近两年来,稀土话题一直受到大家的关注。为什么这种被称为“工业黄金”、“工业维生素”的化学元素被称为战略金属呢?为什么很多高端军工产品都离不开稀土,甚至被视为“生命之门”?稀土矿并不稀缺,为什么建立稀土提炼加工产业这么难呢?
我们先来看看稀土的应用。美国国会研究服务处曾报道称,建造一架F-35需要920磅稀土,建造一艘伯克级驱逐舰和一艘弗吉尼亚级核潜艇需要5200磅稀土。需要9,200磅稀土。为什么我们要使用这么多稀土?
因为稀土元素的使用无处不在,从钢铁等大型基础部件到芯片等电子部件,添加稀土元素将显着提高材料的性能。如果不添加,那就是一种落后的材料,甚至根本无法制造,因为稀土元素材料的神奇之处在于其独特的物理和化学性质。
例如,稀土永磁材料现在是电子通信技术中的重要材料。在导弹制导系统中,电子束聚焦,数据传输到导弹控制系统,然后驱动电机转动导弹舵,从而实现精确制导和精确打击。这就需要使用稀土永磁材料。如果没有,那么我们就只能使用20世纪70年代之前的磁铁等材料,其性能要差100倍以上。谁敢这么复古?
再比如飞机、航天器上使用的稀土机械产品,如磁力执行器、制动器、磁力轴承、磁力泵、磁力阀门、磁力锁等,比不使用稀土的产品高端得多。地球材料。以稀土磁力轴承为例。它们不需要润滑剂,可以长期可靠地使用。众所周知,一般轴承都需要润滑油。如果没有润滑油,机械故障会直接导致飞机或航天器报废,尤其是在太空中的卫星等航天器,哪里可以添加润滑油呢?
事实上,稀土矿物本身并不多。据美国地质调查局2016年统计,全球稀土矿产储量达到1.2亿吨,超过了铜、锡、锌、铅等的储量,而且还广泛分布在中国、巴西、美国、俄罗斯、澳大利亚、越南、印度等均可。我国储量较大,约为4400万吨,占世界储量的36.67%。美国其实储量也不少,大约有1300万吨,但矿产就是矿产,稀土产品的精加工又是另外一回事。据全球数据显示,2017年稀土产品总产量为13万吨,其中我国占比81%,为10.5万吨。特别有趣的是,我国不仅是全球最大的稀土产品出口国,也是全球最大的稀土矿进口国。也就是说,我国进口稀土矿石,然后进行提炼加工,然后出口深加工产品。
世界上最完整的稀土产业链和最新的稀土材料制造技术现在都在我国。近10年左右,我国稀土专利技术数量已超过其他国家的总和。美国一家专门从事稀土行业的咨询公司总裁詹姆斯·肯尼迪表示,目前世界上只有中国拥有稀土提炼能力,几乎所有稀土加工设施都在中国。
当然,我国先进的稀土工业也不是从天上掉下来的。也经历了技术落后、生产无序、产业内卷的粗放阶段。 20世纪80年代,我国稀土产量仅为20吨。到2006年达到8万吨,增长了4000倍,直接导致国际市场稀土价格大幅下跌。此外,稀土开采、冶炼、提纯的生产过程也对生态环境产生一定的影响。因此,一些原本生产稀土的国家干脆不再生产了。最好直接购买,既便宜又不麻烦。这样,我国稀土年产量一度占全球总产量的90%,成为全球最大的稀土资源供应国。
相应地,这一时期我国稀土冶炼加工技术也迅速发展,建立了整个稀土产业链。当然,早些年,人们对稀土的重要性认识不足,因此对稀土的开采和利用采取了相对宽松的政策。 2006年后,我国也认识到稀土无序生产和环境破坏的巨大后果,开始逐步加强对稀土生产和出口的管制。近年来,加上国家安全因素,稀土出口管制愈加严格。
美国和西方重塑稀土供应链并不那么容易。以稀土加工中的分离提纯技术为例。中国可以达到99%的纯度,但西方还远远落后。同样,近年来稀土材料的发展和中高级应用能力主要在我国。如前所述,近10年来,我国稀土行业专利数量已超过其他国家的总和,且增长仍在加速。比如,我们国家修建了高速公路,但仍然是农村公路。还需要打造另一条完整的产业链。这将需要数百甚至数千亿美元和欧元的投资。