隨著中美貿(mào)易緊張局勢的升級，稀土元素成為人們關(guān)注的焦點之一。

一個常用的比喻是，如果說石油是工業(yè)的血液，那稀土就是工業(yè)的維生素。

但是，你真的了解什么是稀土元素嗎？本期就跟你詳細說一下。

稀土元素是一組金屬的簡稱，總共有17個。我們初中的時候都學(xué)過元素周期表，稀土元素就是下圖元素周期表中橙色的部分。

這17個元素，在很多產(chǎn)品里都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，有的甚至是我們每天都在使用的產(chǎn)品，包括：

iphone、AirPods的消費電子產(chǎn)品；

特斯拉汽車部件；

美國通用電氣的渦輪機；

飛利浦醫(yī)療掃描儀器；

軍用噴氣式戰(zhàn)斗機；

……

下面列舉了17個稀土元素的部分應(yīng)用。稀土元素應(yīng)用在各行各業(yè)，包括從汽車、醫(yī)療、計算機到航空航天。相信你看了就能感受到稀土元素是有多重要了。

由于在地殼里，這些稀土元素與許多其他不同濃度的礦物混雜在一起，因此提取非常復(fù)雜。

未經(jīng)加工的天然原礦開始準備加工時，要運輸往專門的稀土元素分離設(shè)施工廠，整個提取過程要通過數(shù)百個加工室（liquid-containing chamber），從而把單個的元素分離開。而這個過程可能要重復(fù)上百次，有的甚至上千次，才能完成一種元素的提取。

由于稀土元素具有某種獨特的特性，比如磁性、光學(xué)性能或者化學(xué)特性，因此在高科技產(chǎn)業(yè)中特別有價值。

下圖是美國稀土元素的進口情況。我們看到，通過中國進口稀土元素的比例，遠遠超過其它國家。

中國稀土礦藏豐富，雄踞著三個世界第一：儲量第一，生產(chǎn)規(guī)模第一，出口量第一。同時，中國還是唯一一個能夠提供全部17種稀土金屬的國家。

美國將稀土元素作為國際經(jīng)濟和國家安全的關(guān)鍵因素，稀土元素也被特朗普政府特別豁免了關(guān)稅。

數(shù)據(jù)來源： October 2011 issue of Scientific American

美國的稀土儲量僅次于中國，但其從1999年開始，就采取封存等手段逐步停止開采本國稀土資源，轉(zhuǎn)而從中國大量進口。

目前在美國，加利福亞州南部的帕斯山(Mountain Pass)稀土礦場是美國重要的稀土元素生產(chǎn)地。美國曾經(jīng)在這個地方投資了15億美元用來生產(chǎn)稀土元素，但是由于來自中國的競爭，導(dǎo)致了礦場運營公司在2015年破產(chǎn)。

據(jù)了解，該礦場的新業(yè)主MP Materials公司計劃從2020年開始，重新啟動該礦場的運營，每年生產(chǎn)大約5000噸兩種受歡迎的稀土。

美國帕斯山(Mountain Pass)稀土礦場

除了中國以外，美國還從澳大利亞進口稀土。澳大利亞公司Lynas Corp經(jīng)營一座礦山，將天然礦石運往馬來西亞的工廠來加工提取稀土元素。這家澳大利亞公司最近宣布與美國Blue Line公司合作，在美國本地建立一個稀土加工廠，從2022年開始運營。

開采稀土并不是完全沒有缺點。美國圣母大學(xué)（University of Notre Dame）政治學(xué)副教授Eugene Gholz認為，在沒有嚴格監(jiān)管的情況下，開采稀土?xí)a(chǎn)生嚴重的環(huán)境影響。

比如，礦石中放射性元素釷，可能會對人類健康構(gòu)成威脅。在采礦和加工提取的過程中也會涉及有毒廢水的排放，這些危險的廢棄物都需要進行嚴格的儲存和處置。

據(jù)了解，出于種種原因，現(xiàn)在有的公司在尋找另外的替代方案，繞開稀土元素的使用。

比如在汽車行業(yè)，日本的稀土元素在2010年一度出現(xiàn)緊缺，豐田和本田等日本汽車制造商開始開發(fā)電動汽車，減少甚至消除了電動機中使用的強力磁鐵等稀土元素——鋱和鏑。

另外，同樣是2010年，在稀土元素鑭的價格上漲時，煉油廠停止了鑭元素的供應(yīng)，轉(zhuǎn)而使用其它技術(shù)方案；玻璃制造工廠也放棄使用稀土元素鈰來進行拋光，轉(zhuǎn)而采用其它的拋光技術(shù)。

不過，大部分行業(yè)還是嚴重依賴稀土元素的，尤其是軍工以及高科技產(chǎn)業(yè)。

為了應(yīng)對稀土元素緊缺的危機，美國賓夕法尼亞大學(xué)化學(xué)系教授Eric Schelter發(fā)起了稀土開采的研究項目，致力于回收廢棄物里的稀土元素。美國能源部、橡樹嶺國家實驗室都在與Schelter教授共同開發(fā)稀土開采項目。

Schelter教授認為，從稀土礦場里開采稀土是不經(jīng)濟的。而從廢棄的電子設(shè)備里回收稀土，比從礦場里開采稀土更容易實現(xiàn)，因為從設(shè)備里提取出來的稀土更為純凈，也更環(huán)保。

Schelter教授其中一項研發(fā)成果就是從永磁體中分離稀土元素“釹”和“鏑”，他們團隊已經(jīng)可以做到選擇性地溶解任意一種稀土元素了。他認為，如果廢棄物里的稀土元素能夠被成功提取并得到大規(guī)模應(yīng)用，那么這種技術(shù)就是“環(huán)保技術(shù)”的代名詞，這樣能夠鼓勵更多公司引入該技術(shù)。

美國賓夕法尼亞大學(xué)Eric Schelter教授與他們團隊研發(fā)的稀土提取設(shè)備

除了Schelter教授團隊，科學(xué)家開始嘗試從電廠煤炭廢棄物中提取稀土元素。另外，日本的研究人員已經(jīng)開始調(diào)查位于日本附近海底沉積物中存在的大量稀土元素，希望有朝一日能夠?qū)崿F(xiàn)稀土元素的提取。

你從事的行業(yè)中，有應(yīng)用稀土元素的案例嗎？可以談?wù)勊鼈儩撛诘氖袌觯蛘吣芙鉀Q的行業(yè)問題。

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