文 | 渣叔
编辑 | 渣叔
前言稀土其实并不是土,而是一种非常重要的战略资源,如今,在这个拼资源的时代,各个国家也都是在暗中各种较劲。
日本作为稀土进口大国,一直都对稀土的供需情况十分紧张。
然而让人感到疑惑的是,他们探测出了巨型稀土矿之后,为何却迟迟不见开采呢?
稀土 - 工业发展的战略性资源稀土对于工业发展来说,具有非常重要的战略意义,它由17种化学元素组成,这些元素在自然界中含量都非常稀少,被称为“工业黄金”,广泛应用于军工、电子、农业等多个领域。
在军工方面稀土是制造各种高端武器装备如导弹、战斗机的关键材料,如果没有稀土磁铁的应用,导弹的尾翼就无法精确调节,难以命中目标。
美国的导弹就是依靠稀土永磁电机来驱动尾翼,这也就是为何稀土被看作影响国防安全的战略资源的原因。
在材料科学领域添加稀土元素能优化合金材料的力学性能,使其更轻、更硬,这对航空航天工业来说意义重大。
稀土铁硼合金磁性好,广泛应用于各类电机、音响等,种类繁多的稀土磁铁改变了人类对磁性材料的认知。
在电子产业方面稀土也不可或缺,它们具有优异的发光特性,可用于各类显示器件和光电子器件,例如磷光体中的钕、铕等元素可以产生不同颜色的荧光。
另外,稀土钕酸钇是制造氧化物半导体的材料,如果没有稀土的参与,许多电子产品的性能和功能会大打折扣。
在农业方面稀土肥料可以提高产量,还可用作动物和水产养殖的添加剂,某些稀土化合物是非常好的催化剂,可加速化学反应。
然而,全球稀土资源分布极不均匀,中国曾经拥有全球70%的稀土储量,主要分布在内蒙古包头和江西省赣州,但由于大量开采出口,现在只占全球已探明储量的30%左右,中国的优势地位已经不再。
日本是稀土的主要进口国,对稀土供给高度依赖进口,为改变这一局面,日本在小笠原群岛勘探发现了一个巨大的海底稀土矿,据估计储量有1600多万吨,可以满足全球730年的使用需求,这对缓解日本的稀土依赖具有重大意义。
日本发现巨型稀土矿日本作为一个资源匮乏的岛国,长期依赖进口获得矿产资源,并且作为世界第三大稀土进口国,日本82%的稀土需求依赖进口,其中主要来源是中国。
稀土对日本工业和高新技术发展至关重要,因此摆脱对外来稀土的依赖迫在眉睫,日本国内勘探稀土矿多年,但由于国土面积狭小,效果不佳。
2011年,日本终于在距南鸟岛1900公里的海域5600米深处,发现了蕴藏量约1600万吨的巨大深海稀土矿床,这一发现被日本学者宣称可满足全球730年的稀土消费,如果获得这一矿床的开发权,日本将一举摆脱长期以来对外来稀土的依赖。
对该矿床的发现,日本政府反应极为积极,他们立即部署了无人潜水器进行详细勘探,还试图通过海底管道将矿石抽取上来。
日本甚至做好了立法准备,以确保拥有该矿床的开发权,日本多家企业也积极介入,提供资金和技术支持深海开采,然而,雷声大雨点小,至今迟迟没有传来日本动工开采的消息。
日本开发小笠原群岛海底稀土矿石的三重困难其实,日本并非没有尝试开发小笠原群岛海底新发现的巨大稀土矿藏,但由于地理位置遥远、技术水平有限以及环保问题的考量,使得日本面临三重困难,至今仍无法进行实际开采。
地理位置上的困难小笠原群岛距离日本本土有近2000公里,地理位置遥远是日本开采面临的首要困难,小笠原群岛位于北太平洋深处,处于东京以南约1500公里的海域,任何物资人员的运输都要完全依赖海运。
考虑到来回运输,小笠原群岛与日本本土之间的运输距离可达4000公里左右,而这片海域风大浪高,存在较高的导航风险,日本的运输船只在广袤的太平洋上极易遭遇风浪,一旦发生事故,后果将会非常严重。
即使日本船只安全到达小笠原群岛并成功开采稀土矿石,也要面临再将矿石由小笠原运回日本的长途高成本运输问题,这趟回程运输预计至少要航行10天以上,运输成本将大大增加。
所以,小笠原群岛的偏远位置已经使日本面临了巨大的物流运输压力,日本想要在这样遥远的岛屿规模开采,无疑增加了其困难。
技术上的不足稀土矿藏深处6000-8000米的海底,而日本目前没有进行深海开采的技术,日本现有的勘探装备也仅能做初步调查,无法进行实际开采。
据了解,日本最先进的深潜救生艇也仅能下潜2000米深处,与矿藏所处的8000米水深相比,可谓差距巨大。
这种超过8000米的海底开采难度是非常高的,需要耐高压的特殊装备,而普通装备根本无法承受深海中的巨大压强,日本必须研发特殊的深海开采装备,这需要投入大量资金和技术研发工作。
虽然日本也在积极发展深海装备,但目前其深海开采技术并不突出,还很难实现商业化开采,日本的技术水平成为其开发深海稀土的又一道坎。
环境保护的障碍深海开采可能对珍稀海洋生态和环境造成破坏,带来污染问题,也使日本犹豫,小笠原群岛附近生态环境脆弱,许多珍稀海洋生物的栖息地都在附近区域,如果开采过程中发生泄漏,污染物可能会毁灭整个海域的生态系统。
特别是稀土矿石本身含有对环境有害的重金属等物质,这些有害物质一旦进入海水,就可能通过洋流扩散,影响日本乃至全球各地的渔业资源和海洋环境,日本就算想要开采,也难以承受因污染海洋而承受的国际环境压力。
稀土资源的可持续利用与开发稀土元素具有独特的物理和化学性质,是制造电子、光电、磁性、激光以及航空航天等高新技术产品时不可或缺的材料。
但是,稀土元素在地壳中含量虽高,但品位较低,资源类型繁多,开采难度大,需要复杂的提取和分离工艺,因此能够实现商业化生产的国家不多。
当前,全球稀土资源储量仍相对充裕,但如何实现稀土资源的合理高效利用与可持续开发,仍面临诸多挑战。
中国是全球最大的稀土生产和出口国,由于早期在提炼分离技术上处于领先地位,中国的稀土产业获得了较快发展。
但是,过度开采也导致了环境污染和资源浪费问题,2010年后,中国政府采取措施严格限制稀土出口量,鼓励企业转型升级,减少对稀土的依赖,这对推动全球稀土资源的优化配置发挥了重要作用。
在科研方面,中国科学院院士徐光宪在20世纪80年代首创的“串级萃取”技术,大幅提高了稀土的分离效率,降低了成本,使中国成为第一个能够实现大规模高纯稀土生产的国家。
这项技术的广泛应用,奠定了中国稀土工业的技术基础,未来,继续加大科研投入力度,开发新材料和新工艺以减少稀土用量,将是推动稀土可持续利用的关键。
与此同时,其他国家也在加快开发本地稀土资源,以降低对中国的依赖,例如印度就拥有丰富的稀土储量,而俄罗斯、美国等国也在稀土勘探方面投入巨资。
此外,全球科学家正在研发钇铁石榴石等新型磁性功能材料,以期部分替代稀土材料,这些举措将有助于缓解当前对中国稀土的依赖,实现全球稀土资源配置的多元化。
当前,尽管全球范围内稀土资源储量仍很充裕,但各国已经意识到合理高效利用稀土资源的重要性。
一方面要避免重复建设、产能过剩,另一方面要加大科技创新力度,开发利用海底矿产等新的稀土来源,同时研发新材料替代稀土。
发展风能、太阳能等可再生资源以及开拓外层空间资源等举措,也将为人类可持续发展提供新的可能。
总体来看,实现稀土资源的高效利用与可持续发展,需要政府部门、企业和科研单位通力合作,只有统筹全球资源配置,推动科技创新,才能在满足人类发展需求的同时,保证稀土等战略资源的长期稳定供应。
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