什麼是稀土元素?

稀土元素已成為中美貿易戰的關鍵。

日前,中國稀土產業協會對川普徵收新關稅提出抗議,指責川普「霸凌」。他們指出,這些稅款需要由消費者和美國市場繳納。

激怒中國稀土元素遊說團體可不是開玩笑的。目前,美國使用的貴金屬約80%從中國進口。即使美國的產量是世界上最大的國家之一(2018 年產量為 1.5 萬噸,僅次於澳洲),但與中國(每年 12 萬噸)相比仍然微不足道。

但什麼是稀土元素,為什麼它們如此有價值?

稀土元素是元素週期表中 17 種化學元素的一部分,特別是鈧、釔和鑭係金屬的其他 15 種元素,包括釹、鏑和钬。

稀土元素都是金屬。它們具有相似的特性,並且可以在地質礦床中一起發現。它們也被稱為“稀土氧化物”,因為它們通常作為氧化物出售。

都柏林三一學院奈米礦物學教授胡安·迭戈·羅德里格斯·布蘭科(Juan Diego Rodríguez-Blanco) 解釋說:「儘管它們的名字如此,但它們並不罕見,之所以這樣稱呼它們,是因為與黃鐵礦或金等其他元素或化合物相比,它們在自然界中含量豐富。

稀土因其在消費性電子產品和再生能源(例如風力渦輪機和電動車)中的應用而受到重視。

多年來,隨著高科技產品的使用不斷增加,對稀土金屬的需求也在增加。

「這會產生地緣政治競爭,因為它們對於技術至關重要,而且變得非常有價值,」羅德里格斯-布蘭科說。

最大的稀土礦床位於中國北方的礦業重鎮白雲鄂博。自 2005 年以來,它的金屬產量約佔一半。

羅德里格斯-布蘭科說:「钬用於製造核工業、微波爐中的控制棒…釹用於製造超強磁鐵、機器人、汽車、硬碟和風力渦輪機。」他補充說,稀土是也用於航空航太和軍事工業,製造耐磨玻璃、燃料添加劑和雷射。

除了技術之外,它們還用於醫學研究以及肺癌、前列腺癌和骨癌的某些醫學治療。

想要但很難獲得

儘管這些元素並不像其名稱所表明的那樣“稀有”,但提取它們的過程以及隨後的處理非常複雜且成本高昂。根據美國地質調查局 (USGS) 的數據,儘管它們在地殼中相對豐富,但分佈廣泛。這意味著很難找到大量的元素並準備提取。

因此,人們使用激進的方法來獲取它們,例如透過有機溶劑萃取、磁力分離或在 1,000 度左右的高溫下進行萃取。

「它們是非常低效且對環境不利的方法,通常超過 50% 的元素會在分離過程中損失,」Rodríguez-Blanco 說。

在許多情況下,礦井廢水中的稀土濃度比岩石中的稀土濃度還要高,那麼為什麼不回收這些水呢? 「沒有任何有效的方法,它們太昂貴了,應用它們沒有意義,」教授說。

只有1%的稀土元素被回收。

另一方面,提取的環境成本很高。有些過程使用酸進行分離,高溫燃燒會排放二氧化碳,導致過程骯髒。

「稀土元素通常含有一種放射性元素—釷。它們的濃度並不高,但我們不知道它會如何影響環境和附近的人們,」地質學家說。

國際貿易的關鍵部分

中國意識到,由於北美國家嚴重依賴中國的稀土元素出口,因此它在對美貿易戰中擁有強大的武器。

中國國家主席習近平5月下旬視察一家生產工廠引發了各種猜測,並攪動了國際市場。

根據美國政府的數據,中國擁有全球已知稀土儲量的約36.7%,並佔全球稀土總產量的70.6%。如果北京方面表示停止出口,那麼獲得這些元素的必要生產將變得非常複雜,而這些元素現在對西方社會來說是不可或缺的。

中國共產黨暗示正在考慮限制稀土出口。 “不要低估中國的反擊能力。別說我們沒有警告過你,」官方黨報寫道。

但有些國家擁有大量稀土元素,如果開採出來,可以滿足美國和歐洲市場的需求,並一勞永逸地結束中國的霸權。

但羅德里格斯·布蘭科說,提取它們意味著一個複雜的研究階段。

“稀土的一個特點是,它們的礦藏是以完全不同的方式形成的,因此用於提取稀土的方法無法出口到其他國家。”

例如,羅德里格斯-布蘭科解釋說,分離白雲鄂博礦物的方法在澳洲礦床中完全沒有用處。