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有一种特殊的“土”,一直是近年来人们热议的高频词,仅凭它,便足以撼动全球贸易。
而这种“土”便是稀土,如果说石油是现代工业的血液,那么稀土便是现代工业的维生素。
在不知不觉中,稀土其实早已渗透进了我们生活的方方面面。从我们日常所使用的智能手机、电池、 LED 灯、计算机硬盘、电脑显示器、电动汽车,到肺癌、前列腺癌、骨癌等医学领域的治疗。
再到国防军事上的应用,如一架美国F-35战斗机上,就含有近453公斤的稀土。
且人们还在不断开发稀土的一些新应用,可以说稀土无处不在,而且必不可少。
但稀土再好,也属于不可再生资源,如今依旧面临供应不足的问题。那么稀土短缺的问题该如何得到解决呢?谁又主导着稀土的供应?过度的稀土开采会对环境造成怎样的影响呢?
按照《稀土前沿》(Rare Earth Frontiers)一书的作者朱莉·克林格(Julie Klinger)的说法,目前人类对稀土元素的需求,每年超过约3000吨。
截至到2021年,全球对稀土元素的年需求翻了一番,达到125,000吨,预计到2030年将达到315,000吨。全球磁铁稀土氧化物消费量,也将从2022年的151亿美元,增加到2035年的462亿美元,增长近两倍。
由于对稀土的需求增加,导致稀土的供应出现短缺,各国政府都陷入了对稀土高价格,以及没有稀土可用的恐惧之中。
稀土为何稀有?
事实上,稀土并非如它名字那般稀有。从地质学上来讲,稀土其实在地壳中很常见,且广泛分布于世界各地。
但稀土的广泛存在,并不意味着它容易获取,稀土的真正稀有之处在于它的获取十分困难。
无论是在过去还是现在,稀土所面临最大难题都是如何将它进行分离提纯。
和所有金属的开采过程一样,稀土的开采首先还是从地下挖岩石,再从废石(尾矿)中分离出有价值的矿石,然后再从这些精炼矿石中分离出金属。
但与其他金属不同的是,提炼稀土金属还有一个附加阶段,将其中的各种稀土元素进行彼此分离。
因为稀土并不是单一的某一种金属,稀土是是17种金属元素的总称,其中包括钪(kàng)、钇(yǐ)、镧(lán)等元素族金属,以及其他 15 种元素,包括钕(nǚ)、镝(dí)和钬(huǒ)等等。
到了提炼稀土的最后阶段,往往才是最困难的。稀土元素中的原子,由于其特殊的原子结构而表现出极为相似的化学行为,使得这些稀土元素以相似的方式进行化学反应。
正因为这种类似的化学反应性,所以让它们之间的分离,变得尤为困难。人类曾尝试使用各种复杂的分离手段,对稀土进行分离,其中最惯用的方式是进行溶剂萃取。
在萃取的这个过程中,稀土将会以不同的浓度,溶解在两种不混溶的液体中,再通过反复混合,让不同稀土元素中的各种酸混合物进行沉降。冶金学家则在每次的分离过程中,逐渐获得更高浓度的特定金属。
如此,在经过了重复数百或数千次的循环后,最终可以达到高于99.9%的纯度。
但这种溶剂萃取的方式,速度慢,费时费力,还昂贵,在分离过程中,通常会损失超过50%的元素,关键是对环境的伤害极大。
因为在开采,分离稀土的过程中,会产生大量有害排放物,如放射性元素钍(tǔ),有毒氟和酸等等物质。
当酸、重金属和放射性元素,被排放到地下或者河流中,将导致土地无法耕种,水源被污染。
比如,三菱化学公司曾耗资1亿美元,对位于马来西亚的武吉梅拉稀土金属加工厂(Bukit Merah)进行稀土排放物清理。
这个加工厂,还曾是亚洲最大的放射性废物清理厂之一,但是由于该工厂产生的放射性物质,导致附近居民患白血病,和其他疾病的风险增加。
中国稀土
1992年,邓小平同志曾说:“中东有它的石油,中国有稀土”
作为全球稀土第一大国,我国稀土种类繁多,拥有包括氟碳铈矿、独居石、离子吸收矿、异种、弗格森石等在内的多种稀土矿产。
稀土储量更是达4400万吨,占据世界已知稀土储量的36.7%左右。同时也是全球最大的稀土生产国,占全球稀土总产量的70.6%,在2021年,我国稀土产量高达16.8万吨。
虽然稀土在世界各地很常见,但是不受中国主导的稀土供应链却是罕见的。
根据中国海关总署的相关数据显示,在2019年,中国出口了45,552公吨的稀土,价值3.988亿美元。
而这些出口的稀土中,绝大部分都是出口到世界一些主要的经济和技术强国。其中有大约36%是出口到日本,美国紧随其后,占33.4%,荷兰9.6%、韩国5.4%,意大利3.5%,单单是这五个国家就进口了中国稀土出口量的87.8%。
且经过多年的发展,我国在对稀土的开采选矿,提炼分离等方面的技术,也是遥遥领先其他国家。
在稀土供应链占据主导地位的中国,完全可以通过限制稀土出口,来发挥地缘政治影响力。
但出于都对稀土资源和环境的保护,近年来,我国也极大地减少了对稀土的开采和出口。而需求的增加和供应的减少,势必将导致稀土价格的上涨。
尤其是在今年8月份,中国稀土出口价格又创下历史新高,增长至每公斤26美元(约合人民币181元),同比上涨了93.8%。
再加上疫情等原因,稀土供应一直持续紧张,所以稀土价格上涨的趋势还会持续,这让严重依赖进口我国稀土的西方国家,要坐立不安了。
对环境和社会负责
但由于50多年来,对于稀土资源的过度开采,我国稀土储量也在不断下降,大部分原始稀土资源甚至已经枯竭。
另外,过度的稀土开采也使得我国在生态环境方面付出了相应的代价。据中国国务院报告称,我国在经过了近半个世纪的稀土开采和加工以后,严重破坏了地表植被,造成水土流失,土壤侵蚀,污染和酸化,使得粮食作物开始减产,地表水,地下水受到严重污染。
尽管我国有意要减少对于本国稀土的开采,但是在未来,稀土仍然会是我们生活的重要组成部分。
如何在不进一步破坏地球的情况下,获得稀土资源呢?这是我们迫切需要考虑的问题,虽然这并不容易,但却势在必行。
只有坚持可持续性的开采稀土,才能创造出一个更环保,更广阔的的稀土市场。比如减少开采新矿,尝试着从原有的矿场中,多提炼出其他有价值的金属元素。
此外,还可以对废旧稀土,进行回收再利用。举一个最简单的例子,你目前正在使用的苹果手机。
据苹果的公司的产品报告显示,Iphone13pro手机正是由99%的回收钨,和98%的回收稀土元素制成的。
除了苹果公司以外,还有德国宝马公司也表示,由于缺乏稀土元素,他们将重新调整电动汽车的生产制造技术,或者寻求稀土的替代品,以尽可能的减少对于稀土的依赖。
毕竟对于我们现在的这个时代而言,气候变化,环境问题才是最大的挑战。
内容来源:头脑风报
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