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美国70%稀土矿石运往中国,真为环保?白菜价到杀手锏的蜕变史

美国70%稀土矿石运往中国,真为环保?白菜价到杀手锏的蜕变史 中国稀金谷大数据
2022-06-06
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我国稀土储量在世界总量中占36%~39%,多年来一直稳居榜首。在全球稀土资源中,我国占据绝对优势地位。但从目前看,中国的稀土产品出口已成为世界最大出口国之一。在国际市场上,我国也是名副其实的稀土大国。更为重要的是我国拥有全球最完整,专利最多稀土产业链。



神奇稀土


稀土并非专指某种单一元素或物质,它是元素周期表上镧系元素及钪,钇等17种金属元素的统称。它广泛地应用于工农业生产及国防尖端技术领域,并有重要的战略意义。我国是世界上最早发现和利用稀土元素的国家之一。早在公元前3000年左右就已经发现了天然的稀土金属。到目前为止,自然界共发现稀土250多种。


稀土广泛应用于化工,冶金,军工,石油和陶瓷等诸多领域,而且往往起着最为关键的作用。但随着稀土元素含量的增加,其性能也随之发生变化。其中有些是人们所熟悉的,而另一些则鲜为人知。例如,稀土对某些材料有特殊功效。如:稀土玻璃就是一个例子。例如添加适量稀土氧化物可以极大地改变玻璃的物理特性而生产出不同用途的光学玻璃及特种玻璃:透过红外线,吸收紫外线的玻璃;耐2000℃耐高温玻璃;抵挡PH低于1的耐强酸玻璃。



稀土更在军工领域发挥着重要作用。它是人类工业文明进步不可或缺的元素之一,被称为“新材料之母”。稀土在现代科学技术和国防现代化建设中起着重要作用。稀土是一种稀有稀土金属氧化物。稀土元素广泛分布于自然界中。制造飞机,坦克和导弹的传统材料就是加入稀土,稀土的强度,韧性,耐高温和耐强酸性都有很大提高。


 军事专家对稀土这样说:"稀土是电子,激光,核工业和超导等许多高科技的润滑剂。美国之所以能在过去40年局部战争中获得压倒性显着优势,得益于大型高端武器的使用。稀土就是这些先进武器的灵魂。"



无可否认,二三十年来我国所开采和出售的稀土远没有体现出应有的价值,有段时间甚至成了“白菜价”。这其中既有历史原因,又与科技力量不足有关。从上世纪50年代起,中国就开始进行稀土研究工作,并取得重大成果。也许有最初加入世贸迫不得已的原因,也许当时并没有掌握稀土开采,精炼的核心技术,但是通过一代又一代科研技术人员的共同努力,中国在稀土领域中的话语权正在逐年提升;而稀土研究的深入,又为近年来中国科技领域的飞跃发展,奠定了坚实基础。



稀土技术在中国全面兴起


稀土是很重要的,但是除我国外,许多国家稀土资源也很丰富,不及越南,蒙古和泰国。在过去10年中,中国已成为世界上最大的稀土生产国和出口国。然而,中国的出口却一直处于逆差状态。中国是稀土大国,但不是稀土强国。稀土出口主要集中在欧美市场。这些国家经济发展水平低下,没有一点最先进的高科技,大量稀土的储存对于它们来说是没有用的,不如把它们开采出来赚一点外汇。


可见,仅依靠稀土储量优势难以抢占战略制高点。要想获得更大的利益和发展空间,就必须在核心技术上有所突破。然而,目前中国的稀土资源已经接近枯竭。在此背景下,国家开始对稀土产业进行扶持。谢天谢地,稀土提纯分离工作是一项极为复杂的工作,需要有充分的技术积累,不然就会成为一堆破石烂铁。



一开始就提到稀土是17种元素的总称,其中有15种有战略意义,化学性质相似,甚至在元素周期表上都紧凑地挤成方框。由于稀土元素的原子结构和物理化学性质都与其他金属元素不同,因此其应用范围十分广泛。例如,稀土作为磁性材料可用作磁性材料的基体材料;作为发光材料,可以制成荧光粉等产品。在自然环境中,一般为合金矿或者共生矿两种或者多种。因此要把亲如兄弟般的他们分开,不用一点手段也不行。


一开始,我国在稀土分离和提纯度技术上一贫如洗,只好用低价出口稀土精矿,再用十几倍甚至上百倍的高价进口稀土产品,当时的痛苦可想而知。然而,随着国家对稀土行业的大力扶持,我国在这一领域取得了长足的进步,并逐渐成为全球最大的稀土生产国和出口国之一。然而,我国在这一方面仍然落后于发达国家。原因何在?事实上,为了拿下稀土产业的核心技术,我国已经找来拥有全球最先进技术的法国罗地亚工厂帮忙,愿意花大价钱换取稀土分离技术。


但是,这位豪横的法国代表人压根就不理会我们的求购行为,并且提出了非常苛刻的要求:一是价格大大高于我们预算中的最高限额,二是要求我们生产的稀土制品有半数以上销往法国,可见法国也想一直收获中国稀土产业中的韭菜。



在国力弱小,科技不发达的情况下,自己却急于发展,除了承受接受之外,还有什么更好的方法呢?过去是这样的,现在,将来仍然会这样。在全球经济一体化的今天,法国也面临着同样的问题:法国是世界上最大的稀土生产国和消费国;但法国稀土出口企业却一直被国外公司控制着;在欧洲市场上处于垄断地位。贡献法国稀土产业资金支出巨大,并承担所有环境污染,但没有决定权,其地位不及分公司。


转折就在徐光宪院士及其团队身上。例如稀土镨钕(Nd),镨可制得高性能军用护目镜以及飞机引擎合金中不可缺少的元素;Nd是制导导弹核心构件及固体激光器中的一个重要组成部分,它是单一稀土元素。所以说,镨钕的重要性不亚于其他金属和非金属。因此,在20世纪80年代初,中国就开始了对钕铁硼的研究工作。难就难在镨和钕在诸多元素中是最难分对的。



徐光宪院士的研究小组避开了世界上主要的提纯方法,另一种方法是用萃取法成功地分离出镨与钕。这不仅使其产品能够满足高端市场需求,也为企业带来可观利润;同时也解决了稀土资源利用率低、环境污染严重等问题,推动着中国稀土行业朝着绿色可持续发展道路迈进。更为重要的是,对于这两种物质业平均分离系数为1.4,徐光宪小组分离系数为4,纯度更是高达99.99%。


徐光宪院士小组当即将国内被认为是废物的镨钕浓缩物集中"提取",取得了巨大成功,真正做到"变废为宝"。


又经数年深入学习,徐光宪院士率队更进一步,开创串级萃取理论之先河。把传统分离操作和现代工业流程结合起来,使计算机模拟和工业生产一步完成,大大提高稀土分离,提纯效率。这项技术被称为"中国之最",其在稀土行业的推广价值不可估量。本来花了一年时间才做完的工作,现在只要几周时间就可以做得很漂亮了。这是徐光宪院士在中国稀土产业所做出的杰出贡献,在2009年荣获中国科技领域最高奖,对于徐光宪院士及其团队来说,无疑是最大的认可。



技术上有所突破,其余工作都是生产,这就充分利用了我们国家集中力量搞大问题。在我国的资源禀赋中,稀土是一个非常重要的战略性矿产资源,也是最有开发潜力和发展前景的一种战略金属。我国是一个稀土大国,拥有丰富的稀土矿山资源。1980年初,我国单一稀土产量还不到20吨,90年却快速攀升到1万吨,新世纪后年产量已超过12万吨,全球稀土市场90%被我国所占领。


可以肯定的是,我国稀土在国际市场上的数量较多,短期内供过于求,价格萎靡。但我们不能因此就认为我国没有竞争力。从国际上看,我国已经成为世界上最大的稀土生产国和出口国之一,拥有丰富的资源储备;从国内来看,我国已经形成完整的产业链体系。而在其背后,我国对于稀土分离,提纯等核心技术,全产业链进行了深度控制。 


现如今,我国稀土专利占世界总量的30%,截至2018年8月份,我国稀土专利申请量已超过美国23, 000件。关键是我国将稀土技术核心专利牢牢控制住,不用其它国家专利,同样可以实现稀土生产。



伴随着中国稀土产业的发展,实际上却是稀土领域徘徊者们疯狂的辗轧。前述欧美国家以法国为首,它们仍延续着多年前稀土提纯,分离的工艺,该工艺产量少,分离系数低,且不能连续生产。而日本和韩国则通过引进国外先进的设备和工艺,实现了高含量稀土产品的规模化生产,并形成了自己独特的技术优势。我国在国际上的地位越来越重要;中国稀土出口量不断增加。与此同时,我国的稀土也源源不断地供应到全球市场。在多方力量的共同作用下,许多国家纷纷放弃发展自己的稀土产业,"被迫"废弃技术。



2010年以来,稀土市场风云激荡


我国为了整顿和梳理稀土市场,防止无序和过度开发,改组了几十家稀土企业,并实行了开采专家审查制和稀土出口关税,同时实行了更严格的稀土配额制度。这使得我国稀土市场出现“供过于求”现象。在此背景下,一些不法商人趁机炒作,导致国内稀土资源被大量消耗和浪费。其结果是稀土价格应声而涨,2011年稀土价格比2006年涨了好几倍,某些稀缺而重要的稀土价格也涨了10多倍。


而这些措施无疑在稀土产业链条整体下滑的多个发达国家之间挑起了敏感的神经,一方面美日主导的世贸开始怨声载道,另一方面也开始考虑重启国内稀土开采。



同时,我国又对国内外稀土产业进行了战略调整。国家政策层面的调整主要有以下几个方面:(1)加强稀土行业管理。国家要加大对稀土资源开发的保护力度。(2)建立稀土行业整合机制。(3)组建大型企业集团。一是进一步重组稀土企业,明确到2020年向北方稀土集团,厦门钨业集团,中国五矿集团,广东稀土集团,中铝公司和南方稀土集团等6家稀土集团注入国家稀土产,既要维持充分竞争,又要降低不必要的内耗。


二是多年来积累下来的稀土分离,技术已成为我国特有的优势,因此我国开始降低本土稀矿开采量,转向进口。2020年,国家稀土精矿开采量控制在14万吨,其中轻稀土12万吨,中重稀土2万吨。由于国内市场的需求,稀土产品主要供应于两个方面:一是来自国外进口;二是出口。而出口中又分为两种:一是出口到日本和东南亚各国;另一种是直接进入中国。前者大部分是民用的,后者是军工和国防用的。剩下的市场需求,就靠外部进口了,2018年我们从缅甸进口了26000吨精矿,不是缅甸不知道稀土成品的利润高,而是苦于没有相关的技术。



其实,几大科技和经济强国对于稀土的响应,可以说是快速而有效。比如,美国在过去几十年间一直都在大力发展稀土产业,并且取得了不俗成绩;而中国在稀土领域起步较晚,但近几年发展迅猛,成为世界第二大稀土消费国。先来说说美国吧,为了重新启动稀土产业,一大批优惠政策频频出台,在短短的几年时间里就有400余家稀土创业公司蜂拥而入,这与我国近期的芯片产业有些相似。 



在我国,有一个叫“中国铝业”的公司,它生产出了世界最大的氧化铝。这是真的吗?就连这家算正常的稀土公司都要把半成品稀土运往我国进行二次提纯和分离。资料显示,美国2019年稀矿开采量为26000吨,其中运往我国的稀矿开采量则为19000吨,比例高达74%。


诚然,美国凭借雄厚的人才储备与研发能力,要想取得稀土提纯,分离技术并不难,最重要的是能否找到如此众多的现场技术人员,并经受住少则三年,多则五到十年的时间费用。



日本和澳大利亚对于稀土似乎也很感兴趣,澳大利亚拥有矿产资源优势,日本自身又是稀有材料研发的强手,因此想要在稀土领域分得一杯羹很正常。但是,日本的稀土产业却面临着巨大挑战:一是日本国内资源有限;二是中国稀土需求增长迅速。这让日本稀土企业陷入了尴尬境地。日本稀土产业为何陷入困境?日本把稀土开采置于海洋之中,曾经发誓拥有足以使日本用完700年储存量的稀土资源,怎奈开采难度要比陆地高好几个数量级,而且进展缓慢。


到这里就不难发现,中国科技工作者们,改造了市场,改造了产业格局,对当前芯片产业有很大的借鉴作用,我相信中国芯片产业一定会和稀土产业一样绝地逢生,抢占产业制高点。


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