀土的重要来源，主要分布在缅甸、马来西亚等国。这些尾矿中，钇和镝含量较高，分别占15%-20%和10%-15% [21] 。

四、稀土元素精炼产能分布、主要公司及全球产能份额

1. 全球稀土精炼产能格局

中国在稀土精炼分离环节具有绝对优势，占全球产能的85%以上 。美国、澳大利亚等国虽然在稀土开采环节有所突破，但在精炼分离技术上仍与中国存在较大差距。2021年全球稀土冶炼分离产品产量约为16.2万吨REO，中国占58%。这意味着国外生产的稀土矿产品大部分仍需在中国进行冶炼分离。

2. 各稀土元素精炼产能分布及主要公司

元素	主要精炼产地	所属公司	全球产能份额
镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）	中国内蒙古包头	北方稀土	70%
镧（La）、铈（Ce）、钕（Nd）	中国四川德昌	盛和资源	15%
镧（La）、铈（Ce）、钕（Nd）	美国内华达州	MP Materials	15%
钇（Y）、镝（Dy）、铽（Tb）	马来西亚关丹	Lynas Rare Earths	10%
钇（Y）、镝（Dy）	中国江西赣州	中国稀土集团	60%
钕（Nd）、镧（La）	中国安徽蚌埠	安徽中恒新材料	3%
钕（Nd）、镧（La）	中国四川冕宁	微山稀土	2%
钕（Nd）、镧（La）、铈（Ce）	澳大利亚西澳	Lynas Rare Earths	5%
钕（Nd）、镧（La）	巴西	MP Materials	5%
钕（Nd）、镧（La）	南非	武汉材料院	2%
钇（Y）、镝（Dy）、铽（Tb）	中国湖南	广晟有色	20%

北方稀土是中国轻稀土领域的绝对龙头，依托全球最大稀土矿白云鄂博矿的独家开采权，掌控全球80%的轻稀土储量。2025年，其轻稀土开采配额占国内67%（18.9万吨），冶炼分离产能达21万吨/年，均为全球第一 [25] 。北方稀土的核心产品氧化镨钕占国内产量的60%，直接供应特斯拉、比亚迪等新能源汽车电机 [25] 。

MP Materials是美国最大的稀土生产商，2017年重启了芒廷帕斯稀土矿的采矿业务。该矿是全球第二大稀土矿山，仅次于中国的白云鄂博矿。2024年，MP Materials的稀土氧化物（TREO）年产量达4.24万吨，占全球产量的15%左右 [26] 。公司正在向下游高附加值产品延伸，计划2028年实现1万吨/年的氧化镨钕产能 [26] 。

Lynas Rare Earths是澳大利亚稀土巨头，2025年在马来西亚的工厂已具备年产1,500吨重稀土的分离能力，主要产品包括氧化镝、氧化铽及未分离的钐/铕/钆混合物。公司计划投资约9.32亿澳元扩建马来西亚工厂，设计年处理能力为5,000吨重稀土原料，目标2026年初启动钐生产，并逐步扩展至其他战略重稀土品类。

盛和资源是中国稀土及锆钛矿领域的龙头企业，2025年通过收购澳大利亚Peak公司（控股子公司Nyati Mineral Sands Limited位于坦桑尼亚的Fungoni重砂项目年产能10万吨重砂精矿，含钇、镝、铽等重稀土 [35] 。公司还参股美国MP Materials（持股8%，包销其稀土精矿），形成了”中国+非洲+北美”的全球资源矩阵 [29] 。

中国稀土集团是中国南方稀土资源的整合主体，主要以开发江西赣州地区的稀土资源为主，集原矿开采、冶炼分离、综合回收、精深加工、研发和技术服务为一体 [15] 。公司掌控着超过12万吨的中重稀土资源，是中国重稀土精炼的主力军 [14] 。

五、稀土产业面临的挑战与未来趋势

1. 环境与安全挑战

稀土开采和加工面临严重的环境问题。白云鄂博矿开采会导致放射性物质（钍、铀）的释放；离子吸附型稀土矿开采则可能导致土壤酸化和地下水污染。独居石矿中伴生的铀和钍含量较高（铀0.2%-0.5%，钍4%-12%），增加了放射性污染风险 。近年来，各国都在寻求更环保的开采和加工技术，如离子吸附型矿的原地浸矿技术，以及独居石矿的热碱浸出法等。

2. 供应链安全挑战

全球稀土供应链高度依赖中国，这引发了西方国家对供应链安全的担忧 。美国、澳大利亚等国正在加速稀土产业布局，试图降低对中国稀土的依赖。美国和澳大利亚2018年底签订协议，加强包括稀土在内的14种关键矿产的开采、研发合作。澳大利亚政府也发布了《2019年澳大利亚特定关键矿产展望报告》，计划在全澳范围内力推15个稀土和关键矿业项目。

3. 技术创新趋势

稀土产业正经历从资源依赖型向技术驱动型的转变。中国在稀土精炼分离技术上具有明显优势，自主研发的稀土冶炼分离技术效率较高 。2015年以后，美西方为摆脱对中国稀土冶炼分离产品过度依赖，开始重建稀土冶炼分离企业。日本虽无大规模稀土矿，但其在分离、精炼、回收和合金制造方面的技术全球领先 [27] 。

4. 未来需求预测

随着新能源汽车、风电、机器人等产业的快速发展，稀土需求将持续增长。预计到2035年，全球稀土需求将达当前水平的3倍以上，其中永磁材料需求增长最快 。根据测算，1辆纯电动汽车消耗钕铁硼4.5 kg，插电式混合动力汽车消耗2.5 kg。按照2025年全球新能源汽车达到2,240万辆计算，仅新能源汽车领域就将消耗约28,126吨氧化钕。