时间：2022-08-27 06:19:23
稀土元素在当今科技中扮演着关键角色，然而，多数人对其无所耳闻。其实，稀土元素的投资热潮，早已掀起。
即使许多人听说过稀土元素(REEs)，也没有真正理解它们的重要性。2009年中国开始实施出口限额，通过新闻媒体稀土元素名声大噪。世界上许多国家敲响了警钟，他们突然意识到其稀土主要供应源正在减少。由于对高科技产业的潜在影响，投资者和分析师开始感兴趣。一些人将这种出口减少看作是一个问题，而另一些人则将其当作是一个发展新业务的机遇，包括寻找新供应源、更具效率的开采过程、循环利用和替代材料。
应用前景广泛
稀土元素由17种金属元素组成，即铈(Cerium)、镝(Dysprosium)、铒(Erbium)、铕(Europium)、钆(Gadolinium)、钬(Holmium)、镧(Lanthanum)、镥(Lutetium)、钕(Neodvmium)、镨(Praseodvmium)、钷(Promethium)、钐(Samarium)、钪(Scandium)、铽(Terbium)、铥(Thulium)、镱(Ytterbium)和钇(Yttrium)。
它们对成百上千种高技术应用至关重要，包括电子器件、绿色能源和军事技术，如苹果公司的iPhone、丰田公司的普锐斯汽车和波音公司的制导炸弹。它们拥有各种电子特性、化学特性、冶金性能、磁特性、光特性以及核特性，使得科学家们不断地寻求它们越来越多的各种应用。
从本文附表中我们可以看到这些元素的常见应用。事实上稀土元素并不“稀有”，因为它们在整个地壳都低密度存在，并且在无数矿物中高密度存在。然而，开采和加工这些原料对环境和经济来说是一个极大挑战。结果，除中国以外的国家开始害怕，因为他们得到稀土不那么容易。
美国开始研究、使用、开发和应用稀土时，曾是世界上首屈一指的国家。1985年之前，加利福尼亚州的山口矿场(Mountain Pass mine)是世界上最大的稀土元素产地。然而，由于监管问题、环境问题和更低定价问题，该矿场在2002年关闭。接着中国取而代之成为世界上最大的稀土元素产地。美国曾为许多当今现代科技铺平了道路，而中国现在才有能力发展它们。随着美国对稀土元素商业兴趣和研究兴趣的降低，中国依靠其供应链、工程教育和研究活动一举超越。
如今，中国估计有超过6000名工程师能够进行一流的稀土元素研究和开发。而在美国，这一数字仅为几百人。利用稀土元素技术，中国一直在逐步向主宰制造业供应链的方向前进。这对中国来说有益，因为它提供了更多的就业岗位，有助于改善经济状况，并且可以提供进军重大科技的渠道，像是绿色能源。
中国减少出口
2010年下半年中国稀土元素出口限额削减了72％，2011年上半年又削减了35％。该做法对市场造成了打击，因为全球97％的稀土矿都是由中国供应的。诸如日本和美国一类的许多国家担心得不到足够矿物支撑他们的工业。2010年稀土元素全球需求约为13万吨，并预计在接下来五年间会快速增长，到2015年达到20万吨。
中国实施出口限额有几个理由。第一，中国意欲减少与开采加工稀土元素相关的环境污染和不利成本。
据中国稀土学会(Chinese Society of RareEarths)发表的一篇文章称，“每产出1吨稀土就会产生大约8.5千克氟(fluorine)和13千克烟尘；利用浓硫酸高温焙烧工艺生产大约1吨稀土焙烧矿，就产生9600-1.2万立方米含有精矿粉尘、氢氟酸、二氧化硫、硫酸等的废气，以及约75立方米酸性废水和1吨左右的放射性废渣。”所有这些化学物质给劳工、农民及生活在矿场周围的人们造成了各种各样的健康问题。
中国已经采取措施处理这些环境污染问题。但由于开采标准低和金钱利益驱动，现在很难取得具有实质性意义的成果。一些公司愿意使用更环保的开采工艺，而另一些则更愿意无视这些问题保持低价。政府也没有财政资助来帮助这些公司。
另一个出口限额的原因就是，13亿中国人越来越需要使用更多能源，因而中国稀土元素供应变得越来越少。对能源的很多需求来自于绿色科技――它们需要在其应用中使用稀土元素。所以中国需要维护其自身利益。否则，将来中国可能就没有足够稀土元素来供国民使用。
事实上，在中国太阳能和风能的使用开始以指数级增长。一位独立顾问和评论员杰克・利甫顿(Jack Lifton)写道：“(在2010年中国稀土峰会期间)有人指出，去年中国建造安装了130亿瓦特的风力发电容量，利用稀土永磁体保证效率并减少维护。有人作出了一个令人震惊的预言：中国将还会安装3300亿瓦特风电容量，每个15亿瓦特的发电机需要1吨钕铁硼永磁合金。
就中国面对的挑战而言，有趣的是，中国需要减少稀土元素产量以净化环境；而其他国家则需要使用更多的稀土元素来净化环境。对中国来说，同时既要满足本国环境和安全需求，又要满足全球稀土元素需求，这很难。
WTO的裁决及其影响
2011年7月5日WTO裁决认为，中国对某些原材料实施出口限制违反了贸易法，这些原材料，诸如铝土矿和镁对工业生产至关重要，它们用于制造铝和轻型钢材。这项裁定一开始由美国、欧盟和墨西哥在2009年上诉提出，它是一个里程碑，对中国稀土出口限额的合法性产生影响。尽管稀土不包括在这个案例中，但是它被广泛的解读为WTO未来解决可能的稀土问题的试金石。中国决心要避免这类讼争。
在回应WTO裁决中，商务部宣称，中国在2011年下半年的稀土出口限额为15738吨，全年限额与2010年持平，刚好超过3万吨。稀土元素的实际出口量可能会少10％，因为富含稀土的“铁合金”正纳入限额体系。
中国商务部长陈德铭在一次新闻会上说，他不担心未来WTO有关稀土元素的任何裁决，因为欧盟正在同中国进行磋商。新限额宣布后不久，欧盟贸易专员卡洛・德・古赫特(Karel de Gucht)近日表示对中国的稀土政策表示乐观态度。
开发新矿弥补影响
去年由于某些关键稀土元素，稀土元素的价格猛增了好几次。氧化铕(europium oxide)因为其在等离子电视和灯泡中的磷光特性得以应用，它的价格已从每千克1260-1300美元升至3400美元；氧化铽(terbium oxide)用于混合动力汽车和太阳能系统，它的价格已经从每千克1400美元升至3000美元；镝用来制造混合动力汽车和智能手机中的磁体，它的价格从去年每千克300美元飙升至3600美元；而也用于制造磁体的钕去年每千克45美元，现在正悬于450美元的高价。
稀土元素价格上升意味着终端客户要花更多的钱才能买到高科技产品。然而，价格上升也使得
矿业公司和科技公司的股票上涨。获益最大的记录为美国莫利矿业公司(Molycorp)，不到一年，它的股价从IPO时的每股15美元大幅增至52美元，一度达到了每股75美元的高价。澳大利亚莱纳斯公司(Lynas Corp)的股价也已跳增T3倍多，即使它至少还要一年才能开采矿脉。
如今中国占了世界最多的稀土储备，为36％，美国第二，占13％。澳大利亚占6％，印度估计约占3％。目前，中国之外有两座矿场力争要在2011年至2013年全面投产。它们分别是美国莫利矿业公司拥有的加州派斯山矿(Mountain Pass Mine)和澳大利亚莱纳斯公司拥有的威尔德山矿(Mount Weld)。在不久的将来，它们总共可以满足全球三分之一的需求。
派斯山矿是一个正在恢复开采的老矿。每年它能够产出2万吨左右的稀土原料。威尔德山矿是新矿。随着该矿正投入使用，在马来西亚关丹(Kuantan)多达2500个建筑工人正赶班加点完成价值2.3亿美元的稀土元素精炼厂。分析家推测，尽管相距4000公里，但是与在澳大利亚国内相比，在像马来西亚这样的发展中国家加工放射性矿石更为廉价和简单。
除了美国和澳大利亚，日本公司也正在投资新矿。东芝公司和蒙古国签署了一项协议，合作开发后者的矿藏资源。商谈内容将包括开发铀(uranium)资源和稀土元素资源。丰田汽车集团公司计划在印度建造一座稀土加工厂来保证中国之外的供应源，因为中国打算从2012年开始每年仅向日本出口约3000-4000吨的稀土矿。
此外，日本东京大学(University of Tokyo)的一个研究团队在2011年7月的《自然－地球科学》(Nature Geoscience)杂志上宣称，他们在塔希提岛(Tahiti)和火奴鲁鲁(Honolulu)沿海海泥里发现了一个巨大的稀土矿藏。
研究人员分析了2000多个太平洋海底沉淀物样品，发现了高密度的稀土元素。他们估测，海底淤泥里蕴藏有超过1亿公吨稀土化合物。据初步估算，取样地点周围1平方公里的海底淤泥可以提供全球年稀土元素供应的五分之一。
采用循环技术和新工艺
据联合国环保署(U.N.'s environmentalbranch)在一份新报告中称，电子和混合动力汽车中使用的稀土元素的循环利用率极低。目前，这些原料中正在循环再利用的不足1％。美国地质调查局(US Geological Survey)也报告，每年有近2亿部手机报废，总共含有高达2000吨的铜、50吨的银、4吨的金和2吨的钯(palladium)。这些原料中仅有少量得以循环利用。
由于电子垃圾危机越发加剧，迫切需要进行循环利用。世界各地的垃圾填埋地现在成了数吨又数吨废弃且不能生物降解的手机、电脑、打印机和其他稀土产品的集中营。某些这类原料，比如钕、铕、铈和铽，具有毒性，并且如果它们污染了地下水和农产品就会造成严重的健康问题。所以循环利用是处理这些问题的顺理成章的方案。
诸如苹果公司和特斯拉汽车公司(TeslaMotors)一类的大型公司正在努力循环利用更多的电子产品，特别是电脑和手机。这个过程很缓慢并且并不是所有公司都会做。然而，循环利用最终将成为如今稀土元素所面临的诸多问题的解决方案中的重要部分。这种努力似乎在日本会更成功，因为日本政府已经提供了4亿美元的补贴，而且大众也更加支持这项事业。
安全有效分离稀土元素的工艺漫长、复杂且昂贵，要求一大批专家投身其中。目前除中国以外极少有企业拥有知识开展这项工艺从矿石中提炼稀土元素，他们用于启动的设备和带有合适基础设施的工厂也极少。目前的工艺会对环境造成很多影响和危害。比如，酸处理方法会产生相当多酸性废污。从稀土元素矿石中提炼稀土元素的其他风险和代价与放射性元素有关，比如钍(thorium)和镭(radium)。
美国将其在稀土工程方面的领导权拱手让给了中国。据估计，美国的工程资源比中国少10％。然而，莫利矿业公司的工程师们一直在致力于改进加工技术和分离技术，两者现在都更高效更环保了。他们还宣称，他们可以对水进行完全循环利用，加工矿石时不会产生废水。落实新工艺肯定会提高稀土元素投资的回报。
寻找替代性材料
2010年，美国能源部(U.S.Department ofEnergy)奖励了225万美元和450万美元分别给通用电气全球研究中心(GE Global Research)和特拉华大学(University of Delaware)，以研发对稀土元素需求更少的材料。
两项目都专注于永磁体，它主要用于风力涡轮机和电动机。这类磁体的关键成分就是稀土元素钕，据能源部预计，2020年左右这种金属会需求大于供应。目标是要在纳米级别上改变该材料的结构，这样一来需要的稀土元素就少了。通用电气希望能将钕量大幅降低80％并且在两年之内做出一个新型磁体样品。
人们对电动汽车也在做相似的努力。比如，生产一辆丰田普瑞斯混合动力汽车需要11千克稀土元素，是一般汽车的两倍。一种名为开关磁阻(switched reluctance)的技术可能提供一个可行替代选项。它利用了一个可以在电线外鞘里自由旋转的钢转子。通过复杂步骤和固态开关控制，发动机就能以各种速度和高扭矩水平转动。日本电产株式会社(Nidec Corporation)和比利时邦奇动力传动公司(Punch Powertain)是研发该技术用于电动汽车的公司中的其中两个。它们的影响还有待确定，但是似乎真的前景光明。
据美国政府问责局(US GovernmentAccountability Office)称，美国要花高达15年时间来重建其稀土供应链。开采一个稀土矿并建立一家加工厂所需要的启动工作是一个耗时且极复杂的过程。在做任何决定之前都要对新矿点进行详细的可行性研究。还需要获得业务许可证，需要资金、基础设施建设(公路、铁路和港口)，需要开采技术、雇用并培训技工，等等。所有这些步骤动辄就要花费10年或更长的时间来完成。
同时，中国将继续控制稀土的市场供应。中国也还将继续削减出口。全球大部分的稀土元素供应将出自中国，直到新矿全面投产。到2012年，储备短缺预计会引起严重的供应波动，这返过来将会推动价格上涨。中国可能会暂时性提高出口以满足欧盟、美国和日本的需求。任何出口激增都会迫使价格下跌并引发市场动荡。由于替代性材料代替稀土元素的数量非常有限，所以即使研发替代材料，稀土元素的需求还是会继续上升。循环利用将成为一个欣欣向荣的行业，即使新开采工艺和技术会有助于降低稀土元素的环境成本。
投资稀土元素的机遇以及任何利用它们的技术依然前景光明。稀土元素的价格可能永远也达不到黄金价格，但是它将会居高不下并给投资者丰厚回报。