[稀土知多少]稀土

时间：2019-05-11 03:28:16　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　2012年3月13日，中国收到美国、欧盟、日本在世界贸易组织争端解决机制下提出的有关稀土、钨、钼的出口管理措施的磋商请求。仅仅一天，镨、钕、镝、铽……这17种对公众来说还只是陌生的化学元素就掀起了一场全民大讨论。稀土金属的价值正在被重新发现，从漂亮的手机和混合动力汽车到波音客机，这些产品中都含有稀土，而全世界90%以上的稀土一直来自中国。
　　既不“稀”也非“土”
　　稀土，是元素周期表原子序数为57～71的15种元素以及钪、钇两种元素的统称。稀土元素从18世纪末开始被陆续发现，由于当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，而稀土一般都是以氧化物的状态被分离出来的，又很稀少，因而得名。但实际上它们都是金属，而且也不稀有，只是分布得较为分散。随便一把泥土中都可能含有少量稀土，即便是最稀有的稀土储量也比黄金还多200多倍。
　　在所有的国家中，中国稀土资源最为丰富，此外，澳大利亚、俄罗斯、美国、巴西、加拿大和印度等国稀土资源也很多，近年来在越南也发现了大型稀土矿床。2011年7月3日，英国科学杂志《自然地球科学》刊登了日本东京大学等研究团队的发现：太平洋广大范围的海底泥中藏有大量的稀土矿，其蕴藏量约800亿~1000亿吨，是陆地稀土的800倍甚至1000倍，更是证明了稀土的丰富储量。
　　但稀土元素并非像其他地球天然资源，如锡矿、煤矿、石油矿一样，在固定的某个地方有大量的矿藏。由于稀土元素性质活泼，使其成为亲石元素，多以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐以及氟化物等形式存在。而且稀土元素的离子半径、氧化态和所有其他元素都近似，因此在矿物中它们常与其他元素一起共生。这一系列的物理和化学性质，决定了其不易形成大规模矿区，因此只能经大量挖掘后再予以过滤。在早期，稀土常伴随煤、铁等矿藏一起挖掘。
　　1903年，分离了钕和镨的奥地利科学家韦尔斯巴赫在研究中发现，铈受热会迅速氧化自燃，镧在常温下被敲打或锉磨，碎屑会迅速氧化而爆出火花。根据这一现象，韦尔斯巴赫发明了打火石。稀土材料的用途非常广泛，其中的每一个元素都可以形成上千亿元的产业。因此，稀土又被称为“工业维生素”。
　　石油和冶金是稀土应用的两大传统行业。从20世纪60年代开始，人们就发现，稀土用于石油工业可提高原油处理量和汽油产出率；在铸铁时加入稀土可改善铸铁的性能；在炼钢过程中，因稀土与氧、硫的亲和力大，稀土可用于脱硫、脱氧、净化钢液，提高钢的机械加工性能。进入21世纪，各种电子信息产品推陈出新，液晶彩电、智能移动电话、数码相机、掌上电脑，这些数字化产品都应用了稀土永磁材料、发光材料、陶瓷材料、储氢材料、磁致伸缩材料等新材料，电子信息产业上升为稀土应用的第一大产业，稀土的重要性不言而喻。
　　此外，稀土还是关系到国家安全的战略性金属。由于其具有优良的光、电、磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，大幅度提高武器装备的质量和性能，当今凡称得上高技术的武器几乎都有稀土的身影。没有稀土中的钐，“爱国者”导弹就可能飞不准；没有掺钕钇铝石榴石的激光测距仪，M1坦克就不能做到先敌发现。在2010上海世博会和2008北京奥运会上变幻莫测的灯光，也都离不开稀土发光材料在背后的默默贡献。
　　改变污染困局
　　要把稀土矿中的稀土元素提取、分离出来，需要使用大量的化学药剂，并且经过十分复杂的化学程序，过程中还需使用大量的水，而且在最后排出的废水中包含了近百种化学药剂，处理起来代价昂贵。每提取1吨稀土资源，就会留下1500吨的尾砂污染，也就是说，稀土的开采伴随着巨大的环境污染问题。
　　稀土产业链包括“原矿—精矿—分离产品—功能材料—器件—实用商品”几个环节，产业链越接近后端，对环境的破坏越小，效益越高。中国在从原矿到分离产品的环节上，居于世界领先水平，但在后面的技术应用方面，与发达国家还存在一定差距，而稀土的最大价值恰恰就在于从功能材料到器件再到实用商品这几个环节。从原材料到成品，价格可能相差几百倍甚至上千倍，这也正是中国极力希望扭转的困局。
　　同时，一些依靠稀土进口的国家开始开发新的材料以减少稀土的应用或通过其他途径获取稀土。2011年末，德国和日本的研究人员宣称发明了一种新型的高性能磁性有机分子，该有机分子将应用到太阳光电池及显示器生产中，以取代稀土元素。又如，日本早前提出的“城市矿山”计划——城市里的很多废弃产品所含的资源总量之多已经相当于一个“矿山”的含量，从这些废弃资源中回收的资源不亚于甚至超过天然矿藏。这样一来，一方面减少了废弃物的污染，另一方面又节约了资源。如今，日本产业界已有近50年的稀土提取与应用的技术积累，而中国也已计划在5年之内建立30个“城市矿山”基地。
　　（刘鹏）

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