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稀土元素豐度極低,因此提取顯得相對較難。自從它們在19世紀和20世紀被發現以來,經濟性開采技術實質上並沒有顯著的進步,這里的經濟性,包括對礦山資源、礦山周邊環境、市場價格等因素的綜合評估。
因此,就當前的供應實力和供應格局,稀土想在中國之外有新的機會,成本很高。煤灰、海底、回收或固廢轉嫁…等等難解的方式,在擷取機會而推進,也面臨著眾多的挑戰(價格的不確定性)。
特別重要的問題是,稀土開采的環境問題日益引起人們的關注,因為稀土礦中通常含有鈾和(或)釷,這兩種元素都具有放射性。而同時,世界各國對環境保護重視程度日益高漲。
毫無疑問,稀土將變得越來越重要。如果界外的環境法規不改變,市場不雄起,新礦床的成功幾率將微乎其微。加之開采的難度等原因,在可預見的未來,生產仍將集中在中國。
中國的需求最大,確保自給等主動權在手
源自內蒙古包頭白雲顎博的中國稀土,實際上是作為副產品而生產,這是中國的稀土資源具備兩條路徑的天然優勢之一;除此之外,南方離子型稀土礦(重稀土鏑、鋱)屬於相對獨有的狀況。加之開采和提煉技術成熟,生產成本相對偏低。
且不說資源天生麗質、成本相對低的優勢,中國的需求更大。而且,是全球範圍的最大,包括直接的內需消耗和間接的製造再出口需求。因為作為全球製造中心,中國為世界提供很多電子等終端產品和零部件。
經過半個世紀的發現和發展,中國稀土形成了資源、開采應用等多方面自給自足的能力。當前,中國可能多年以來以非最大的稀土儲量國的身份,主導和承擔全球需求的85%左右的供應。
一個澳大利亞公司,把礦石運到他國生產
澳大利亞Lynas(萊納斯)在馬來西亞生產,因為澳大利亞沒有那麼寬鬆的環境政策。Lynas繞過環境和其他限制,將稀土加工轉移到馬來西亞,將稀土生產固廢排放轉嫁他鄉。
埋在地下,埋下隱患;馬來西亞人民也懂得。
Lynas關丹稀土廠,一直面對著馬來西亞抵抗組織的反對。三菱化學在馬來西亞的前生,也許最終會成為萊納斯馬來西亞的後世。稀土生產遺留的固廢要回鄉,早晚都要回的。
要想在中國之外有機會,高價是一種必然
2018年下半年,很多海外觀點都指責中國有意限制生產。然而,這種曲解並非事實。因為想讓西方國家有一個挑戰的機會,它需要或需要主動刺激稀土保持昂貴的高價格。
事實上,因極低的豐度、礦藏的地理條件苛刻以及挖掘和萃取的破壞性,稀土開采和加工的成本原本就高。
2011年的稀土市場故事記憶猶新,引子和核心都是價格。這一年的稀土價格暴漲數倍,導致國外很多項目迅速開展;而同年稀土價格迅速暴跌,這些項目基本馬上停滯。
故事側印著明顯的因果,只有高價格才能保證項目商業化的經濟性。
稀土生成的自然條件、提取條件要求苛刻
稀土元素不會出現在方便開采的區域,這里直接導致開采成本提高而且需要大量勞力力。稀土元素在礦石中呈混合狀態,分離就是一個挑戰:它們大小相同,熔點相似,並且傾向於形成三價陽離子(這意味著它們在電化學上看起來也一樣)。
日本海底6000米有重大發現,不過這個地點相當偏遠——在南鳥島以南150多英里的海底。
日本的研究小組通過向海底鑽孔10米深的沉積物巖心,確定了一個約2500平方公里(約960平方英里)的區域含有1600多萬噸稀土元素,恰好位於日本專屬經濟區。
然而,稀土元素被埋在6-12英尺深的沉淀物中,埋在4英里深的水中,這意味著實際上開采稀土元素並不容易。如何克服水壓、海底地質隨采礦會如何變化,前無古人。
煤渣提取、電子垃圾環保回收稀土在路上
在過去的四年里,美國NETL一直在以每年1500萬美元的速度資助研發,以評估煤炭開采殘留物和燃燒後的煤灰作為稀土來源的潛在用途,進展最快的項目建立了中試裝置。問題在於經濟性,其實煤灰提取也類似於從稀土礦中提取,因為需要處理大量的廢料才能提取出元素。同時鉛、鎘和砷等有毒物質在殘餘物中高度集中,如何處理也是個問題。
從電子垃圾中回收稀土元素的技術在實驗室也取得了較大的進展,包括使用無酸溶液的環保方式。回收再利用的方式應該會大有前途,問題在主辦方如何比較二者的污染問題以及怎麼樣去挑戰生產中傳統原材料管道及來源。
稀土元素,是做到高科技、是國防軍工和節能減排應用不可或缺的關鍵。
用於導彈制導系統、雷達和航空太空飛行器的其他部件,稀土元素不可替代;應用稀土元素製造的磁體磁性能強而體積小重量輕,使得元件、終端設施小型化,因而更廣泛地用於很多工業和民用產品。
「稀罕」、強酸、高溫和高壓,是揮不去的稀土元素獲取印象;歐盟、美國、日韓等國都給稀土元素貼上了「關鍵材料」、「戰略材料」的標籤。
然而,中國之外的稀土機會難解。到目前為止,只有少數幾個國家能夠開采、且未必可持續。