为了促进稀土产业的高质量发展,近日,国家发展改革委连续举办了三场座谈会。会议主要议题有稀土环保、稀土黑色产业链、稀土集约化和高端化发展等。针对一个行业,如此密集的动作与表态,不难看出稀土作为战略资源的特殊价值。
稀土是17种金属元素的总称,被称为“工业黄金”“工业维生素”“新材料之母”,因储量稀少、不可再生而显得尤其珍贵。不过,这种稀少的材料,却在我国储量丰富。早在1992年,邓小平同志就曾说过:“中东有石油,中国有稀土。”
目前,中国的稀土在全世界范围内,储量第一、产量第一、出口量第一、消费量第一。四个第一,也直接说明了中国稀土在整个世界稀土产业中的重要分量。
具体而言,按照2012年发布的《中国的稀土状况与政策》白皮书显示,全球已经探明的稀土储量约6588万吨,中国占比约为23%,储量第一。在中国地质大学教授徐广平的一篇论文中更是提到,截至2016年底,我国稀土储量占世界稀土资源总储量的37%。
同样由《中国的稀土状况与政策》显示,我国的稀土产量也达到全世界90%以上,出口量和消费量都位于世界第一。
中国稀土矿产在地理分布上有“北轻南重”的特点,岩矿型轻稀土主要分布在内蒙古包头和四川凉山等地区,离子型中重稀土主要分布在江西赣州等地区。值得注意的是,我国南方的离子型矿中有全球70%以上的重稀土资源,其重稀土高达30%~80%,是具有绝对竞争优势的战略资源。
什么是轻稀土和重稀土?资料显示,每一种稀土元素的性质十分相似,又不完全一样。在稀土元素中,镧、铈、镨等质量较小的7种元素被称为轻稀土;钆、铽、镝等质量较大的元素被称为重稀土。
目前,我国是全球唯一可以供应全部稀土元素的国家。全世界绝大部分稀土依赖中国。美国政府问责局曾发布的一份报告中提到:“如果中国禁运稀土材料,那么中国之外的几乎所有汽车、计算机、智能手机和飞机装配线都可能被关闭,依赖稀土的美国和北约武器系统也将如此。”
“稀土是新材料之母。”中国工程院院士、钢铁研究总院副总工程师李卫说,稀土元素具有优异的光、电、磁等理化特性,能显著改善钢、铝等传统材料的性能,用以生产性能各异、品种繁多的新材料,可广泛应用于军工和电子信息、光学、核工业、航空航天、新能源、高端装备制造等高新技术产业发展。
如镧能应用到制备许多有机化工产品的催化剂中以及光转换农用薄膜,在国外,科学家把镧对作物的作用赋予“超级钙”的美称;铈的合金耐高热,可以用来制造喷气式推进器零件,作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,还被用作优良的环保材料,应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排放到空气中。
钕的最大用户是钕铁硼永磁材料,以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。钕铁硼永磁体的问世,为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。被称作当代“永磁之王”,其中阿尔法磁谱仪的研制成功,标志着我国钕铁硼磁体的各项磁性能已跨入世界一流水平。
在医疗上,钆的水溶性顺磁络合物,可提高人体的核磁共振成像信号;铥可用作医用轻便X光机射线源,用以制造便携式血液辐射仪,这种辐射仪放射出X射线照射血液并使白细胞下降,从而减少了器官移植早期的排异反应。由于对肿瘤组织具有较高亲合性,铥还可应用于肿瘤的临床诊断和治疗。
图 /东方 IC
同时,稀土还可以作为优良的荧光、激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成络合物,使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性,如钐、铕、钆、镝和铒,可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小,则可作为反应堆燃料的稀释剂。
“稀土是影响未来发展的战略元素。”中科院包头稀土研发中心主任池建义说,稀土是传统产业转型升级、新兴产业发展的重要支撑。
欧美国家200年前就开始研究稀土,我国的相关研究仅有几十年的历史。
拥有300多名科研人员的包头稀土研究院,是国内最大的稀土科研机构。院长杨占峰指出,近些年我国稀土研究水平明显提高,但与国外相比,基础和应用研究差距仍较大,许多方面我们只知其然,不知其所以然。“虽然论文数量不输别人,可一到具体应用,往往已被日本、美国、欧洲人的专利覆盖了。”
“从基础研究、应用研究到开发出产品,需要一个较长的过程。”池建义说,比如他们最新研发出的稀土硫化物着色剂,在不同烧制温度下色彩变化无穷,这种颜料还可用作军用隐身等材料,“然而我们知道结果,却不知机理,要得到数据与配方,至少还得5年时间,需科学家立项跟进研发。”
李卫说:“基础研究不足,一些核心技术没有出现在我国。”例如,我国供应着全世界 90%的稀土,生产着占全球70%的稀土磁性材料,但专利大多在日本和美国企业手中,出口产品还得向人家付专利费。
专家表示,稀土元素在第四级电子层的能级理论计算,有近20万个能级跃迁,目前人类对稀土的认识程度微乎其微,探究空间巨大。作为稀土资源大国,我国需对稀土进行系统性基础研究和应用技术研发,力求在新材料“牵牛鼻子”方面有重大突破。(据《科技日报》《经济参考报》)