美國和日本試圖突破中國的稀土包圍圈

您可能沒有意識到這一點(diǎn)，但是類似鐠 (Praseodymium)、鋱 (Terbium)和釓 (Gadolinium)這樣的元素在工作中與烙鐵，萬用表和示波器一樣重要。這些稀土元素（REE）分別使激光和某些磁體，熒光燈和聲納系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)內(nèi)存和X射線管成為可能。

稀土元素周期表：稀土元素是15種鑭系元素加上釔。大多數(shù)稀土元素存在礦床中 目前，全球有17種稀土元素，它們在21世紀(jì)生活的方方面面扮演重要角色，幾磅這些化合物中，例如，能在電池用于電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車中發(fā)揮重要使用。但是生產(chǎn)它們的產(chǎn)業(yè)被它已經(jīng)成為中國的壟斷者所籠罩，而隨著中美關(guān)系的緊張化，關(guān)于稀土的討論市場被見諸報(bào)端。

具有諷刺意味的是，大多數(shù)稀土元素并不是特別稀有。相反，很少以足夠大的濃縮量發(fā)現(xiàn)它們，以使其易于提取和提煉而有利可圖。

但事實(shí)并非總是如此。從1950年代到1990年代，加利福尼亞州莫哈韋沙漠的 Mountain Pass礦山是某些稀土元素的全球最大供應(yīng)商，它們滿足了冷戰(zhàn)時(shí)期為美國國防工業(yè)提供產(chǎn)品的彩電制造商和電子制造商的需求。

但隨著戰(zhàn)爭的結(jié)束和政府嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)的頒布，該礦于2002年停業(yè)。但與此同時(shí)，擁有豐富稀土來源的中國從1970年代開始認(rèn)真開發(fā)提取，分離，冶煉和加工稀土的技術(shù)。由于前期沒有管制，該國在1980年代成為全球主要的稀土出口國，2010年，中國占據(jù)的稀土礦產(chǎn)品的市場份額達(dá)到驚人的97％。許多稀土氧化物的價(jià)格在短短幾年內(nèi)上漲了500％以上。

盡管此后中國的份額已降至70-80左右，但與其在高科技制造業(yè)中的驚人增長保持一致，中國已成為世界上最大的稀土消費(fèi)國。在今年1月 發(fā)表于《礦物經(jīng)濟(jì)學(xué)》（Mineral Economics）的一篇評論中國1975-2018年的REE政策的論文中，作者指出，中國政府在努力管理資源，減少污染和鼓勵(lì)該國工業(yè)增長的過程中，宣稱對1990年代稀土工業(yè)的控制。實(shí)行出口限制和生產(chǎn)配額，這引致稀土價(jià)格飆升。

緬因州大學(xué)的Kristin Vekasi去年夏天接受采訪時(shí)表示， 當(dāng)其他工業(yè)化國家意識到他們對稀土的以來時(shí)，中國改變了對稀土價(jià)格的策略，“將稀土價(jià)格保持在低水平，使（其他國家）難以競爭?！钡搅耸昵?，中國停止了向日本出口稀土的行為，中國官方政府報(bào)紙近年來也將稀土稱為“重要戰(zhàn)略資源”。

日本人迅速對出口受阻作出反應(yīng)。他們國有和私營部門合作，鼓勵(lì)稀土資源的回收和多樣化。Vekasi說：“到2017年末，日本將從中國以外的亞洲國家進(jìn)口約30％的稀土，”

日本船上技術(shù)人員絞緊一個(gè)“活塞式取芯器”，用它把一根管子推入海底沉積物（左）以收集富含稀土元素的泥漿樣品。

更重要的是，2013年，日本研究人員在日本海平面以下6000米的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的深海泥中發(fā)現(xiàn)了豐富的稀土元素。東京大學(xué)工程學(xué)院的Yasuhiro Kato對這項(xiàng)研究進(jìn)行了領(lǐng)導(dǎo)，他對IEEE Spectrum表示，他們估計(jì)，在最有希望的地區(qū)海底沉積物中分布著超過一百萬噸的某些稀土元素。

Kato補(bǔ)充說， 他們目前正在進(jìn)行一項(xiàng)政府計(jì)劃以探索稀土元素。Yasuhiro Kato說：“對于某些工業(yè)上重要的釔 (Yttrium)和銪 (Europium)等稀土元素，他們可以從這一[單一]地區(qū)提供日本每年三至十倍的需求?！?“即使可以開發(fā)出少量的富含稀土的泥漿，該項(xiàng)目也將大大有助于減少日本的稀土進(jìn)口?！?/p>

根據(jù)美國商務(wù)部2016年的一份報(bào)告， 美國曾經(jīng)對稀土元素自給自足，但幾乎完全依賴稀土元素進(jìn)口，主要是從中國進(jìn)口?！眻?bào)告繼續(xù)說，中國對價(jià)格的近乎壟斷和單方面的行動(dòng)“引起了包括國會和美國國務(wù)院在內(nèi)的眾多美國政府機(jī)構(gòu)的關(guān)注。

隨后，去年11月， 美國和澳大利亞同意共同努力確保稀土資源的安全，并支持私營企業(yè)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。今年1月，美國與加拿大簽署了類似的協(xié)議。

破碎機(jī)在2019年5月30日在加利福尼亞州芒廷帕斯的芒廷帕斯礦場展出，碎石在碾磨之前就被破碎了。

受此鼓舞，芝加哥-紐約金融集團(tuán)成立了MP Materials，并于2017年收購Mountain Pass礦山，并已開始使用新設(shè)備重新開始運(yùn)營。如今，該公司生產(chǎn)的稀土元素占全球供應(yīng)量的15％（目前已運(yùn)往中國進(jìn)行加工），并計(jì)劃在2022年重新開放自己的加工設(shè)施。

在能源部資助的研究中，賓夕法尼亞大學(xué)的勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）和愛達(dá)荷州國家實(shí)驗(yàn)室正在聯(lián)合開發(fā)一種基于蛋白質(zhì)的新環(huán)境友好工藝， 以從低品位資源中提取和純化稀土元素，否則這需要有毒化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行處理。

LLNL的科學(xué)家Gauthier Deblonde對IEEE Spectrum說，這種生物來源的化合物稱為Lanmodulin（LanM），“對REE具有前所未有的食欲和選擇性” ?！岸椅覀兊暮献鳛镽EE提取和純化帶來了全新的綠色工藝。”

迄今為止，研究人員已經(jīng)使用包含多種雜質(zhì)的電子廢物對該工藝進(jìn)行了測試，現(xiàn)在認(rèn)為該工藝可用于所有17種稀土元素。Deblonde說：“由于沒有有效的提取方法，許多其他含有REE的替代來源仍未開發(fā)，“我們基于綠色LanM的方法將為生產(chǎn)或回收稀土提供各種機(jī)會?！?/p>