電動汽車發動機、iphone手機、軍用航天噴氣發動機、電池、衞星……，這些看似互不相關的東西，卻有一個共同點:都高度依賴於稀土元素才能正常製造。稀土是發展現代工業至關重要的戰略資源，而我國稀土儲量豐富，開採技術領先，在全球稀土市場處於絕對的優勢地位。不過，日前外媒評論稱“中國對稀土市場的控制不可能永遠持續下去”，原因是全球多地發現了新的稀土礦藏，這會撼動我國在稀土行業的地位嗎？
什麼是稀土
稀土元素是化學元素週期表中17種特殊元素的統稱，包括元素週期表倒數第二排的15種鑭系元素，以及鈧（Sc）和釔（Y）。其形成於地表之下，顧名思義，具有很高的開採和提純難度，目前僅有中國掌握類目完備的稀土開採技術。
稀土元素可能由火山活動被岩漿帶上地表，它們的誕生甚至要早於地球。在宇宙形成之初的超新星爆炸中，大量稀土元素就已經產生了，而當地球形成時逐漸被吸收到地幔的最深處。隨着構造活動造成地幔移動，稀土礦物開始隨着岩漿等上升到地表，最終散佈到整個地球表面。
價值遠勝黃金
稀土亦被稱為“工業黃金”，其具有其它元素所沒有的磁性、耐熱性和磷光特性，與其它元素相互作用形成性質獨特的材料，被廣泛應用於軍事、新材料、航空航天等各個領域。據英國路透社報道，美國政府問責局（GAO）2016年的一份報告顯示，美國國防部對稀土的需求僅佔全美1%。小至智能手機，大至火箭、導彈，稀土都是其製造過程中無可替代的材料。
在國防軍工行業，幾乎所有高科技現代武器都需要稀土。美國雷神公司（Raytheon Company）和洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin Space Systems Company）等大型國防合約商都高度依賴於稀土元素。某些稀土元素對高精尖軍事裝備的製造必不可少，如噴氣發動機、反導防禦系統、衞星等。此外，夜視鏡、精確制導武器、通信設備、電池和其他國防電子產品也離不開稀土元素。
稀土還有“新材料之母”的美譽，其具有優良的光電磁物理特性，可以與其它材料組成性能各異、品種繁多的新材料，大幅度提升和改善傳統材料的性能。比如釹元素與鐵、硼摻雜時，可以形成世界上最強的一類磁鐵，廣泛應用於iphone和硬盤驅動器中。
稀土開採十分具有挑戰性
雖然稀土元素在地殼中的丰度遠高於黃金，但目前地球上已經探明的可開採、提煉的稀土礦卻少之又少，且開採成本高昂。懷俄明礦業協會宣稱，建造一座稀土礦的成本可能高達5億美元，而應用於電腦顯示器和電視屏幕的稀土銪，每噸的價格約為71.2萬美元。是什麼導致稀土價格如此昂貴？
根據美國地質調查局（USGS）的數據，稀土元素在地殼中含量相對豐富，比如銩和鑥，雖然是最不常見的兩種稀土元素，但在地殼中的平均丰度是黃金的近200倍。然而，稀土元素在地球上的分佈十分分散，很難找到具有豐富儲量的稀土礦。
而找到具有一定儲量的稀土礦只是其生產過程的第一步。稀土的提取和分離才是最困難的步驟，因為稀土很可能與周圍的泥土、岩石和礦物沉積物發生化學反應。稀土專家Eugene Gholz稱，稀土礦物開採出來後，面臨的最大挑戰就是將稀土元素從礦石中分離出來。
分離過程需要耗費大量的人力和金錢，化學工藝十分複雜和困難。一是因為稀土元素之間性質極其相似，分離提純非常困難。二是因為開採得到的稀土礦中還有很多雜質，提純過程往往需要重複數百次才能得到滿足工業需求的稀土產品。
全球稀土市場霸主
中國稀土資源十分豐富，USGS的數據顯示，全球地下稀土儲量總計超過1.4億噸，其中中國約有6100萬噸，佔據43.5%，儲量全球排名第一。而且我國的稀土提取分離技術一直處於世界領先地位。過去十年裏，我國稀土產量佔據全球稀土供應量的90%以上，而且是唯一能夠提供全部17種稀土元素的國家，已經成為世界上名副其實的稀土獨家供應國。
2014至2017年，美國進口的稀土元素有80%來自中國。目前，整個美國只有一個可開採的稀土礦，每年開採約5.5萬噸稀土精礦，但其產業鏈並不完備，需要將其運往中國才能繼續進行深度加工。在中美貿易戰的大背景下，5月29日美國國防部向白宮和國會提交了一份報告，要求獲得更多的聯邦資金以支持美國國內稀土產業的發展。
日本發現大型稀土礦牀
根據發表在《Scientific Reports》的一項研究顯示，日本南壁島附近海域探測到大型稀土礦牀，總儲量在1600萬噸左右，分析人士稱可供全球使用數百年。據《日本經濟新聞》報道，日本可能將於今年開展海底地質調查，2022年開始進行開採，以實現稀土金屬的自給自足，擺脱對中國市場的依賴，甚至希望能夠打破中國對稀土市場的霸主地位。
但事實有這麼簡單嗎？美國金屬技術研究公司的創始人稱，日本可能改變全球稀土市場的格局，促使稀土金屬的開採處於有序的市場競爭當中。但是，日本海底稀土分佈面積較為廣闊，其平均丰度較低，加之海底開採難度大，耗費成本高，而且日本在稀土開採設備和經驗上幾乎為零，深海採礦船遠落後於中國，因此談撼動中國在稀土市場的地位尚為時過早。
作者/朱張航宇
信息源：USGS、Business Insider、Reuters
參考文獻：
[1] Adams, J.W., and Staatz, M.H., 1973, Rare-earth elements, in Brobst, D.A., and Pratt, W.P., eds., United States mineral resources: U.S. Geological Survey Professional Paper 820, p. 547–556.
[4] de Boer, J.L.M., Verweij, W., van der Velde-Koerts, T., and Mennes, W., 1996, Levels of rare earth elements in Dutch drinking water and its sources—Determination by inductively coupled plasma mass spectrometry and toxicological implications—A pilot study: Water Resources, v. 30, no. 1, p. 190–198.
[5] Sidder, G.B., Day, W.C., Nuelle, L.M., Seeger, C.M., and Kisvarsanyi, E.B., 1993, Mineralogic and fluidinclusion studies of the Pea Ridge iron-rare-earth-element deposit, southeast Missouri, chap. U of Scott, R.W., Jr., Detra, P.S., and Berger, B.R., eds., Advances related to United States and international mineral resources— Developing frameworks and exploration technologies: U.S. Geological Survey Bulletin 2039, p. 205–216.