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“珍貴”的稀土
稀土是元素週期表中17種鑭系元素的總稱。
在地殼中,稀土元素的克拉克值不算低,但稀土元素卻不易富集成礦。在世界上,稀土礦產地理分佈很不均勻,具有經濟開採價值的稀土資源量很少。而中國是世界稀土資源較為豐富的國家,稀土資源儲量位居世界首位。
更重要的是,稀土因其獨特的物理化學性質,廣泛應用於新能源、新材料、節能環保、航空航天、電子信息等領域,是現代工業中不可或缺的重要元素。素有“工業維生素”、“工業黃金”、“新材料之母”等稱號。
圖:稀土資源應用廣泛
工業上,稀土是“維生素”。在熒光、磁性、激光、光纖通信、貯氫能源、超導等材料領域有着不可替代的作用。
軍事上,稀土是“核心”。目前幾乎所有高科技武器都有稀土的身影,且稀土材料常常位於高科技武器的核心部位。
生活中,稀士“無處不在”。手機屏、LED、電腦、數碼相機都離不開稀土材料。
據説,當今世界每出現四種新技術,其中之一必與稀土有關。在1965年之前,稀土元素的需求很少,但自第一台彩電使用鈉來製作彩色圖像後,稀土的需求開始指數級增長。
根據《中國的稀土狀況與政策》白皮書,中國擁有較為豐富的稀土資源,2012年,中國的稀土儲量約佔世界總儲量的23%。中國稀土行業的快速發展為全球稀土供應作出了重要貢獻——2012年,中國以23%的稀土資源承擔了世界90%以上的市場供應。
“中東有石油,中國有稀土”是業界一個普遍的説法。中囯是唯一能夠提供全部17種稀土金屬的國家,特別是軍事用途突出的重稀土,中國佔有的份額更多。
中國地質大學教授徐廣平等人在一份論文中指出,2016年全球稀土礦產資源儲量約有12000萬噸,截至2016年底,中國稀土資源儲量4400萬噸,佔世界稀土資源總儲量的37%。
2017年,中國稀土產量在全球市場中佔比達到了81%。有許多專家指出,中國是當今世界稀土市場供給品種最全、供給量最大的國家。
據統計,2015-2017年,國際稀土市場年平均供給量17.7萬噸左右。2017年世界稀土資源市場供給量為17.8萬噸,其中,中國年供給量約16萬噸,佔世界市場供給量的90%。
可以説中國承擔了世界市場對稀土的大部分需求。
稀土元素是元素週期表中15種鑭系元素以及鈧、釔等17種元素的總稱。它們在材料、冶金等行業具有難以替代的作用,因而有“工業維生素”之稱,是具有戰略意義的優勢礦產資源之一。
根據稀土元素原子電子層結構和物理化學性質,以及它們在礦物中共生情況和不同的離子半徑可產生不同性質的特徵,十七種稀土元素通常分為二組:
輕稀土包括:鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪。
重稀土包括:釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。
全球稀土分佈
2016年全球稀土礦產資源儲量約1.2億噸,其中中國、巴西、獨聯體和印度稀土儲量最大,分別佔比36.7%、18.3%、15.8%和5.8%。全球現有儲量絕大部分為輕稀土,佔比約99%;中重稀土較少,2015年全球已探明中重稀土儲量約131萬噸,佔所有稀土儲量比例約1%,其中中國儲量約52.9萬噸,佔全球比例為40.4%,其餘資源分佈於美國、澳大利亞和印度,佔比分別為22%、18%和13%。我國輕稀土儲量和中重稀土儲量均為全球最大。
全球稀土礦產儲量分佈(2016年)
2016年全球主要國家稀土礦產量排名前5的分別為中國(10.5萬噸,中國數據不包括“黑稀土”)、澳大利亞(1.4萬噸)、俄羅斯(0.3萬噸)、印度(0.2萬噸)和巴西(0.1萬噸),佔比分別為83.3%、11.1%、2.4%、1.4%和0.9%。海外稀土產量規模較小,2011年之前海外稀土產量在4萬噸左右,2011年以來產量維持在2萬噸左右,產量下降明顯,主要原因在於部分國家因稀土開採、冶煉過程中環境污染太大而關閉本國礦山,因此短期內擴產可能性不大,未來增長空間有限。
主要國家稀土礦產量佔比(2016)
我國稀土分佈
中國是名副其實的世界稀土資源較大的國家之一,已探明的稀土資源量約6588萬噸。中國稀土資源不但儲量豐富,而且還具有礦種和稀土元素齊全、譚老師地理工作室綜合整理稀土品位及礦點分佈合理等優勢,為中國稀土工業的發展奠定了堅實的基礎。中國稀土資源成礦條件十分有利、礦牀類型單一、分佈面廣而相對集中。
稀土礦成礦區帶
地質工作者已在全國三分之二以上的省(區)發現上千處礦牀、礦點和礦化產地,除內蒙古包頭的白雲鄂博、江西贛南、廣東粵北、四川涼山為稀土資源集中分佈區外,山東、湖南、廣西、雲南、貴州、福建、浙江、湖北、河南、山西、遼寧、陝西、新疆等省區亦有稀土礦牀發現,但是資源量要比礦化集中富集區少得多。
稀土礦產地
全國稀土資源總量的98%分佈在內蒙、江西、廣東、四川、山東等地區,形成北、南、東、西的分佈格局,並具有北輕南重的分佈特點。
中美博弈的抓手——稀土永磁
1.什麼是稀土永磁
稀土家族是來自鑭系的15個元素,加上與鑭系相關密切的鈧和釔共17種元素。它們是:鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。其中一個重要的功用就是永磁,所謂永磁並不是可以永遠都保持原始磁性的狀態而不改變,只是其磁性相對比較穩定,衰減週期相對比較漫長,故稱稀土永磁。
2. 稀土永磁的用途
金屬釹的最大作用是作為釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體的問世,為稀土高科技領域注入了新的生機與活力。釹鐵硼磁體磁能積高,被稱作當代“永磁之王”,以其優異的性能廣泛用於電子、機械等行業。
不僅僅如此,稀土還有許多神奇功用:
由於特殊的原子結構,稀土家族的成員非常活潑,個個身手不凡,魔力無邊。它們與其他元素結合,便可組成品類繁多、功能千變萬化、用途各異的新型材料,且性能翻番提高,被稱作當代的“工業味精”。
如:在超音速飛機中應用含稀土的合金,可在400℃以下長期工作,它是現今高温性能最好的合金之一,其持久強度比一般鋁合金可提高1~2倍。
鋼中加入稀土後,製成的薄料橫向衝擊韌性提高50%以上,耐腐蝕性能提高60%,而每噸鋼只要加稀土300克。
稀土添加在酸性紡織染料中,可以提高上染率、調整染料和纖維的親和力、提高染色牢度、改善纖維的色澤、外觀質量及手感柔軟度、並可節約染料及減少環境污染和減輕勞動強度等。
稀土元素可以提高植物的葉綠素含量、增強光合作用、促進根系的發育和對養分的吸收。
稀土元素還能促進種子萌發、促進幼苗生長,還具有使作物增強抗病、抗寒、抗旱的能力。
用稀土鉕作熱源,可為真空探測和人造衞星提供輔助能量。
鉕電池可作為導彈制導儀器及鐘錶的電源,此種電池體積小,能連續使用數年之久。
在今天的世界上,無論是航天、航空、軍事等高科技領域,還是人們的日常生活用品,無論工業、農牧業、還是化學、生物學、醫藥,稀土的應用及其作用幾乎是無所不在,無所不能。
3.稀土永磁是中美博弈的抓手之一
中國稀土永磁產量佔全球90%以上。美國對稀土磁鐵的需求十分旺盛,且需求量逐步增加。至今,美國有近三分之二的稀土磁鐵供應來自中國。美國需求量大,究其原因,主要是稀土磁鐵被廣泛應用於各項器具上,例如真空吸塵器、車輛以及珠寶扣,等等。更重要的是,稀土磁鐵是許多軍用武器中必不可少的材料,美國國防“沒有現成途徑”來打破其對中國稀土供應的依賴,特別是重稀土產品。
近年來中美貿易摩擦持續不斷,而中國至今為止仍然沒有亮稀土底牌,但如果美國對我國高端芯片完全斷供,中國很可能動用稀土武器。