目前所探知到的星球中.那个星球矿石来自最多?
月球有丰富的矿藏,据介绍,月球上稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1~1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。科学家指出,要开发月球必须对月球进行全面的探测,了解月球的资源,并逐步对资源进行开发。月球的矿产资源极为丰富,地球上最常见的17种元素,在月球上比比皆是。以铁为例,仅月面表层5厘米厚的沙土就含有上亿吨铁,而整个月球表面平均有10米厚的沙土。月球表层的铁不仅异常丰富,而且便于开采和冶炼。据悉,月球上的铁主要是氧化铁,只要把氧和铁分开就行;此外,科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。在月球表层,铝的含量也十分丰富。月球土壤中还含有丰富的氦3,利用氘和氦3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。据悉,月球土壤中氦3的含量估计为715000吨。从月球土壤中每提取一吨氦3,可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。从目前的分析看,由于月球的氦3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。1998年3月5日,美国航天*向全球发布了一条特大新闻:“月球勘探者”号探测器发现月球两极存在大量液态水,其储量约为0.1亿吨-3亿吨,它们分布在月球北极近5万平方公里和南极近2万平方公里的范围内。如果月球陨石坑底部土壤水层非常深厚,那么月球上的水资源储量最终有可能达到13亿吨。月球上的水资源首次被证实,这一振奋人心的消息使科学家欣喜若狂,在全世界亦产生强烈反响,因为这一发现对于人类在下个世纪建立永久性月球基地具有里程碑式的重大意义。科学家们认为,月球上存在的水资源可能是人类在太阳系中拥有的最宝贵的“不动产”。即使月球水的储量只有3300万吨,也足以保证2000人在月球上生活100多年,而且从月球的土壤中提取水是一个“简单”的过程,将混有冰的泥土收集起来加热,使冰融化后便可得到水。据估计,现在找到的这些冰水可以填满一个深11米,面积10平方公里的湖泊。月球水是生命之源,它不仅能供给宇航员饮用和生活之用,使他们在月球上的持续停留时间更长,还可以在太空栽培农作物或喂养动物;水又是一种动力源,可以分解为氢和氧,为行星探测飞船提供燃料,大大延长飞船的使用寿命,有了水,科学家可以方便地开发月球上的各种自然资源,还可以把月球当作探测宇宙空间的前哨基地;水对于研究月球的成因和性质也有相当重要的意义。当然,开发月球上的水资源并非易事,因为月球上的冰块并非集中在某一个冰冻层,大量的冰同岩石,尘土混杂在一起,估计其含量仅占0.3%—1%。此外,由于月球陨石坑一直不见天日,坑内混度太代,需要能在月球两极-230℃起低温下工作的机器,但制造这样的机器极为困难。尽管如此,既然月球有水,那么人类重返月球,建立月球基地,开发月球资源的日子将成为21世纪科技的目标。此外,月球水资源的开发和利用也将使太空旅游由理想变成现实。人类在月面上进行科学探测与研究活动,开发利用月球资源,建立永久性月球基地是十分必要的。至于月球基地建设和月面活动方案,已有很多建议,由于目的不同及建议者不同,因而各种提案有着很大的差别。但只要我们从总体的构思上对这些提案进行剖析,都离不开下列几个发展阶段。①基地建设准备阶段:对地形及资源的调查;②建设前哨基地:在月面临时居住,向下一阶段过渡的准备作业;③建立月球生产基地:月面上长住,生产活动开始;④发展中的月球基地:生产活动进入正常化阶段;⑤成熟的月球基地(即永久性月球基地):建立各种产业,经济独立化。月球前哨基地的建设,意味着人类已跨入月球基地建设的第二阶段。应该说,这时的人类开发月球活动,还仅仅是一个开端。年轻的科学家们将奔赴月球前哨基地,到第一线去参加实际考察,希望能够掌握更多的第一手资料,为开发月球、建设月球献出美好的青春。年富力强的实业家们,被月球上丰富的资源所吸引,他们将开辟新的战场,到月球上去开矿、建厂、创业,加快月球资源利用的步伐,在月球上大展宏图。这里必须强调的是,当大批人马进入月球基地,转入月球生产基地建设阶段时,需要解决的问题比前哨基地建设复杂得多、困难得多。这是因为人员增多,需要就地建设住宅,再依靠着陆器上航天员住宅远远不能满足要求。而月面是真空的,表面温度从-170℃至+130℃之间发生变化,温差极大。此外,还需经受宇宙射线和微小陨石*扰等危险环境的考验。为了使航天员能长期生活在这样严峻的自然环境中,基地的各种建筑物的结构必需具有高度的气密性、绝热性、抗辐射性等。科学家们为此已勾画出月球生产基地的基本轮廓,提出了月球上工农业生产、科研的布*,供给设计师们作为建筑设计的依据。根据月岩样品及大量有关资料的研究与分析,确定了月球优先生产的产品原则,主要是充分利用月球资源,为扩建月球基地而生产所必须的原材料,重点放在制氧、金属冶炼、建筑材料的制备等。为了实现这一目的,人们已对月球上的加工厂的生产工艺流程及制备方法进行了多方面的详细研究。科学家很早就开展月球表土提取氧的方法研究,他们利用阿波罗飞船取回的月球沙土进行实验,在1000℃的高温下,将月沙中的钛铁矿和氢接触生成水,再将水通过电解提取氧。研究表明,提取1吨氧,约需70吨的月球表土。考虑到在月球上生产的特殊情况,建议在月球基地建设的同时,应考虑配备一套小型的化学处理设备,利用太阳能作动力,每天大约可制备出100千克的液氧。具体工艺流程是,利用月球岩石在高温下与甲烷发生反应,生成一氧化碳和氢。在温度较低的第二个反应器中,一氧化碳再与更多的氢发生反应,还原成甲烷和水。然后使水冷凝,再电解成氢和氧,把氧储存起来供使用,而氢则送入系统中再循环使用。据预测,月球制氧设备,最初是为给月面上航天员提供氧气之用,但他们需要的氧气并不多,一个12人规模的基地,每月也只需要350千克氧气。而一套制氧设备连续工作后,可生产出相当数量的氧气,因此,在月球基地建设时,应同时建造一个永久性的液氧库,以便供给航天器作为低温推进剂燃料使用。十分有意义的是,在制氧过程中经过化学处理后得到的“矿渣”,却成了上等的副产品。这是因为它含有丰富的游离态硅和可供冶炼的金属氧化物,只要采用适当的工业方法便可继续冶炼,炼制出工业上极有使用价值的金属钛。科学家们提出的制钛工艺流程是,将“矿渣”通过机械粉碎、磁选,提取出铁钛氧化物,在1273℃高温下加氢处理,生成氧化钛,再以硫酸置换出其中的铁,接着和碳混合,在700℃的温度下通入氯气,经过化学反应后生成四氯化钛,然后在2000℃高温下加热,投入镁以便脱出氯,最终得到熔融态的钛。铝的精制方法更为新颖,月面上的铝是由称之为斜长石的复杂结构所组成,倘若用常规精炼方法制铝,在月面上很难获得成功。科学家们经过反复试验与研究,提出了一套炼铝的新的工艺。具体做法是,将月岩粉碎,在1700℃下加热熔化,然后在水中冷却至100℃制成多质的球,再经粉碎,在其中加入100℃的硫酸,即可浸出铝。用离心分离法和过滤法除去硅化物后,再将它在900℃的温度下进行热解反应,得到氧化铝和硫酸钠的混合物。随后洗去硫酸钠并进行干燥,再与碳混合加热的同时,加入氯气与之进行反应,生成了氯化铝,经电解,获得最终产品——纯铝。建筑业离不开玻璃,因此在月面上生产玻璃显得尤为重要。通常的玻璃是由71~73%的氧化硅,12~14%的碳酸钠,12~14%的氧化钙组成。月球土壤中含有40~50%的氧化硅,在月面上制造玻璃是以硅玻璃为主。其精制方法较为简单,即在月球土壤中根据需要加入各种微量添加物,用硫酸溶解出一些无用的成分之后,在1500~1700℃下熔化,然后经压延冷却,即可制成月球玻璃。随着月球资源开发取得相当惊人的成果,试生产阶段已告一段落,小型试生产的产品已远远不能满足需求,需要进一步扩大再生产,使月球生产活动逐步走向批量化生产。与此同时,由于进入月球参加开发的人员增多,所建月球基地已显得拥挤不堪,需要完成改建、扩建基地工程,这无疑需要大量的建筑材料,尤以对混凝土的用量为最大。值得庆幸的是,制造混凝土所需的沙土、石子、水泥,都可以就地取材。混凝土结构具有成本低、易于成型、抗辐照等优点,是建设月球基地最有希望的建筑材料。新型月球基地,可根据设计采用混凝土预制的舱体来建造。当然,被采用的月球混凝土构件的形式是很多的,这里介绍一种通用舱段为六棱柱形的,先用混凝土制成框架和壁板,然后装配成形。这种形式的舱体的最大优点是非常灵活,由于它是六角形体,通过各个面既可向平行方向辐射扩展,亦可向垂直方向(向上)扩展,墙壁、天花板、地板,随时都可拆卸,也可根据需要再组合拼接,扩建基地,调整空间。最后将套在它里面的圆筒式的增压舱体连接起来,便构成了一个组装式的月球基地。人们到月球上建设基地,除了开发资源发展生产外,最终目标还是想把月球扩建成移民区,让更多的人到月球上观光、游览,或者带着全家老小移居到月球上,做一名月球人。这样一来,其建设规模更加庞大,需要的建筑材料更多,并要求寻找一种更为简便的施工方法。一些科学家提出,在南极洲应用的一种称为“挖掘—装填”的建造技术,也完全适用于月球。推土机将在月球表面的松软岩层或“浮土”中挖出一条壕沟,再把一节节的圆筒式增压舱装入沟中,连接紧固后,在它上面覆盖很厚的一层月球岩土,即可耐热、绝热、保温,又可防止辐照。科学家们已设计出一个月面研究实验基地,主要任务是进行月面上的天文观测、地貌地质调查、矿产资源勘查等。其设计规模可容纳60名航天员,能提供居住6个月以上的能源及生活必需品。月面研究实验基地,以球形舱和圆筒形舱构成环体,分为工作区和生活区两大部分。工作区由研究实验舱、工业生产舱、农作物种植舱、生态环境生命保障舱、管理舱、能源舱、物资供给舱、航天港等组成。其中农作物种植舱除生产农作物外,还饲养鸡、羊、兔、鱼等动物,培植藻类、蕨类植物,以及水果蔬菜等。生态环境生命保障舱内配备有气体净化处理、水处理、排泄物处理设施。而能源舱主要是太阳能发电设备,在舱外平地上安放了大面积的太阳能电池阵。航天港离研究实验基地稍远一些,它是用来接待和发射月球飞船的场所。进入生活区,则是另一番天地,这里环境优美,人生活在里面感到安逸、快乐,能洗去一天的工作疲劳。生活区内有公共场所、住宅以及生活配套设施。公共场所供航天员之间交流情感、谈天说地、互换信息、餐饮、聚会、娱乐等,航天员在柔美的乐曲声中翩翩起舞,或在影像画面中开怀畅饮,得到足够的休息。天花板和墙整体漆成白色,使人感到明快、舒适。个人住宅,为航天员个人睡眠、看书报和娱乐的空间,以蓝色和绿色这些冷色为基调,使内部装饰得较为柔和,照明布置使空间富有立体感,生活在这样的环境里,感到很幽静,容易入睡。生活配套设施有健身房、医疗保健所等。究竟要建成什么样的月球基地,这是众多人关心的问题。一些能源科学家建议,月球上蕴藏着大量的硅、铁、铝、钛、钙、氧等元素,而这些元素地球上的已足够供人类使用,开采它们还算不上当务之急。只有氦在地球上是绝无仅有的,尤其是氦-3,它是地球上没有的能源,储量相当丰富,是未来核聚变反应堆的理想燃料,因此,应优先开发建立月球能源基地。另一些能源专家则指出,还应重点建设月球太阳能发电基地。其实二者并不矛盾,这足以说明解决地球未来能源短缺问题已迫在眉睫。由于月球和地球有着类似的地质特征,都蕴藏着丰富的核资源和建设核电站所需的原材料,因此,很适合在月球上建造核电站。在地球进行核发电时要使用涡轮和水,而在月球上,通过采用热离子和温差发电机等高效复合能量转换系统,便可直接将核能转变为电能。设想中的月球核能源基地,将包括核燃料供应厂、核发电设施和输电设施。月球上的电力,通过高传输效率的短波长激光束,也就是紫外线区的激光,输送到静止轨道上的能量中继卫星,在中继卫星上,电能被转换成在空气中具有高传输效率波长的激光,然后再传送到位于地球上的接收站。由接收站再将能量分配到各个区去供用户使用。月球核能源基地,通常建造在月球的两极地区,因为极地是向地球进行能源传输的最佳场地。月球核能源基地一旦建成,转入稳定运行后,将全部由机器人操作控制、维护与修理,绝对不会对人类造成污染威胁。为了建立月球核能源基地,有许多工程技术问题,有待人们尽快研究解决,例如超高效能量转换系统、空间用核反应堆、空间机器人、大功率输出的高效激光生成设备、接收设备、激光传输的安全技术等。正如前面所述,月球上氦-3不仅储量多,而且是一种洁净的核能源,这对于净化地球环境十分有利,对人类来说颇具吸引力。如果将它从月球上开采出来运至地球,供人类享用,无疑使人类获益匪浅。据预测,从月球的矿石中提取的氦-3,足以满足整个地球400年能源的需要。经测算,建设一个500兆瓦的氘-氦-3核聚变电站,每年约需50千克的氦-3,也就是说,每年只要在月面上挖一个面积1.5平方千米,深3米的坑。而且它不含放射性物质并能产生更多的能量,用氦-3为原料,核反应堆成本将降低一半。仅开发氦-3月球资源这一点,人们就足以理解重返月球的深远社会与经济意义了。总之,月球基地将成为人类生存延伸到地球以外星球的开端,是人类空间的第一移民区,并且也是人类向太阳系其它行星进军的中转站。月球基地的建设是一场新的技术革命,必将对世界的文化、经济、社会、科技等各个领域产生重大和深远的影响。
什么是稀土?
镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇。总共16种元素。由于他们极度稀有,而且矿物状态很像土壤,所以称为稀土。
怎样分辩泥土中有没有稀土
通过下面的一些方法,就能分辨出泥土中是否含有稀土了。稀土生产与分离 稀土市场是一个多元化的市场,它不只是一个产品,而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属,均具有多种多样的用途。加上相关的化合物和混合物,产品不计其数。首先从最初的矿石开采起,我们逐一介绍稀土的分离方法和冶炼过程。 稀土选矿 选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。 当前我国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中,稀土氧化物含量只有百分之几,甚至有的更低,为了满足冶炼的生产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开,以提高稀土氧化物的含量,得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。 内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床,是铁白云石的碳酸岩型矿床,在主要成分铁矿中伴生稀土矿物(除氟碳铈矿、独居石外,还有数种含铌、稀土矿物)。采出的矿石中含铁30%左右,稀土氧化物约5%。在矿山先将大矿石破碎后,用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。选矿厂的任务是将Fe2O3从33%提高到55%以上,先在锥形球磨机上磨矿分级,再用圆筒磁选机选得62~65%Fe2O3的一次铁精矿。其尾矿继续进行浮选与磁选,得到含45%Fe2O3以上的二次铁精矿。稀土富集在浮选泡沫中,品位达到10~15%。该富集物可用摇床选出REO含量为30%的粗精矿,经选矿设备再处理后,可得到REO60%以上的稀土精矿。 稀土冶炼方法 稀土冶炼方法有两种,即湿法冶金和火法冶金。 湿法冶金属化工冶金方式,全流程大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法,它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程复杂,产品纯度高,该法生产成品应用面广阔。 火法冶金工艺过程简单,生产率较高。稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热还原法制取稀土合金等。火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。 稀土精矿的分解 稀土精矿中的稀土,一般呈难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形态。必须通过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物,经过溶解、分离、净化、浓缩或灼烧等工序,制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作为产品或分离单一稀土的原料,这样的过程称为稀土精矿分解也称为前处理。 分解稀土精矿有很多方法,总的来说可分为三类,即酸法、碱法和氯化分解。酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等。碱法分解又分为氢氧化钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非稀土元素的回收与综合利用、利于劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程。 目前,虽然已发现有近200种稀散元素矿物,但由于稀少而未富集成具有工业开采的独立矿床,迄今只发现有很少见的独立锗矿、硒矿、碲矿,但矿床规模都不大。 碳酸稀土和氯化稀土的生产 这是稀土工业中最主要的两种初级产品,一般地说,目前有两个主要工艺生产这两种产品。 一个工艺是浓硫酸焙烧工艺,即把稀土精矿与硫酸混合在回转窑中焙烧。经过焙烧的矿用水浸出,则可溶性的稀土硫酸盐就进入水溶液,称之为浸出液。然后往浸出液中加入碳酸氢铵,则稀土呈碳酸盐沉淀下来,过滤后即得碳酸稀土。 另一种工艺叫烧碱法工艺,简称碱法工艺。一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀,在高温下熔融反应,稀土精矿即被分解,稀土变为氢氧化稀土,把碱饼经水洗除去钠盐和多余的碱,然后把水洗过的氢氧化稀土再用盐酸溶解,稀土被溶解为氯化稀土溶液,调酸度除去杂质,过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。 稀土元素的分离 目前,除Pm以外的16个稀土元素都可提纯到6N(99.9999%)的纯度。由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中,分离提取出单一纯稀土元素,在化学工艺上是比较复杂和困难的。其主要原因有二个,一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分相似,多数稀土离子半径居于相邻两元素之间,非常相近,在水溶液中都是稳定的三价态。稀土离子与水的亲和力大,因受水合物的保护,其化学性质非常相似,分离提纯极为困难。二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多(如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等)。因此,在分离稀土元素的工艺流程中,不但要考虑这十几个化学性质极其相近的稀土元素之间的分离,而且还必须考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的分离。 现在稀土生产中采用的分离方法: (1)分步法从1794年发现的钇(Y)到1905年发现的镥(Lu)为止,所有天然存在的稀土元素间的单一分离,还有居里夫妇发现的镭,都是用这种方法分离的。分步法是利用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的差别来进行分离和提纯的。方法的操作程序是:将含有两种稀土元素的化合物先以适宜的溶剂溶解后,加热浓缩,溶液中一部分元素化合物析出来(结晶或沉淀)。析出物中,溶解度较小的稀土元素得到富集,溶解度较大点的稀土元素在溶液中也得到富集。因为稀土元素之间的溶解度差别很小,必须重复操作多次才能将这两种稀土元素分离开来,因而这是一件非常困难的工作。全部稀土元素的单一分离耗费了100多年,一次分离重复操作竟达2万次,对于化学工作者而言,其艰辛的程度,可想而知。因此用这样的方法不能大量生产单一稀土。 (2)离子交换法由于分步法不能大量生产单一稀土,因而稀土元素的研究工作也受到了阻碍,第二次世界大战后,曼哈顿计划推动了稀土分离技术的发展,因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质相似,为尽快推进原子能的研究,就将稀土作为其代用品加以利用。而且,为了分析原子核裂变产物中含有的稀土元素,并除去铀、钍中的稀土元素,研究成功了离子交换色层分析法(离子交换法),进而用于稀土元素的分离。 离子交换色层法的原理是:首先将阳离子交换树脂填充于柱子内,再将待分离的混合稀土吸附在柱子入口处的那一端,然后让淋洗液从上到下流经柱子。形成了络合物的稀土就脱离离子交换树脂而随淋洗液一起向下流动。流动的过程中稀土络合物分解,再吸附于树脂上。就这样,稀土离子一边吸附、脱离树脂,一边随着淋洗液向柱子的出口端流动。由于稀土离子与络合剂形成的络合物的稳定性不同,因此各种稀土离子向下移动的速度不一样,亲和力大的稀土向下流动快,结果先到达出口端。 离子交换法的优点是一次操作可以将多个元素加以分离。而且还能得到高纯度的产品。这种方法的缺点是不能连续处理,一次操作周期花费时间长,还有树脂的再生、交换等所耗成本高,因此,这种曾经是分离大量稀土的主要方法已从主流分离方法上退下来,而被溶剂萃取法取代。但由于离子交换色层法具有获得高纯度单一稀土产品的突出特点,目前,为制取超高纯单品以及一些重稀土元素的分离,还需用离子交换色层法分离制取一稀土产。 (3)溶剂萃取法利用有机溶剂从与其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取分离出来的方法称之为有机溶剂液-液液萃取法,简称溶剂萃取法,它是一种把物质从一个液相转移到另一个液相的传质过程。 溶剂萃取法在石油化工、有机化学、*物化学和分析化学方面应用较早。但近四十年来,由于原子能科学技术的发展,超纯物质及稀有元素生产的需要,溶剂萃取法在核燃料工业、稀有冶金等工业方面,得到了很大的发展。我国在萃取理论的研究、新型萃取剂的合成与应用和稀土元素分离的萃取工艺流程等方面,均达到了很高的水平。 溶剂萃取法其萃取过程与分级沉淀、分级结晶、离子交换等分离方法相比,具有分离效果好、生产能力大、便于快速连续生产、易于实现自动控制等一系列优点,因而逐渐变成分离大量稀土的主要方法。 溶剂萃取法的分离设备有混合澄清槽、离心萃取器等,提纯稀土所用的萃取剂有:以酸性磷酸酯为代表的阳离子萃取剂如P204稀土萃取剂、P507稀土萃取剂,以胺为代表的阴离子交换液N1923和以TBP、P350等中性磷酸酯为代表的溶剂萃取剂三种。这些萃取剂的粘度与比重都很高,与水不易分离。通常用煤油等溶剂将其稀释再用。 萃取工艺过程一般可分为三个主要阶段:萃取、洗涤、反萃取。 稀土金属的生产 稀土金属一般分为混合稀土金属和单一稀土金属。混合稀土金属的组成与矿石中原有的稀土成份接近,单一金属是各稀土分离精制的金属。以稀土氧化物(除钐、铕、镱及铥的氧化物外)为原料用一般冶金方法很难还原成单一金属,因其生成热很大、稳定性高。因此目前生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。 (1)熔盐电解法工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。这一方法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融,然后进行电解,在阴极上析出稀土金属。电解法有氯化物电解和氧化物电解两种方法。单一稀土金属的制备方法因元素不同而异。钐、铕、镱、铥因蒸气压高,不适于电解法制备,而使用还原蒸馏法。其它元素可用电解法或金属热还原法制备。 氯化物电解是生产金属最普通的方法,特别是混合稀土金属工艺简单,成本便宜,投资小,但最大缺点是氯气放出,污染环境。 氧化物电解没有有害气体放出,但成本稍高些,一般生产价格较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。 (2)真空热还原法电解法只能制备一般工业级的稀土金属,如要制备杂质较低,纯度高的金属,一般用真空热还原的方法来制取。一般是把稀土氧化物先制成氟化稀土,在真空感应炉内用金属钙进行还原,制得粗金属,然后再经过重熔和蒸馏获得较纯的金属,这一方法可以生产所有的单一稀土金属,但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅使氟化稀土产生部分还原。一般制备这些金属,是利用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理,将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块,在真空炉中进行还原,镧比较活泼,钐、铕、镱、铥被镧还原成金属后收集在冷凝上,与渣很容易分开。
由江西理工大学牵头的“离子型稀土矿浸矿场地土壤污染控制及生态功能恢复技术”国家重点研发计划项目获批
日前,中国21世纪议程管理中心下发《关于国家重点研发计划“场地土壤污染成因与治理技术”重点专项2019年度指南项目立项的通知》,由江西理工大学资环学院土壤生态修复团队(负责人:陈明)牵头申报、合作单位中科院南京土壤所王兴祥教授担任项目首席的国家重点研发计划“场地土壤污染成因与治理技术”专项“离子型稀土矿浸矿场地土壤污染控制及生态功能恢复技术”项目获批立项。项目总经费4324万元,其中中央财政经费2424万元,目前第一笔经费1212万元已经拨付到位。这是江西理工大学“十三五”期间获批的第二个国家重点研发计划项目。
在离子型稀土矿开采过程中,常伴随着土壤盐碱化、地表水和地下水污染、植被破坏、水土流失、山体滑坡等环境问题,对矿区周边的人类健康与生命财产安全具有潜在影响。为解决离子型稀土矿开采带来的土壤污染问题,江西理工大学土壤生态修复团队联合中科院南京土壤所、中科院地理科学与资源研究所、国家地质实验测试中心、江西省环境保护科学研究院等科研院所和南京大学、复旦大学、井冈山大学等高校以及江西挺进环保科技有限公司、赣州锐源生物科技有限公司等本土龙头环保企业,牵头申报了“十三五”国家重点研发计划项目“离子型稀土矿浸矿场地土壤污染控制及生态功能恢复技术”,开展离子型稀土矿区土壤污染控制关键共性技术研究及工程示范,旨在为离子型稀土矿区场地污染控制、生态恢复与安全增值利用提供技术支撑,为实现我国生态文明建设和污染防治攻坚战国家战略做出贡献。
此前,项目组多次前往定南县,与定南县人民**开展项目对接、赴稀土矿山开展离子型稀土矿场地土壤污染科技调研等,为后续项目顺利启动打下坚实基础。
一直以来,江西理工大学坚持以国家重大专项为纽带,整合国内优势科技资源,聚焦离子型稀土矿区污染土壤修复和矿区环境可持续发展,积极践行“绿水青山就是金山银山”的理念,保持定力,为打好污染防治攻坚战,后续深入助力打赢“净土保卫战”作出不懈努力。(文/闫柏峄)
学校简介
江西理工大学创办于1958年,原名江西冶金学院,1988年更名为南方冶金学院,2004年更名为江西理工大学。学校曾先后隶属于冶金工业部、中国有色金属工业总公司,2013年成为江西省人民**、工业和信息化部、教育部共建高校。学校是***批准具有博士、硕士和学士学位授予权的单位,是一所以工学为主,理工结合,管理学、经济学、法学、文学、艺术学、教育学等多学科协调发展,面向全国招生和就业并有权接收华侨及港澳台学生和留学生的教学研究型大学;是宝钢教育奖评审高校;学校具有推荐优秀本科生免试攻读硕士学位资格;是我国有色金属工业和钢铁工业重要的人才培养和科研基地,被誉为“有色冶金人才摇篮”。
学校在赣州、南昌两地有5个校区,占地面积共计3700余亩。校本部位于享有“世界钨都”、“稀土王国”、“客家摇篮”、“红色故都”之美誉的国家历史文化名城——江西省赣州市。学校1958年开办本科教育,1980年开始硕士研究生教育,2013年开始博士研究生教育。现有1个材料冶金化学学部,17个教学学院,18个科研院所。全日制在校本科生3.3万人,在校研究生3300余人。毕业生以其专业适应性广和“为人诚实、基础扎实、工作踏实”的特点而广受社会欢迎,一次就业率和就业质量保持在江西高校前列,并于2011年荣膺全国毕业生就业典型经验高校“五十强”,2017年荣膺全国创新创业典型经验高校“五十强”。据中国“世界500强”企业CEO毕业院校排名榜显示,我校在2012年中国“世界500强”企业CEO毕业院校并列第5位。据中国校友会网发布的《中国大学排行榜》显示,我校在2014年“中国高校杰出校友排行榜”中名列第94位,在2020年校友会网中国大学排行榜中名列174位。
学校拥有1个全国示范院士工作站、2个博士后科研流动站、1个博士后科研工作站、2个一级学科博士点(矿业工程、冶金工程),22个一级学科硕士点,11个专业硕士学位点,5个交叉二级学科点,4个自主设置目录外二级学科,其中“冶金工程”“矿业工程”“材料科学与工程”3个江西省一流建设学科。学科建设整体水平较高,7个一级学科在全国第四轮学科评估结果中榜上有名。2019软科一流学科排名冶金工程、矿业工程分部位居全国第7和第9,其中矿业工程进入全球前100。学校现有72个本科专业,拥有国家特色专业3个、国家卓越工程师培养计划专业6个、国家一流专业7个、江西省一流专业19个、江西省卓越法律人才培养基地1个。
学校建立了一支梯队结构合理、学术水平高、治学严谨的师资队伍。现有教职工2000多人(其中专任教师1450人、博士教师600余人),其中,教育部“黄大年式教师团队”1个,双聘院士6人,教育部长江学者特聘教授1人,“万人计划”科技创新领军人才1人,“万人计划”创业领军人才1人,新世纪百千万人才工程国家级人选4人,“863”首席科学家1人,中科院百人计划2人(A类),国家优秀青年基金获得者1人,教育部“新世纪优秀人才支持计划”1人,国家有突出贡献的中青年专家、享受***特殊津贴人员、全国模范(优秀)教师60余人;“井冈学者”特聘教授、“赣鄱英才555工程”领军人才、省部级主要学科学术和技术带头人、江西省教学名师、“新世纪百千万人才工程”人选、“井冈之星”青年科学家培养对象和高等学校中青年学科带头人共200余人;正副教授700余人,博士生导师100余人,硕士生导师600余人。学校还聘请了赖远明、左铁镛、古德生、邱定蕃、孙传尧、张文海等院士和130余名国内外知名专家、学者为学校的兼职或客座教授,并聘有30多名外籍教师在校常年任教。
以质量立校、办一流学府。学校坚持“教学优先、教师优先、学生优先”的工作原则和“教学是否满意、教师是否满意、学生是否满意”的工作标准,引导优质教学资源向教学一线集聚。学校拥有国家稀土功能材料创新中心、国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心、国家铜冶炼及加工工程技术研究中心、教育部稀有稀土省部共建协同创新中心、离子型稀土资源开发及应用教育部重点实验室、钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心、国家钨与稀土产品质量监督检验中心等一批国家科研平台、4个国家级工程实践教育中心和1个国家级实验教学示范中心,还有3个省“2011计划协同创新中心”,1个海智计划工作站,20个省级重点实验室、工程技术研究中心、工程研究中心和人文社科重点研究基地,8个省级基础实验教学示范中心,337个校内外实习基地。
学校不断深化教育教学改革,荣获国家教学成果二等奖2项。在全国率先试行“3+1”创新教育模式,着力培养学生的动手能力和实际操作能力。学生在全国各级各类学术科技、文体竞赛上,多次代表江西省高校实现重大突破,赢得了重要荣誉。在全国大学生电子设计大赛、机械创新设计大赛中,我校学生曾实现全国一等奖江西省零的突破。近五年来,在全国大学生数学建模竞赛、全国大学生数学竞赛、机械创新设计大赛、三维数字化创新设计大赛、机器人大赛等赛事上获得全国一等奖近百项。学校健美操队获得全国冠军一百多项,在北京奥运会啦啦操队选拔赛中,以冠军队的身份进入2008年北京奥运会赛场。学校攀岩队获得国际攀岩大师赛、世界杯攀岩赛、全国攀岩锦标赛等国际国内比赛冠军二十多项,并多次打破世界纪录。
学校积极服务于我国有色金属工业、钢铁工业和地方经济社会发展,不断加强学科建设和科学研究,已构建矿业工程、冶金工程、材料工程、机电一体化、信息技术等一批强势学科,形成了钨、铜、稀土、锂资源综合开发与利用四大特色和优势,经济学、管理学、理学、法学等新兴学科也日渐享誉国内。近五年来,共承担国家重点研发计划、国家“863”“973”计划,国家科技支撑计划,国家自然科学基金、国家社会科学基金等各级各类科研项目3000多项,科研总经费6亿多元;2008年以来,获国家科技进步二等奖6项,获江西省自然科学一等奖、科技进步一等奖等省部级奖90多项。学校科技服务成效显著,遍及全国30个省市自治区,多年来一直与中国铝业、中国中钢、上海宝钢、江西铜业、紫金矿业、铜陵有色、西部矿业等一百余家国内大中型钢铁、有色金属企业建立了紧密的产学研合作关系,有600余项科研成果被采用,产生了巨大的经济效益和社会效益。
学校坚持开放办学,积极拓展国际交流与合作。学校与英国、加拿大、德国、日本、澳大利亚、俄罗斯、泰国、韩国等高校实施学分互认、本硕生互换、合作办学等国际联合培养项目。学校为海外留学生接收院校,共招收来自23个国家和地区的学生进行语言、本科、硕士和博士层次的学习。学校获批为***侨办华文教育基地,共计举办夏(冬)令营项目和海外教学项目20个,教授3000余名海外学生。2015年获国家汉办批准与巴基斯坦旁遮普大学共建孔子学院。旁遮普大学孔子学院自成立以来,一直积极开展汉语国际推广和中国文化传播工作。至今,已建设校内外教学点11个,注册学员4116人次,汉语考试HSK考生5038人次,组织文化推广活动33场次,累计受众达40200人次。2017年获批与旁遮普大学合作举办“2+2”电气工程及其自动化专业本科教育,为全省首个境外中外合作办学项目。项目由三峡南亚投资有限公司提供全额奖学金,通过订单委托培养模式,储备一定数量的电力运行属地化人才,这些学生将成为“一带一路”和“中巴经济走廊”建设的中坚力量。2018年成功获教育部批准与加拿大劳伦森大学合作举办中外合作办学“采矿工程”专业本科4+0项目。学校与澳大利亚莫纳什大学合作建立了“江西理工大学中澳REEM国际研究院”,与澳大利亚昆士兰大学合作建立了“江西理工大学-昆士兰大学高温过程联合实验室”,2019年,学校成功获教育部批准与俄罗斯阿穆尔共青城国立大学合作举办中外合作办学“电子科学与技术”专业本科4+0项目。除此之外,学校还与澳大利亚昆士兰大学就稀土技术、澳洲高效磨矿和高效细粒浮选技术等技术开展科研合作,承担了“用DENKABLACKLi导电剂提升电动汽车用动力电池性能的合作研究”(日本)、谦比西铜矿“矿山采掘信息化”(赞比亚)、“含砷硫难处理金矿金提取工艺研究”(缅甸)等国际科技合作项目10余项。
六十年春华秋实,一甲子沧桑砥砺。学校将秉承“志存高远、责任为先”的校训精神,坚持“育人为本,德育为先,学术为基,质量立校,特色强校,文化兴校”的办学理念和“以贡献求支持、以特色争优势、以创新谋发展”的办学思路,贯彻“以市场理念经营学校、以教育规律管理学校、以法治理念治理学校”的三大理念,实施“特色、人才、质量和开放”四大战略,突出“学科建设强实力、人才培养提质量、科学研究上水平、服务区域做贡献、发展成果惠民生”五大任务,强化“队伍、财力、条件、制度、d建、文化”六大保障,深化“治理体系、人才培养、学科与科技、社会服务、人事人才、综合保障、d建与思想**”七大改革,努力实现内涵发展、特色发展和转型发展,建设“综合实力江西一流、优势学科国内先进、特色领域国际知名的高水平理工大学”!(数据截止2020年7月)
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11月8日,工业和信息化部、自然资源部下达了2019年度稀土开采、冶炼分离总量控制指标及钨矿开采总量控制指标的通知。通知中将2019年稀土开采、冶炼分离总量分别提升到13.2万吨和12.7万吨,分别高于2018年的12万吨和11.5万吨,是“有史以来的最高配额水平”。
这项消息一发布,外媒就给予了高度关注,纷纷猜测中国稀土增产背后的“深意”。路透社11月8日报道称,此举可能缓解外界对全球最大稀土生产国中国将限制稀土供应的担忧。
但是也有诸如《日经中文网》等媒体认为,中国此举意在打一场“稀土战争”,靠扩大产能挤压美国等进入者。
两种观点虽截然相反,但他们都认为,中国是在打“稀土牌”。
中国为何加大稀土供应?我们今天就来聊一聊。
我们先来搞清楚稀土的特点。
近十年来,稀土多次成为舆论热点,恐怕大多数人都认识到了稀土是我国拥有的宝贵财富。
稀土为什么这么珍贵?
稀土就是镧系元素和钪、钇共17种金属元素的总称。下图是一张普通的元素周期表,为使用方便,这种元素周期表其实是折叠过的,最底下两行元素原本是在IIA到IVB之间的位置上,在整个元素周期表中显得相当“另类”。底下两行元素中的第一行以及IIIB族的钪和钇就是传说中的稀土元素(蓝框内标出的元素)。
所有稀土元素都位于红框内,说明它们是过渡元素。电力革命前,除了锡和碳等少数几种元素外,人类在生产领域主要利用的就是过渡元素。而稀土元素还要更奇特一些,除了被单独列出来的钪、钇两种之外,其他稀土元素都属于物理化学性质比过渡元素更特殊的内过渡元素(黄框内标出的元素),表现出各具特色的奇异性质。
随着研究的深入,科学界还发现,少量内过渡金属单质或化合物添加到某些物质中能显著改变这些物质的性质,这也是稀土元素被称为“工业味精”的由来。
稀土元素的特性决定了其在工业上的应用十分广泛。
*钪被用于航空航天部件的轻质铝-钪合金,金属卤化物灯和汞蒸气灯中的添加剂,炼油厂中的放射性示踪剂;
(图为航空航天器所用的铝-钪合金)
*钇被用于激光器、电视红色荧光粉、高温超导体、微波滤波器、高效荧光灯、火花塞、气罩、钢添加剂及癌症治疗;
*钐被用于稀土磁铁、激光发射、微波激射器、核反应堆的控制棒;
*铕被用于激光器、汞蒸气灯、荧光灯;
*钆、镝、铽都是制作磁致伸缩合金的重要构成,在计算机存储器和声纳中不可缺少。
除此之外,生活中也少不了稀土元素的身影。
*最常用到的稀土制品是钕、镨、镧,钕做成的强磁铁,它比铁的磁性强得多,能用在新能源汽车的电动机中;
*镨和钕掺杂在玻璃中能制成电焊工人用的焊接护目镜,这两种稀土元素能有效吸收电焊弧光中的有害波长并大大降低其亮度,使人能近距离操作电焊;
*镧添加在玻璃中能进一步增加玻璃的折射率,所以高级相机镜头中往往添加了镧。
稀土的神奇之处和广泛用途我们明白了,那为什么叫它“土”呢?
这也是因为内过渡元素的性质特殊,大多数稀土氧化物和高品质矿物看起来真的像普通泥土。在稀土刚被发现的年代,人类普遍利用的高品质金属矿物几乎都拥有金属光泽,而稀土氧化物土状的光泽显得十分奇怪,再加上稀土在地球上的同一个地方很难找到很多,所以被人们称之为“稀土”。
(高纯稀土氧化物,是不是很像泥土?)
2019年下半年以来,美国媒体大肆炒作中国“稀土储量占世界38%”等说法。
不得不说,我国在稀土加工方面优势明显,具有全球唯一的稀土全产业链,密切追踪稀土行业的英国研究公司AdamasIntelligence的数据显示,中国现在不仅出口而且也进口稀土矿进行加工,合计加工能力占全球的85%。
但中国稀土储量是否有美国媒体说得那么强势呢?
笔者认为,这种说法不可信,显然别有用心。
从数据来源讲,几乎所有关于中国稀土储量占世界之比的数据都来自美国地质调查*(USGS),它认为中国稀土储量为4400万吨,占全球储量的38%。
那么问题来了,虽然美国地质调查*是目前世界上最强大的地质调查机构,但他们怎么知道世界各国稀土储量?
难道各国**允许他们搬着各种重型仪器甚至钻孔进行勘测吗?如果不用重型设备也不通过钻孔,美国地质调查*凭什么掌握世界各国的稀土储量情况。
要知道,很多国家至今仍没有条件对全国矿产资源进行地毯式地质调查,世界上也只有美国成规模披露其他国家的矿产情况。
退一万步来讲,即使美国比这些国家自己还了解地下埋着些什么,我们又怎么验证美国地质调查*的数据呢?
其实,美国地质调查*主要还是通过派出人员实地走访得出的结论。但这样的调查有个问题,就是对产量大的国家很不公平,而中国正是这样的国家。
对任何矿场而言,从勘探到开采初期以及从开采初期到开采稳定期这两个阶段,就其储量的估计会发生巨大变化。在勘探时,尽管有各种重型设备辅助,但对于关键点位还会进行钻孔验证,整个过程将持续数年。大部分勘探充其量也就是对靠近地表200米范围内的矿产储量有个比较充分的认识。地下500米的情况如何?2000米甚至更深呢?应该说,这一阶段对这种深度的矿产储量情况认识得并不充分。
(图为稀土矿坑)
因此,无论出于政策考虑还是出于科学的严谨,对外通报的矿产勘测储量都会比较保守。
正式开采后,储量比之前估计的增加几倍乃至十几倍都是正常的。
而随着开采的进行,地下作业面会很快下探,对地底的情况也会越来越清楚。更重要的是,开采带来的经济收益也会促使矿场拥有者更有动力采用类似于超长距离钻孔等高成本勘探手段摸清储量。因此,开采稳定后的估计储量可能达到刚开始所估计储量的几十倍甚至上百倍。
对于中国这样某些矿产产量较大的国家而言,很多矿场已到了开采稳定期,储量潜力已经不大,且因开采量巨大,参与者众多,所以也很难对储量数据进行保密。而有些国家矿产产量虽然不大,但很多矿场还没被开采,储量潜力巨大,只有少数科学家掌握一手勘探数据,对外公布的储量是否真实很难说得清。
这样我们就能看出,即便美国地质调查*没有伪造数据,单凭名义上的储量宣称“中国稀土储量占世界38%”本身就很有问题。
更何况,自美国**渲染中国打“稀土牌”以来,美国地质调查*就一直与**“一唱一和”,其所列数据的公信力值得玩味。
众所周知,美国和一般国家不一样。其所谓的“内政”、“民主”、“自由”和“大规模杀伤性武器”等字眼都和一般人的理解大相径庭,“缺稀土”这种说法也不例外。
自从中国2010年开始从国家层面严格控制稀土出口配额以来,美国和西方国家一直渲染中国管控稀土威胁到了很多国家。特朗普今年还多次亲自渲染美国稀土供应有受制于中国的危险。
*6月11日,美国***公开“能源资源治理倡议”计划,通过分享技术及管理经验,帮助各国开发锂、钴、铜等矿产资源,以“减少全球对中国稀土进口的依赖”。
*6月21日,特朗普会见加拿大**特鲁多,声称要就“关键矿物”开展双边合作。澳大利亚国防部长也很配合地在8月表示将与德国合作增产稀土和其他军用金属。
*7月11日,美国反华议员卢比奥提出建立“稀土垄断联盟”,允许外国投资者和美企一起组建稀土合资企业,规模不设上限。
*7月22日,特朗普告诉五角大楼,要找到更好的方法来采购一种用于特殊电机的稀土磁铁,他还警告称,如果美国没有足够的库存,国防将受到影响。特朗普担心一旦“中国限制稀土磁铁出口”,美国相关行业“预计无法提供相关产品产能”。
(图为美国目前唯一在运作的稀土矿MPMaterials)
可以看出,特朗普和西方国家一直在稀土问题上“装穷”,演技还相当好。
稀土矿和钻石矿不一样,甚至和石油在地质分布上都有很大的区别。
钻石矿虽然普遍分布在全世界各地,但超过30分(重量单位)的钻石高度集中于少数矿场。石油资源虽没有钻石那么集中,但也比较集中,地大物博的中国就是石油资源相对比较匮乏的国家,除了领海之外只有东北、西北和华北少数地区有相对丰富的石油,而且石油的品质也不够高,开采成本不小。
而稀土中除了钷在地壳中含量特别稀少,全球不足1kg,主要通过人工核反应合成之外,其他稀土元素在地壳中都有比较广泛的分布。尤其是稀土中的铈,在地壳中的含量与铜相当,并不十分稀有。而其他稀土元素在地壳中的含量其实和钨差不多,大部分位于铅和银之间。
(图为各元素在地壳中的相对比值,蓝色标出的是稀土元素,Pb是铅,AG是银)
当然,太过分散的稀土资源没有利用价值,需要相对集中才行。如果说小国没有这样的条件,那么地域辽阔的国家几乎都有较多的稀土矿存在。
事实也证明了这一点,稀土矿储量较为丰富的国家并非只有中国,国土面积广大的国家如美国、俄罗斯、加拿大、巴西、印度、澳大利亚、南非等都有较多稀土资源。特朗普说“缺稀土”,缺的其实是高质又廉价,最好产量还不透明的稀土。
历史上,南非、美国、加拿大都曾是稀土的重要产地,而中国由于外部长期封锁,不能出口稀土进行换汇,因此在稀土供应上几乎没有影响力。
上世纪80年代中期,中国开始进入国际稀土市场。刚开始还比较有序,基本由国家统筹安排,但由于赣南和内蒙古很多稀土矿靠近地表,很快就在当地引发了盗挖风潮。于是,当地**不得不放宽了稀土准入门槛,这一措施短期内有效解决了盗挖问题,但从长期看却加剧了稀土开采的无序性。
(图为1950年-2000年世界稀土供应量)
上图为1950年-2000年世界稀土供应量变化表,从中我们可以看出,中国取代美国成为第一大稀土供应国并不是因为美国稀土枯竭。1990年后开始出现中国稀土产量一上升,美国产量就下降的现象。美国稀土产量是充足而又廉价的中国稀土供应抑制的结果。
可以想象,中国当时疯狂扩充稀土产能不仅导致企业间互相压价,而且还对环境造成了巨大破坏。
转折点发生在2008年前后,国际金融危机造成稀土需求量急剧下滑,大量稀土生产出来放在仓库中,这时历史上熟悉的一幕再次上演——很多企业不是抓紧去产能,或进行产业升级,而是扩大产能打“价格战”,*面一发不可收拾。
限制稀土产能第一次成为**、民间和企业的共识。
好在否极泰来。
从2005年起中央和地方**都加强了对稀土资源的管理,2009年更乘势明确提出了“暂停受理稀土矿矿业权的申请”,并采取限制稀土出口配额的措施。2010年为了抵消民间超采的影响,更是将这一配额下调了30%,基本遏制了中国稀土无序开采的情况。此外,2010年国土资源部发布《2010年钨矿锑矿和稀土矿开采总量控制指标的通知》,也将另一种重要金属矿藏——锡矿与稀土统一管理,避免了锡矿重蹈稀土覆辙。
经过有效治理,稀土价格开始回归正常。仅以2010年为例,氧化镨、氧化钕的出厂价就从2009年的6万元/吨—7万元/吨之间,涨到了18万元/吨以上。
尽管如此,中国稀土因劳动力相对便宜、稀土品质较高等因素,其价格并没有涨到特别离谱的水平,中国依然是世界第一稀土供应国。
因此,所谓的中国通过稀土“威胁美国”仅仅是指美国企业过去因价格原因放弃了稀土生产。
现在,美国稀土无论在价格还是工艺方面都和中国拉开了距离,美国一方面不愿放弃享受中国物美价廉的稀土,另一方面又不愿中国在出口额和定价上的话语权进一步增强。
但无论如何,过去以“泥土价”出口稀土只是特殊时期的特殊现象。
中美经贸摩擦发生后,中国稀土被很多人认为是一张“王牌”。所以2019年度中国稀土开采总量指标公布后,很多人就不理解了,中国应该牢牢握着这张“王牌”,减少产量才对,为什么反而还增加呢?
有种说法认为,中国这是要挤压稀土领域新出现的竞争者,防止美国、澳大利亚和其他国家实现替代。
笔者不赞同这种分析。中国扩大稀土产能既没有打击竞争者的意图,也没有打击竞争者的可能。虽然2019年中国稀土开采总量指标增长明显,为2014年以来最高的一年,但伴随着开采总量逐年上涨的是民间超采得到了有效控制,两相抵消之下,开采总量的增长其实并不快。
即使忽略民间超采稀土的减少量,根据工信部、自然资源部发布的通知,2019年稀土开采、冶炼分离总量分别是13.2万吨和12.7万吨。2018年稀土开采的配额是12万吨,也才增加了1.2万吨。而工信部2016年印发的《稀土行业发展规划(2016—2020年)》提出,合理调控稀土开采、生产总量,到2020年稀土年度开采量控制在14万吨以内。
也就是说,哪怕明年我国继续提高稀土产能,不出意外也就在14万吨以内,最多比今年增加8000吨。
这点产量的增加能否对世界其他稀土公司产生威胁呢?
我们以非洲小国布隆迪的彩虹稀土有限公司为例。该公司今年10月计划每年生产1万吨稀土精矿,这比之前该稀土计划的预计产量增加了近10倍。该公司表示,测试结果显示,即使地表仍含有较低水平的稀土元素,也意味着该项目可能拥有比最初预期更大的矿床(再次证明美国地质调查*的调查结果不太可信),未来不排除进一步增加产能的可能性。
中国在2020年前增加的稀土产能,不过大致相当于这样一个小国的某个稀土项目意外增加产能的近两倍而已。显然,这点小小的产量增加不可能真正打击到什么竞争对手。同时,在稀土生产方面打击竞争对手的收益,可能远远小于稀土被加工为其他产品后在其他领域竞争中带来的问题,所以这一说法并不合理。
那么,中国为什么增加稀土开采呢?
一个合理的解释是,为了国内新能源汽车的发展。
12月3日,工业和信息化部公布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)。征求意见稿中提出到2025年,新能源汽车新车销量占比达25%左右,智能网联汽车新车销量占比达到30%,高度自动驾驶智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。
25%这个数字相当具有想象力,要知道,2019年前10个月,我国新能源汽车销量为94.7万辆,只占汽车总销量2065.2万辆的4.59%。也就是说,5年内这个数字预计要提高5倍。
一般来讲,混合动力汽车每辆要消耗稀土4-6kg,纯电动汽车仅驱动马达需要消耗稀土约为5-10kg。如果纯电动汽车使用的是含稀土的高品质锂电池,那么这一数字还要高。想要实现上述目标,稀土的产能必须跟上才行。
因此有理由认为,2019年中国扩大稀土产能主要还是为了国内新能源汽车等产业的发展。
稀土是大自然慷概的馈赠,面对这样一份厚礼,我们不仅用于自己的产业发展,还以合理价格供应世界。但中国在稀土供应上并不强势,只不过当有些人开始打“南海牌”、“对台军售牌”时,我们当然不能再出口甚至增加出口其用于造军舰和战斗机的金属矿产(不仅限于稀土)。
正如中国商务部在5月30日做出过的回应,作为世界最大的稀土材料供应国,中国一直秉持开放、协同、共享的方针推动稀土产业的发展。在服务国内需要的基础上,我们愿意满足世界各国对稀土资源的正当需求。但是,如果任何国家想利用中国出口的稀土所制造的产品,遏制打压中国的发展,于情于理都是令人难以接受的。
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