稀土是元素周期表57-71號的15種鑭系元素,加上與它們性質相近的21號鈧和39號釔元素的總稱,共17種元素。
稀土分為輕稀土和重稀土:輕稀土包括:鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪。重稀土包括:釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。由於稀土作用大,用量少,已成為改進產品結構、提高科技含量、促進行業技術進步的重要元素,被廣泛應用到了冶金、軍事、石油化工、玻璃陶瓷、農業、電子和新材料領域。
很多人不知道的是,美國即使開採了稀土,也是要送到中國來加工。2019年,美國稀土礦產量為26000噸,而賣給中國的就達到了19353噸,佔到了74%。
很多人說,美國不加工稀土真是為保護環境,其實並不是,真正的原因是稀土的提純分離技術已被中國所壟斷。
稀土分離提純技術多難
我們要知道,稀土礦最難的不是開採,而是萃取分離提純,中國稀土之父徐光憲精心設計出一套化學操作流程,並導出與此相應的一套串級萃取理論公式,在此基礎上設計出一種迴流串級萃取新工藝,把稀土分離純度提高到了創世界紀錄的99.99%。利用這套新工藝,原本複雜的稀土生產工藝被徹底簡單化,自此,我國稀土分離技術開始走在世界前列,根本改變了受制於人的困窘局面。
中國是全球最大的稀土冶煉分離國,稀土企業中,有62%為分離冶煉企業。2018年,中國冶煉分離產品產量為14.58萬噸,佔全球總供給的85.83%。
像「離子型稀土原礦綠色高效浸萃一體化新技術」、「低碳低鹽無氨氮分離提純稀土新工藝」、「4N級超高純稀土金屬集成化製備技術」等一系列技術都具有原創性。
而且我們提出並研發出高純碳酸氫鎂溶液皂化萃取分離和沉澱回收稀土的原創性技術,首次將稀土分離提純過程產生的氯化鎂廢水和CO2氣體低成本回收用於連續碳化、規模製備純凈的碳酸氫鎂溶液,代替液氨、液鹼、碳酸氫氨等應用於稀土萃取分離和沉澱。
除此之外,中國在稀土的提純分離上,已經研究了多種環保的技術李梅教授團隊,憑藉「高純單一稀土化合物提取技術」、「大顆粒稀土化合物製備工藝開發」等一系列科研成果,採用先分解氟碳鈰礦再鹼溶獨居石的新工藝,大幅降低鹼用量,同時在提取稀土過程中回收伴生元素氟、磷、釷,氟以氟化鈉回收,磷以磷酸三鈉回收。使得中國輕稀土提取分離技術告別三廢污染。
中國壟斷稀土技術
自2011年以來,中國每年稀土專利申請量都超過世界其他國家的總和。與世界其他國家相比,中國的申請速度在加快——2011年到2018年增加了250%。中國公司可以通過專利訴訟和專利封鎖等法律策略來破壞或廢除現有的非中國專利。江西省稀土學會常務副秘書長孟慶江曾自豪:「國外開採了稀土也只能送到中國來。」
所以,美國自己不提純分離系統,並不是環保,而是沒有這個技術,從稀土開採、冶煉分離到磁材加工等全產業鏈環節美國都沒有相關的技術儲備。據2016年美國政府問責局發佈的關於稀土材料報告顯示,美國可能需要15年才能建成國內稀土供應鏈。
事實上,隨着中國壟斷稀土技術,這些年以來,中國一直在減少中國稀土礦的開採,而是轉而進口稀土礦石,做稀土加工產業,也就是從外國進口稀土礦,然後進行提煉,最後出口稀土產品
2014年之前,中國在全球稀土開採量中佔比通常都超過85%。之後幾年,出現了較為明顯的下滑勢頭。2015年和2016年,上述佔比略微超過80%,2017年已不足80%,2018年更是下降至63.16%,2019年繼續縮減至60%。到了2020年,我國稀土產量在全球的比例降至58.33%。
隨着中國大幅減產,再加上中國對出口美國稀土進行了一定的限制,美國只能加大開採國內的稀土礦石,2020年美國稀土產量大幅提升至3.8萬噸。雖然仍遠遠低於中國,但全球佔比已經提升至15.83%,穩居全球第二名,雖然美國加大了稀土的開採量,但是美國最終還是只能把半加工的稀土礦石運到中國來進行加工。