美国有煤炭,中东有石油,俄罗斯有天然气,澳大利亚有铁矿,中国有什么?

维达说 2023-05-02 18:32:30

说起稀土,在人们常规概念和记忆中,中国是世界第一的稀土资源大国,拥有压倒性的优势储量,稀土是中国握在手里的一张王牌,关键时候打出会有奇效。但实际上,稀土到底是什么?为何被称为“工业维生素”或者“工业味精”?其蕴藏的威力为何如此得大?我国又是如何能保有稀土这张王牌的?很多人并不甚了解,随着近来中美脱钩风险增加,稀土这张牌的实力又如何呢?

稀土不是土,是稀有金属

稀土,根据根据国际纯粹与应用化学联合会的定义,是元素周期表上第三副族的21号元素钪(Sc)、39号元素钇(Y)和原子序数51到71的镧系元素,这17种元素被统称为稀土元素。不过由于钷元素(Pm)属于人造元素,自然界存在极为稀少,而钪元素又常划归于稀散元素,因此在矿产资源领域中,稀土通常主要指的是除去钷和钪的其它15个稀土元素。

根据中国标准《稀土术语》所示,这15个稀土元素因原子电子层结构和物理化学性质的不同,又可划分为轻稀土、中稀土和重稀土三类。分别是镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)四个轻稀土;钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)三个中稀土;铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)八个重稀土。

稀土作为一种不可再生资源,之所以被称为“工业维生素”,就是在于其能够大幅提高其他产品的质量和性能,目前已被广泛应用于国防军工、航空航天、特种材料、冶金、能源和农业等诸多领域。据《中国制造2025》,我国未来着重发展的高端装备制造、新能源、新材料产业、新能源汽车产业等重点制造领域都与稀土关系密切。所以稀土就成了我国的战略性核心矿产资源。

稀土矿的四大类型

稀土在地壳中主要以矿物形式存在,目前已知的稀土矿物有250多种,可供利用的工业稀土矿物有50~60种,而具有实际开采价值的约有10种,主要是独居石矿、氟碳铈矿、磷钇矿,以及风化壳淋积型稀土矿。所谓独居石,又名磷铈镧矿,矿物成分中稀土氧化物含量高达50~68%。具有经济开采价值的独居石矿属于冲积型或海滨砂矿床。其中海滨砂矿床在澳大利亚、巴西、印度等国沿海有不少分布。

氟碳铈矿,是提取铈族稀土元素的重要原料,多作为开采铁矿的副产品,其稀土氧化物平均含量为 5~6%。目前品位最高的氟碳铈矿矿床是美国加利福尼亚州的芒廷帕斯矿,这也是世界上唯一以开采稀土为主的氟碳铈矿。磷钇矿是有钇族稀土元素混入,以镱、铒、镝、钆为主的稀土矿物,且有锆、铀、钍等元素代替钇,同时伴随有硅代替磷,一般来说,磷钇矿中铀的含量大于钍。

最后一种是风化壳淋积型稀土矿,也称离子吸附型稀土矿,是地表岩石经长期风化,游离出来的稀土元素以离子吸附态在风化壳矿中迁移富集而形成的一类独特的稀土矿床,属于中国特有的稀土矿物。离子吸附型稀土矿中重稀土元素含量远高于前三种稀土矿物高,多分布在丘陵地带,适于手工和半机械化开采,该类矿源主要分布在中国南方的江西、广东、湖南、广西、福建等地,覆盖面很大。

中国稀土资源分布格局:北轻南重

中国是世界稀土资源储量最大的国家,主要分布在三大矿区,一是内蒙古的白云鄂博稀土矿稀土矿,约3600万吨稀土氧化物储量;二是川西牦牛坪轻稀土,约500万吨;三是南方七省离子吸附型稀土,约1000万吨;白云鄂博稀土矿的资源量曾超亿吨,是世界上最大的稀土矿床,占了我国稀土资源量的83%,于1927年由地质学家丁道衡所发现,一开始是作为铁矿开采的,在这里方圆十多平方范围内矿区内,还蕴藏着约20亿吨铁矿石。

白云鄂博矿里面有一百六七十种矿物,含稀土元素的不到一半,最重要的就是氟碳铈矿和独居石,属于轻稀土,南方的离子吸附型稀土则偏向重稀土,供应了全球95%的重稀土供给,具有巨大的经济价值和战略价值。一方面重稀土的市场价格远高于轻稀土和中稀土,比如重稀土中的铽元素价格在8450元/公斤,而轻稀土中镧、铈的价格却只有几元到十几元/公斤。

稀土的价值在哪里?

当然,不管是轻稀土还是重稀土,在新兴产业和国防军工上都是不可或缺的,比如在国防军事高科技领域中,美国弗吉尼亚级核动力潜艇每艘使用约4173公斤稀土金属、阿利伯克导弹驱逐舰要大约2359公斤稀土金属、F-35战斗机需要约417公斤的稀土金属。还有新能源领域,比如一个风力发电机平均就需要用到半吨稀土,要知道按照中国的风能规划,2025年后年均新增装机容量不低于6000万千瓦,估算下来风力发电机对稀土的需求量至少3万吨/年。

同样的,智能手机用到了几乎全部的15种稀土元素,虽然每部智能手机平均用量约10~12克,按照2020年总产量约13亿部计算,仅智能手机产业就需要1.3~1.6万吨稀土。汽车产业方面,一台新能源轿车至少用到10公斤稀土,而我国的新能源电车产量到2025年预计会达到500万辆,稀土的需求就有5万吨。

不过新能源汽车、智能消费电子和军工仍然还只是稀土应用的一小部分。具体来看,稀土产品应用于各类稀土功能材料、石油化工、玻璃陶瓷、冶金机械、及农业轻纺当中。期中稀土功能材料的范围包括磁性材料、抛光材料、发光材料、催化材料及储氢材料。稀土磁性材料的终端占比最高,也价值最大,其终端应用便包括前面讲的新能源汽车、风力发电和工业自动化。可见高科技越发展,未来社会对稀土的需求量越大。

中国稀土的隐忧与应对策略

但稀土是不可再生资源,在上世纪上世纪70—90年代我国的稀土储量在全球的占比高达80%—90%,但随着二十多年的疯狂开采、贱卖,几乎支撑了全球稀土消耗。如今我国的稀土资源量只占世界的35%,为4400万吨,虽然仍位居世界第一,但占比已经大幅下降,紧随其后的还有越南、巴西、俄罗斯、美国、澳大利亚、缅甸等国。不过中国常年供应了全球稀土矿产量的主要部分。

比如在2022年,全球稀土矿产量总计30万吨,其中中国贡献 21 万吨,占比达到 70%,其他稀土矿产量较多的国家还有美国、澳大利亚、缅甸,但产量分别只有 4.3 万吨、1.8 万吨及 1.2 万吨。额外一提的是,缅甸出产的也是少有的重稀土,不过因为国内的大肆开采,稀土资源日渐枯竭。

可以说,我国拥有着全球最完整的稀土产业链,不管是稀土储量、原矿开采,还是冶炼分离和加工应用都是世界上最全面的,这就确保了我国稀土产业在全球的优势,稀土话语权由此而来。当年随着我们自身稀土矿的大量消耗,稀土话语权也存在隐忧,特别是美日韩欧等过,曾在中国稀土“白菜价”时大量进口囤备了足够数年使用的稀土的情况下,所以中国加强对稀土资源的开发和保护势在必行。

于是为了应对稀土产业存在的资源过度开发、生态环境破坏严重、产业结构不合理、价格严重背离价值、出口走私比较严重等问题,中国对内重组了稀土企业,形成了中国铝业、厦门钨业、中国五矿、广东稀土、南方稀土和北方稀土六大稀土集团,完善产业布局,避免内耗。要知道2000年至2010年,稀土价格仅上涨了2.5倍,而黄金、铜、铁矿石价格同期则分别上涨了4.4、4.1、 4.8 倍。

同时对稀土资源出口采用配额制,控制稀土资源盲目开采,然后卖“白菜价”,比如在2020年,据工信部数据,中国稀土产量配额为14万吨,其中北方白云鄂博轻稀土12.085万吨,南方离子吸附型重稀土1.915万吨,配额产量占全球总供给的60%多。同时在2021年中国又开启国内稀土集团的二次整合,仅保留北方稀土、中国稀土、厦门钨业和广东稀土四大集团,以实施大集团战略,减少企业间相比压价。

中国针对稀土产业的整合,可谓是双管齐下,不仅解决了行业内企业“多、小、散”的问题,也保证了稀土资源的有序供给,保护本国稀土资源。这一系列动作也使稀土真正成为了中国手里的一张重要底牌,结束了美日韩欧长期廉价“薅羊毛”的时代。尽管感到阵痛后,美国、澳大利亚等国纷纷着手打造本国稀土产业链,但一时仍远水不解近渴。

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