多國費盡心思“淘”稀土
稀土在地殼中的分布并不算稀少,但非常分散,開采成本很高,目前真正大量開采的僅有中國,國際稀土供應近年處于供不應求的局面。面對如此大的需求量和緊缺的稀土供應,各國都在想辦法提高稀土利用率或尋找替代品。
據消息,稀土是重要的戰略資源。美國國防部在一份評估報告中指出,對于一些尖端軍事武器,比如激光制導、雷達、衛星和飛機電子設備來說,稀土都是不可替代的戰略儲備資源。很多民用電子產品的制造也離不開稀土。面對稀土的緊缺,美國啟動國家稀土戰略,日德熱衷垃圾堆里尋寶,英國盯上工業廢料提煉。
美國啟動國家稀土戰略
稀土是稀土元素的簡稱,包括鑭系元素15種,以及與其結構、化學性質相近的鈧和釔。面對呼聲漸高的稀土熱潮,美國能源部去年年底發布了一項研究報告稱,美國安全最核心的5種稀土資源,將在未來5年內面臨國際供應紊亂。奧巴馬強調,美國必須將這一重要的戰略資源掌握在自己手中,實現稀土資源的自給。在政策層面上,奧巴馬接受了美國能源部的建議,從三個方面加快推進美國的稀土戰略。
第一,重新開發美國本土的稀土資源,并通過新技術改造,提高資源利用率。美國本土擁有1300萬噸稀土儲量。上世紀80年代以前,美國是國際稀土產品主要生產國。由于多方面原因,美國政府相繼關閉了其境內稀土礦。通過技術革新重新開發稀土資源是美國稀土戰略的重要一步。2011年1月,美國得克薩斯稀土資源公司與SRK國際礦業咨詢公司達成協議,由后者負責為其稀土開發項目提供專家服務,內容包括分析歷史數據,改進鉆探流程和加工標準,對員工進行技術培訓等。得克薩斯稀土資源公司CEO丹·高斯其強調,這些技術升級的目的,就是要使稀土生產無論在設計上還是在流程上都達到國際最高標準,提高稀土資源開發利用率,提升產品品質。同時,根據美國國會于2010年10月通過的法案,美國本土的稀土開發公司將獲得聯邦政府債務擔保等財政扶持政策,美國莫利稀土開發公司以及阿瓦隆稀土金屬公司有望首批享受到這項優惠政策。
第二,加強國際合作,重塑國際稀土供應鏈條。奧巴馬政府能源顧問已經為美國重建國際稀土供應鏈制定了詳細的路線圖。這些智庫包括美國稀土專家、美國金屬技術研究公司創始人加雷斯·哈奇博士等專家學者以及美國經濟資訊巨頭彭博社等專業組織。他們詳細統計、分析了國際稀土資源的分布、儲藏特點,指出美國、澳大利亞等國家的稀土儲量。同時在世界地圖上標明了到2011年1月為止,除中國、印度、俄羅斯之外,全球30個國家所進行的275個稀土開發項目。美國莫利稀土公司已經與日本日立金屬有限公司組建了合資公司,開發位于美國加利福尼亞州莫哈夫沙漠中的稀土礦,生產高品質的稀土合金及磁鐵。該公司執行總裁稱,盡管不可能超越中國在國際稀土生產中龍頭老大的地位,但莫哈夫稀土礦將成為國際稀土市場中的一個重要供應商。該礦將于2011年投產,到2012年中期,該礦的生產能力將達4萬噸,生產9種稀土產品,相當于西方國家從中國進口量的40%。
第三,利用新技術研究稀土資源替代品,減少對稀土金屬的依賴。
目前美國政府已撥出巨額經費,加緊研究利用電磁技術替代稀土金屬。位于加利福尼亞的特斯拉汽車公司,已經研制出不需要稀土的全電動汽車發動機。這款跑車發動機,能夠在3.7秒之內加速到每小時60英里。美國伊利諾伊州大學以及佐治亞理工學院等機構,也正在研究、開發不使用稀土的固體氧化物燃料電池。
在“城市礦山”里找稀土
以制造業著稱的德國是世界消耗資源最多的國家之一。德國每年花費800億歐元買原料,特別是銅、鈷、鉑及稀土等原料完全依賴進口。作為環保大國,在沒有礦物儲藏、進口又受阻下,德國把焦點對準了“城市里的礦山”——回收業。德國回收業高度發達,像電子類回收率在90%左右。德國聯邦經濟和科技部一位官員對記者說,目前,德國主要靠從舊電路、電腦、磁鐵和車輛里回收稀土。為了更好地利用“城市里的礦山”,德國已經開始限制電子垃圾和廢棄汽車出口。德國奔馳、寶馬和大眾三大汽車公司都設立了專門的回收公司。西門子等企業也設有專門的“變廢為寶”部門。德國還從硬盤、電腦等常用物品中最大限度回收稀土。
日本也在大力回收廢棄電器制品。目前,日本國內的廢棄物中含有稀土的總量相當于數年間世界稀土的消費量。而日本的廢棄稀土回收技術幾乎可以讓提煉純度達到百分之百,廢棄物分類技術也達到世界最高水平。東北大學多元物質科學研究所教授中村崇還提出,希望日本政府能夠從現在開始在積極回收利用“都市礦山”的同時,還要大量存儲廢棄電器垃圾和大型廢棄汽車等,而不是廉價地將其大量銷售到國外。
向海洋要稀土
德國科學研究所還利用遙感技術尋找稀土礦藏。據稱,德國正聯合美國、日本等國,通過遠程遙控技術設備,對德國本土、非洲等地區進行掃描,以獲取稀土的電磁發射數據,從而確定稀土儲藏。德國聯邦地球科學和原料所還發明了一種所謂的稀土“指紋鑒定法”。科研人員只需要幾塊指頭肚大小的礦石便可確定稀土礦的位置。
日本擁有廣闊的海域,開發海洋并向海洋要稀土成為日本重要的科學發展方向。《讀賣新聞》報道,日本正在研發利用深海機器人開采海中稀土礦藏。有關機構將投入200億到300億日元(12日元約合1元人民幣)資金,研發可以在海下從事礦物開采的機器人,一旦計劃成功,這些機器人將被派到沖繩、伊豆等海域探測和挖掘稀土礦。據了解,采礦機器人配備有巨大刀刃的發掘機械和螺旋槳,可在2000米深的海底開掘礦石,然后通過管道把礦石輸送到船上。
英國幾乎不產稀土,只能靠不斷加強科技研究,以最先進的技術來提煉利用。英國利茲大學科學家去年發現了一種可從二氧化鈦礦石中獲取稀土氧化物的方法。稀土氧化物是制造風力渦輪機、節能燈必不可少的材料,也被應用在混合動力汽車領域。研究人員發現,這些稀土氧化物可以通過低成本、易操作的方法從一些工業廢料中提取。
目前,電動汽車的發電機普遍使用稀土制永久性磁石發電。據《朝日新聞》網站報道,日本東北大學等機構近期宣布,已成功開發出一種無需稀土即可獲得強磁力磁鐵的基礎技術。這種“無稀土磁鐵”的磁力可與用于混合動力車的發動機的磁力相匹敵,預計2025年前后該技術將走向實用化。這一研究項目將得到豐田汽車等企業的協助,今后共同提高這種“無稀土磁鐵”的耐高溫性和磁力的持久性。豐田集團還投資中國以外國家的稀土礦山,與越南合辦稀土資源開發公司等。目前,投資礦山、開發稀土代替技術的趨勢也正在向日本其他企業蔓延。
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