我国镨循环利用供给的量化及提升策略研究

葛建平 ,  姚钰洁 ,  王艺博

中国工程科学 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (3) : 108 -119.

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中国工程科学 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (3) : 108 -119. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2024.03.007
面向新能源、新材料的战略矿产保障研究

我国镨循环利用供给的量化及提升策略研究

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Quantifying the Praseodymium Recycling Supply in China and Its Improvement Strategy

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摘要

镨是支持全球清洁能源发展的关键矿产，全球对镨的需求持续增加。我国是全球镨储量和产量最大的国家，但是未来依然可能出现镨供给缺口，发展循环经济、促进物质循环利用是解决镨潜在供需受限问题的重要方案。本文采用动态物质流方法，结合循环利用率指标，估算了2011—2020年我国大陆地区的镨循环利用潜力。结果表明：2011—2020年，我国累计有7.902×104 t镨进入镨循环，其中1.639×104 t来自循环利用；从钕铁硼磁体生产废料中累计回收利用了1.369×104 t镨，其循环利用率稳定在17%左右；理论上，报废产品可以供给2.7×103 t镨，其循环利用率从0.04%增长到5.17%。针对实现报废产品中镨循环利用所面临的主要挑战，本文提出了完善我国生产者责任延伸制、逐步建立相关产品的消费者责任制、引导行业制定循环利用相关技术规范和行业标准等镨循环利用提升策略。

Abstract

Praseodymium (Pr) is a critical mineral for the global clean energy industry. The global demand for Pr continues to increase. China possesses the largest proven reserves and highest production of Pr worldwide. However, a future Pr supply-demand gap still could occur in China. Developing a circular economy and promoting material recycling are considered as solutions to the potential supply constraints. This study adopts a material flow analysis method and combines it with the recycling input rate (RIR) indicator to estimate the potential quantities of the Pr recycling supply in China from 2011 to 2020. The key findings are as follows: (1) From 2011 to 2020, 7.902 × 104 t Pr entered the anthropogenic cycle system in China from the supply side, of which 1.639 × 104 t Pr originated from recycling; (2) 1.369 × 104 t Pr was recycled from NdFeB magnet production scraps, with the RIR remaining stable at approximately 17%; (3) theoretically, 2.7 × 103 t Pr could be recycled from end-of-life (EoL) products, and the RIR of EoL products could increase from 0.04% to 5.17%. In view of the major challenges in realizing Pr recycling from EoL products, this study proposes improvement strategies to promote Pr recycling in China. They include improving the extended producer responsibility of China, progressively establishing consumer responsibility for relevant products, and guiding the industry to formulate recycling-related technical specifications and industry standards.

Graphical abstract

关键词

镨 / 循环 / 物质流分析 / 循环利用率

Key words

praseodymium / recycling / material flow analysis / recycling input rate

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葛建平,姚钰洁,王艺博. 我国镨循环利用供给的量化及提升策略研究[J]. 中国工程科学, 2024, 26(3): 108-119 DOI:10.15302/J-SSCAE-2024.03.007

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一、 前言

积极发展清洁能源是摆脱对化石燃料依赖、实现碳减排的重要途径[1,2]。镨是支撑全球清洁能源技术发展的关键矿产之一，钕铁硼磁体是镨应用最广泛的领域，因其高磁能积成为新兴清洁能源的关键材料[3,4]。作为成本较低的轻稀土，镨和部分重稀土掺杂可以生产具有较高矫顽力和热稳定性的高性能钕铁硼磁体[5,6]。目前，钕铁硼磁体生产所消耗的镨约为当年镨使用量的73%[7]。

作为关键矿产资源，美国、欧盟、中国等已明确将镨列入关键矿产目录[8~11]。目前，我国是全球镨储量和产量最大的国家，已探明的镨储量约为2×106 t（氧化物），约占全球已探明镨储量的35%[12,13]。镨主要存在于独居石和氟碳铈矿中，我国镨资源主要来源于内蒙古包头市的白云鄂博矿和氟碳铈矿[14~16]。2023年，我国镨产量约为1×104 t（氧化物），约占当年全球镨总产量的68%，居世界首位[12,13,17]。2030年，全球钕铁硼磁体的需求量将增至2.4×105~6.33×105 t[18]；我国的镨需求量将达到1.5×104~3.94×104 t（氧化物）[7,19]。由于配额限制，未来我国的镨开采量不会大规模增长[20]，预计2030年可能会出现9×103~3.34×104 t（氧化物）的镨供需缺口[12,13,18~20]。同时，我国与美国、欧盟等的关键矿产种类高度重叠，全球关键金属供应链面临不确定性挑战；依靠进口来弥补镨供需缺口，不利于提高我国关键金属供应链的韧性与安全水平。因此，发展镨循环利用被认为是解决潜在供给受限的重要方案[21]，如增加对“城市矿山”的开采[22,23]。

为进一步明确我国镨循环利用潜力，可以运用物质流量和存量核算作为量化基础[24]，即利用物质流分析方法，追踪镨的流动，研究镨循环。目前，学界已有较多利用物质流分析方法来核算镨流量及存量的研究[25~27]，完善了稀土物质流分析框架，初步厘清了不同稀土元素的最终用途[28~35]，还分别估算了钕铁硼废料中循环利用的稀土量、报废产品的循环利用潜力[29,31]。但已有研究较少从横向视角综合分析中间产品生产、废物管理等环节的镨循环利用潜力，也未能从纵向角度详细剖析镨循环利用潜力随时间的变化趋势以及技术进步带来的影响。

为此，本文运用物质流分析方法，研究2011—2020年我国的镨循环情况，综合分析钕铁硼磁体生产废料和报废产品中的镨循环利用潜力，全面揭示我国镨循环利用现状。运用循环利用率指标，衡量我国的镨循环，为实现镨循环利用决策提供量化依据；考虑我国不同地区的稀土矿品位和钕铁硼磁体的技术进步，细分镨的开采来源和需求去向，更准确地评估镨的物质流动；最后，针对镨循环利用现状，提出提升策略，为促进我国镨循环利用以及保障镨供给安全提供参考。

二、 研究方法与数据

物质流分析方法是产业生态学的核心方法，可以量化现代社会中的材料使用、再利用和损耗情况[36]。由于金属容易被追踪且其数据较容易被获得，物质流分析方法适用于量化金属的存量和流量[37]，以追踪金属流动、核算流量和存量。基于此，本研究提出镨的物质流分析框架，作为流量和存量的计算方法，并给出钕铁硼磁体中镨含量、主要地区稀土矿品位和所用循环性衡量指标，所有流量和存量以镨金属量计。

（一） 系统边界

2013年以来，随着清洁能源技术的快速发展，我国对含镨钕铁硼磁体的需求量不断增加[38,39]。本研究选取2011—2020年我国镨的存量和流量情况为研究数据，基于物质流分析方法的基本程序，研究建立了我国镨物质流分析框架，如图1所示。该框架包括镨全生命周期的采矿和选矿、精炼和分离、生产、制造、使用、废物管理和循环利用6个主要阶段[40]。

① 在采矿和选矿阶段，独居石、氟碳铈矿等岩矿型稀土矿和离子型稀土矿经过重选、磁选及泡沫浮选等工艺，开采和选取出高品位的镨精矿[41]。② 在精炼和分离阶段，镨精矿经过预处理转化为各种镨化合物的混合物，然后经过溶剂萃取和离子交换进一步分离为氧化镨、氯化镨、氟化镨、碳酸镨等初级产品[30,33]。③ 在生产阶段，初级产品被加工成若干中间产品，如催化剂、抛光粉、镍氢电池、钕铁硼磁体、玻璃、陶瓷和其他合金等[42]。其中，大多数镨以不同比例添加到钕铁硼磁体中[7]，切割、打磨钕铁硼磁体产生的废料可以回收并再加工为钕铁硼磁体[43]。④ 在制造阶段，中间产品通常用于制造电子产品、家用电器、风力发电机、MRI设备等最终产品。⑤ 在使用阶段，最终产品形成在用库存，并为社会提供服务，一旦产品使用寿命结束就会成为报废产品并进入废物管理和循环利用阶段。⑥ 在废物管理和循环利用阶段，一部分镨被回收利用，而另一部分镨被填埋或焚烧[31]。

（二） 存量与流量核算方法

基于质量守恒原则，本研究采用自上而下和自下而上相结合的计算方法，从生命周期角度将我国镨的流量和存量分为6个计算过程，并引入供需平衡值[31]。具体如下：① 贸易流（进口或出口流量）表示贸易产品的贸易量和流动路径。国际贸易流量可通过贸易产品数量乘以该产品的镨含量计算得出。② 损失流可通过上一环节的镨流入量乘以损失率计算。精炼和分离阶段的镨产量由自下而上的方法计算得出。此处假设镨损耗仅发生在精炼和分离阶段以及钕铁硼磁体的生产过程中，损失率分别为10%和25%[44,45]。③ 循环利用流可以通过生产废料或报废产品量乘以镨回收率计算得出。本研究中提及的镨循环利用流包括钕铁硼磁体生产废料和报废产品中镨的循环利用。④ 镨的存量可以通过对研究年份中每年镨的净增加量求和来估算。由于部分数据不可得，本研究假设生产、制造、废物管理和循环利用阶段的库存全部流入下一阶段。⑤ 在用库存运用自上而下的方法，计算从初始年（定义为2011年）到给定年末（定义为2020年）报废的最终产品中积累的镨总量。镨的在用库存可用公式（1）~（3）计算[46]。⑥ 国内流量包括流入量和流出量。每个阶段的流入量、流出量和库存都遵守质量守恒定律，如公式（4）所示。

S i , t = S i , t 0 + ∑ t = t 0 t ( F i n , i , t - F o u t , i , t )
F o u t , i , t = ∑ n = 1 l i f e t i m e F i n , i , t - n × P i , n
S t = S i , t + S j , t + S k , t + …
F i n + F i m p o r t + F r e c y c l i n g = F o u t + F e x p o r t + F l o s s + S

式（1）~（3）中， S i , t 0和Si , t 分别表示产品i在初始年份t 0和给定年份t的在用镨库存，F in, i , t 、F out, i , t 分别表示在使用阶段产品i的镨流入量、流出量，Pi , n 表示产品i在第n年的报废概率，St 是所有最终产品（i，j，k，…）在第t年的在用镨库存总和。式（4）中，F in分别表示从上一个生命周期阶段流入的流入量，F out表示流向下一个生命周期阶段的流出量，F import、F export分别表示本阶段镨的进口量、出口量，S表示本阶段镨库存的净增加量。

运用自上而下和自下而上相结合的方法可以估算出我国镨的供需平衡值。具体来看，在采矿和选矿阶段、精炼和分离阶段，镨精矿或化合物的供给量可以根据生产及贸易数据向前估算；镨需求量可以根据下游产品统计向后估算，供需不匹配的差额为供需平衡值。进一步地，将供给大于需求的部分视为供需过剩，反之则视为供需缺口。

（三） 数据来源

本研究使用的原始数据从各种公开来源收集。原始数据可以分为7类：生产、贸易、镨含量、市场渗透率、产品寿命、损耗率和循环利用率。稀土矿历年开采总量来自自然资源部、工业和信息化部下达的稀土矿开采总量控制指标。相关产品历年产量数据主要来自国家统计局数据库中的2011—2020年工业主要产品产量部分。贸易数据来自海关统计数据在线查询平台和联合国商品贸易统计数据库中2011—2020年相关产品的进出口量。后5类数据来自学术文献[2,30,31,42,47~52]。其中，在计算我国镨原矿供给量时，对主要省份的稀土矿氧化镨含量进行了具体分析[16,53]（见表1）。此外，为规避数据的局限性，对部分缺失数据采用插值法填补，对部分镨含量取范围数据的平均值，并假设部分最终产品历史市场渗透率遵循线性趋势。

本研究将替代技术发展对钕铁硼磁体中镨含量的影响考虑在内。钕铁硼磁体特别是具有良好热稳定性的镝、铽和镨掺杂的钕铁硼磁体的广泛使用，导致镝、铽和镨的需求量不断增加。不同丰度的元素被一起开采，致使镧、铈等高丰度元素出现了一定的结构性过剩[54]。发展不同元素之间的替代技术成为解决稀土平衡问题的重要途径[55]。由于新技术的发展需要时间积累[56~58]，钕铁硼磁体中的镨含量在2010年为5.96 wt.%[42,59]，而2020年为3.45 wt.%[60,61]，并假设中间年份钕铁硼磁体中的镨含量变化遵循线性趋势。

以金属量计算的循环利用率指标可以很好地衡量金属的循环性。2011年，联合国环境规划署定义了常见的金属循环利用指标[62.63]，其中，循环利用率用来描述来自生产废料和报废产品循环利用的金属供给量在总金属供给量中的占比。本研究将循环利用率作为衡量我国目前镨循环性的指标并进行计算，为循环经济发展提供定量基础。

（四） 不确定性分析

不同来源的数据质量不同，导致计算结果会存在固有的不确定性。本研究采用不确定性分析，设置了低（2%）、中（5%）和高（10%）3个级别变异系数[32]，检查了输入数据不确定性对镨供给、需求、进口、出口、报废产品流量、在用库存和循环利用流量的影响。经验证，本研究所估算的流量和存量的不确定性均在可接受范围内，说明所用参数的不确定性对研究主要结论的影响有限。

三、 镨循环利用潜力分析

（一） 镨物质流及其演变趋势分析

2011—2020年，我国大陆地区镨的流动情况如图2所示，共有7.902×104 t镨进入镨循环。其中，镨原矿累计产量、镨精矿进口总量、供给缺口总量、循环利用潜力（包括钕铁硼磁体生产废料、报废产品等的循环利用）分别为4.44×104 t、5.63×103 t、1.26×104 t、1.639×104 t，精炼和分离阶段及中间产品生产阶段的损失流量分别为6.1×103 t、720 t，最终产品制造阶段镨的总需求量为4.589×104 t。我国的镨贸易主要集中在镨精矿、化合物、中间产品和最终产品，其中镨精矿为主要进口产品，中间产品为主要出口产品。2011—2020年，我国是镨净出口国，净出口总量达1.125×104 t。未达到使用寿命的最终产品形成的在用镨库存为3.538×104 t，同时，共有4.66×103 t镨嵌入报废产品进入到废物管理和循环利用阶段。理论上，约有2.7 ×103 t镨可以被循环利用并作为二次资源供给，而剩余的1.96 ×103 t镨则被填埋或焚烧。

为测算2011—2020年我国镨的供需变化情况，将镨循环利用考虑进去加以体现（见图3）。仅依靠国内原矿开采和海外进口镨精矿供给而未考虑循环利用供给时（见图3（a）），我国镨的供需变化情况呈现较大的波动性。尤其是2013年以来，我国积极发展清洁能源产业，对含镨的钕铁硼磁体需求增加，供需缺口进一步扩大[38,39]，并在2014年达到研究时间边界内的最大值（4.79×103 t）。2014年以后，供需缺口以平均每年14.58%的速度下降，并且在2020年达到研究时间边界内的最小值600 t。供需缺口下降的部分原因在于钕铁硼磁体技术进步导致其镨含量降低，进而带来了我国镨需求量的下降。在考虑循环利用供给时（见图3（b）），2011—2020年我国每年的镨供需缺口均比未考虑循环利用供给时小，而且2014年以后供需缺口明显缩小，在2019年、2020年实现了供需过剩。2011—2020年，尽管最终产品制造阶段的镨需求量从3.8×103 t增长到4.65×103 t，增长了22.37%（见图3（c）），但镨供需缺口总体仍呈现波动下降趋势。总的来看，循环利用在我国镨供给过程中发挥着重要作用，进一步探究各阶段镨流量和存量演变趋势、揭示循环利用在供给中的作用显得更为迫切。

在采矿和选矿阶段，我国镨原矿（包括岩矿型和离子型稀土矿）的供给量逐渐增加，但在总需求中所占比例略微下降。如图4（a）所示，2011年，我国镨原矿的供给量为3.82×103 t，占当年镨总需求的61%，存在一定的供需不平衡问题。我国结合资源形势和市场需求，合理调控开采总量[44]，逐渐放宽稀土开采总量的控制指标。2020年，我国镨原矿的供给量为5.61×103 t，比2011年增长了46.86%。此外，随着海外矿产和循环利用的镨供给量逐渐增加，2011—2020年我国镨原矿的供给量占当年镨总需求量的比例下降了1.84%。

在中间产品生产阶段，2011—2020年，我国镨的需求量增加了30.15%。全球低碳经济的发展推动了风力发电机、电动汽车等的广泛应用，从而带来了钕铁硼磁体需求的增长[64]。如图4（b）所示，钕铁硼磁体生产所消耗的镨最多（82.27%），其次是抛光粉（6.62%）、陶瓷（4.56%）、镍氢电池（2.44%）、其他金属合金（1.76%）、催化剂（1.35%）、玻璃（1%）。不同中间产品生产所消耗的镨比例每年都在变化。2011—2020年，中间产品生产阶段的镨需求量从5.75×103 t增长到7.48×103 t，增长了30.09%。其中，生产钕铁硼磁体所需的镨从4.74×103 t增长到6.16×103 t，增长了29.96%；钕铁硼磁体生产对镨需求增长量占中间产品生产对镨需求增长量的81.08%。

在最终产品制造阶段，清洁能源技术的发展促进镨需求结构发生变化。图4（c）表明了2011—2020年我国镨最终产品需求结构的演变。家用电器、风力发电机和电动自行车是镨的三大应用领域，占最终产品制造阶段镨总需求量的43.12%。家用电器中的变频空调、冰箱是对镨需求量最大的两类产品，2011—2020年家用电器制造对镨的需求占最终产品制造阶段镨总需求的比例从24.67%波动降低到21.53%。另一类对镨需求量降低的最终产品是传统汽车。传统汽车制造对镨的需求量从262.93 t波动降低到217.57 t，其占最终产品制造阶段镨总需求的比例从6.91%波动降低到4.68%。与此相反，2011—2020年风力发电机和电动汽车制造对镨的需求均波动增加，风力发电机制造对镨的需求量从571 t波动增长到938.92 t，占最终产品制造阶段镨总需求的比例从15.01%波动增长到20.19%；电动汽车制造对镨的需求量从0.76 t增长到149.18 t，占最终产品制造阶段镨总需求的比例从0.02%增长到3.21%。

在国际贸易中，我国主要出口镨中间产品，进口镨精矿。如图4（d）所示，2011—2020年，镨中间产品的出口总量为1.085×104 t，占镨出口总量的58.42%。其中，嵌入钕铁硼磁体中的镨出口量为1.063×104 t，占中间产品出口总量的97.95%。2011—2020年，嵌入到钕铁硼磁体中的镨出口量从790 t增长到1.41×103 t，增长了77.6%。钕铁硼磁体是我国镨应用最广泛、需求增长最快、出口量最大的中间产品，但钕铁硼磁体是含镨初级产品的低附加值产品，生产的环境成本极高、出口价格偏低，而我国进口的含镨最终产品价格普遍较高[65]。为此，我国加快产业转型和升级，促进了我国对含镨的钕铁硼磁体需求，导致研究时间边界内海外镨精矿供给量大幅增加[66]。2011年，我国进口的镨精矿为140 t，占当年镨总需求量的2.24%；自2012年开始，镨精矿进口量持续下降，到2013年下降至研究时间边界内的最小值90 t。2014—2020年，镨精矿进口量逐渐增加。2020年，镨精矿进口量达到研究时间边界内的最大值1.92×103 t，是2013年进口量的21.33倍，占当年镨总供给量的20.25%。2011—2020年，我国镨精矿的累计进口量为5.63×103 t，占嵌入到精矿、化合物、中间产品和最终产品进口量中的镨总进口量的76.89%。

我国镨最终产品消费结构及消费量的变化可能会进一步加剧未来镨供给风险，亟需围绕钕铁硼磁体实现镨的闭路循环。下游风力发电机、电动汽车等战略性新兴产业发展对钕铁硼磁体需求量进一步增加，引致我国从海外进口越来越多的镨精矿。在“双碳”目标下，未来风力发电机和电动汽车可能成为对镨需求量最多的最终产品，处理好镨这一关键矿产对其发展的约束至关重要。钕铁硼磁体在2011—2020年一直是镨需求量最大的中间产品。作为一种可循环利用的材料，围绕钕铁硼磁体及其下游产品闭合镨循环，能够降低镨供给风险。

（二） 循环利用潜力评估

镨的循环利用主要包括消费前循环利用和消费后循环利用两种，前者涉及生产和制造过程中废料的循环利用，后者是从报废消费品中循环利用镨[67]。目前，钕铁硼磁体生产废料成为回收利用镨的重要途径[68,69]。尽管从报废产品中收集、拆解、回收镨的技术成本较高且完整的回收利用产业链尚未形成，但报废产品回收利用镨的潜力显著。本研究将从钕铁硼磁体生产废料和报废产品两部分入手，探讨和评估我国镨循环利用潜力。其中，从钕铁硼磁体生产废料中循环利用镨已经实现，而从报废产品中循环利用镨还处于潜力评估阶段。如图5所示，2011—2020年，我国镨循环利用率从18.01%波动增长至20.59%，年平均值为20%。目前，我国镨循环利用率超过欧盟、日本等国家和地区，处于全球领先水平[62,70,71]，但低于我国规划的再生有色金属循环利用率（23.5%）。

1. 钕铁硼磁体生产废料的循环利用潜力

钕铁硼磁体在切割、打磨等加工处理阶段会产生约20~30 wt.%的废料，这些废料的循环利用率约为17%。目前，我国95%以上的钕铁硼磁体生产废料可以被回收利用[72]。2011—2020年，我国从钕铁硼磁体生产废料中累计循环利用的镨约为1.369×104 t（见图4（a））。在需求推动下，我国钕铁硼磁体的产量将进一步扩大，其生产废料的循环利用也将继续为镨稳定供给发挥重要作用。然而，我国钕铁硼磁体生产废料循环利用率与所规划的我国再生有色金属循环利用率相比仍存在差距，同时，替代技术的发展降低了新生产的钕铁硼磁体中的镨含量。因此，进一步提高报废产品中镨的回收利用尤为必要。

2. 钕铁硼磁体报废产品的循环利用潜力

推动报废产品中的镨循环利用前景广阔。随着钕铁硼磁体的广泛应用，最终产品中嵌入的镨越来越多地流入社会经济系统，并成为镨在用库存。如图6（a）所示，2011—2020年，我国镨在用库存从2011年年末的3360 t增长到2020年年末的3.538×104 t，增长了10.53倍。镨在用库存主要集中在风力发电机（14.81%）、家用电器（14.56%）和传统汽车（7.24%）等领域，其2020年年末的累计镨在用库存分别为5.24×103 t、5.15×103 t、2.56×103 t。电动汽车制造和应用虽然较晚，但是2020年年末的累计镨在用库存已达到560 t。图6（b）显示了2011—2020年我国各种报废产品的镨流量情况，其中仅有4660 t镨嵌入报废产品中进入废物管理阶段。报废产品流量主要来自电动自行车（59.9%）、家用电器（19.2%）、电子产品（8.11%）和MRI设备（7.96%），分别为2790.21 t、894.59 t、377.76 t和370.74 t。大量的在用库存和少量的报废流量对比表明，当前大多数镨仍储存在社会经济系统中，是我国潜在的镨供给来源。根据现有研究[18,51]，结合数据统计情况，本研究整理了不同报废产品理论上可达到的社会回收率、拆解和分离率、稀土元素浸出率、再生镨利用率（见表2），其乘积共同构成了该报废产品的稀土元素回收率。据此，可以估算2011—2020年报废产品中镨的循环利用潜力，即报废产品中2700 t镨可以被回收利用（见图6（c）），并且报废产品循环利用率从0.04%增长到5.17%（见图5）。目前，欧盟镨的报废产品循环利用率为10%[73]，与其相比，我国镨的报废产品循环利用率仍需进一步提高。

尽管报废产品镨循环利用在镨供给中还未发挥重要作用，但其重要性正在逐步增加。可以预见，未来报废产品的规模将进一步扩大，可从中循环利用的镨资源量也将不断增长，如风力发电机、电动汽车等是镨的在用库存，将成为镨的主要潜在供给来源[58]。另外，我国高度重视资源安全，未来国家和企业在资源循环利用领域的研发投入也将不断增加，报废产品中镨的循环利用率有望进一步提升。

实现镨闭路循环的关键是保障报废风力发电机、报废电动汽车等含有的镨得到回收利用。随着替代技术的发展，未来来自钕铁硼磁体生产废料的镨循环利用量可能下降，而来自报废产品的镨循环利用潜力增大。理论上，研究时间边界内来自报废产品的镨循环利用潜力为2700 t，循环利用率达到5.17%，能够形成对我国镨资源的稳定供给。其中，风力发电机和电动汽车将会成为镨循环利用潜力最大的产品。一方面，风力发电机和电动汽车发展迅速且单个产品所含钕铁硼磁体较多，成为镨在用库存最大的两个产品。另一方面，风力发电机和电动汽车所用钕铁硼磁体较集中，易于拆解和回收。

四、 镨循环利用提升策略

目前，我国钕铁硼磁体生产废料回收利用已经实现产业化，但仍需要进一步促进报废产品中镨的回收利用，形成“资源 ‒ 产品 ‒ 再生资源”的闭路循环。报废产品的循环利用不仅受报废产品社会回收，回收后的拆解、分离和浸出，再生资源的利用等不同环节的影响，还受企业和消费者等不同参与主体意愿和行为的影响。因此，实现报废产品中镨循环利用所面临的主要挑战为：① 含镨产品的多样化加大了报废产品的社会回收难度，容易造成回收拆解企业回收率不高；② 单件产品中的镨用量通常较少、技术较为复杂，使得企业拆解、分离和浸出的技术与经济成本较高；③ 部分产品的循环利用缺乏技术规范和行业标准指导。综合考虑含镨报废产品的循环利用现状及其存在的关键问题，研究提出以下我国镨循环利用的提升策略。

（一） 完善我国生产者责任延伸制

进一步落实生产者责任延伸制度，促进生产企业对报废产品的回收、再生和处置，推动生产企业在研发阶段设计出易于循环利用的产品，将生产和回收等不同节点技术加以集成，形成相对稳定的技术组合，实现镨产业链闭环管理。但是，我国当前尚未建立完善的产品回收体系，生产者责任延伸制度的执行力度整体较低。建议从全生命周期角度识别镨流动，出台和实施成本补贴、税收优惠等支持政策，打造一批参与循环利用的龙头企业群。进一步推动产品标准化设计，降低技术和经济成本，开发高效、经济、标准化的回收工艺和流程，带动循环利用产业良性发展，提高镨循环利用率。

（二） 逐步建立相关产品的消费者责任制

引导和促进消费者通过正规回收渠道回收报废产品，进一步提高报废产品的社会回收率。一方面，通过立法，引导消费者承担与部分报废产品回收处理有关的连带责任，进一步规范消费者参与回收的行为，并有序开展城市试点。另一方面，可以参考发达国家生产者责任延伸制与消费者押金制结合的回收机制。美国采取附加环境费的方式，在消费者购买电池时收取一定数额的手续费，和电池生产企业出资的一部分回收费一同作为产品报废回收的资金支持；德国则规定消费者在购买动力电池时需要缴纳押金，并且有义务将退役电池进行规范移交，在车辆报废并将电池交至指定机构后，押金予以返还，这类做法能够促使消费者主动交回退役电池。

（三） 引导并制定循环利用相关技术规范和行业标准

回收拆解企业在回收利用某类报废产品时，可能会因为当时回收某些零件或金属不经济而将其抛弃，从而造成资源浪费。以风力发电机为例，目前未明确老旧机组循环利用的技术标准和拆解指南，全风电循环利用产业链体系尚未健全。因此，建议行业主管部门引导和细化各类报废产品的回收利用标准，促进再生资源的利用。

利益冲突声明

本文作者在此声明彼此之间不存在任何利益冲突或财务冲突。

Received date: November 29, 2023; Revised date: January 25, 2024

Corresponding author: Ge Jianping is a professor from the Institute ofNatural Resources Strategic Development, China University of Geosciences (Beijing). His major research field is mineral resources policy. E-mail:gejianping@cugb.edu.cn

Funding project: Chinese Academy of Engineering project “Researchon the ‘Import‒Reserve‒Cycle‒Emergency’ Strategy of Strategic MetalMinerals in China” (2023-XY-21); National Natural Science Fund Project(72274183); Beijing Social Science Foundation (21DTR059)

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基金资助

中国工程院咨询项目“我国战略性金属矿产的‘进口 ‒ 储备 ‒ 循环 ‒ 应急’战略研究”(2023-XY-21)

国家自然科学基金项目(72274183)

北京市社会科学基金项目(21DTR059)

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