中國粉體網(wǎng)訊 天下熙熙攘攘，為稀土而來，為稀土而往，各種黑科技產(chǎn)品須臾也離不開的稀土一直都是 “香餑餑”，各國都為尋找掌握更多稀土資源而絞盡腦汁。4月10日，礦產(chǎn)資源貧乏的日本宣布在本國經(jīng)濟(jì)區(qū)海域深處發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)儲量高達(dá)1600萬噸的稀土資源礦，可供全世界幾百年之用。這一消息讓世界關(guān)注。日本能籍此擺脫稀土資源不足，轉(zhuǎn)身成為世界級“稀土供應(yīng)商”嗎？與喜出望外的日本人相比，專家們卻很冷靜地稱：沉睡在海底的稀土看上去很美，短期實(shí)現(xiàn)規(guī)模化開采挖掘并不容易。
稀土無處不在
“智能手機(jī)里至少有9種稀土材料；離開了稀土材料，潛艇聲納就是擺設(shè)；在座愛美女士必備的口紅，如今都有了稀土的身影……”4月12日，專程來津參加南開大學(xué) “稀土與無機(jī)功能材料高端論壇”的中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所張洪杰院士用輕松幽默的開場白，引出了稀土材料開發(fā)利用的大課題。
在張洪杰和眾位參加論壇的院士們眼里，“工業(yè)味精”“工業(yè)黃金”……這些稱呼如今已不能完全闡釋稀土在當(dāng)下和未來對于人類經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展重要性和影響力。“稀土元素被廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，特別是在軍事方面，稀土的使用可以大幅提升雷達(dá)導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)、戰(zhàn)斗機(jī)等武器的性能�？梢哉f，稀土的作用無處不在。作為一種不可再生的資源，未來稀土材料在新能源領(lǐng)域也將扮演著舉足輕重的角色。”
研究稀土無機(jī)材料數(shù)十年的張洪杰院士介紹說，一輛豐田普銳斯汽車電池有含有9千克之多的稀土元素鑭，大型風(fēng)力發(fā)電組的磁鐵需要227千克甚至更多的釹，軍隊(duì)更需要稀土用于制作夜視鏡、巡航導(dǎo)彈和其他武器。利用稀土材料，我國成功地實(shí)現(xiàn)了高速飛行器的整體測溫和神舟飛船的減重……“高速飛行器的整體測溫，目前只有中美兩國掌握了這一技術(shù)，稀土材料起了大作用。”張洪杰說道。
海底開采不容易
據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的之前公布數(shù)據(jù)顯示，全球稀土工業(yè)儲量總計(jì)1.4億噸。其中，我國稀土儲量為5500萬噸，占世界總儲量的近四成。日本媒體也稱，中國的稀土生產(chǎn)量占全球的九成以上。作為世界最大的稀土資源保有國，我國每年出口量占到了世界總消耗量的八成以上，可謂是以一己之力供養(yǎng)全球眾多國家。過去幾十年里，我國稀土資源被大量廉價出口，以至于現(xiàn)今的儲量大幅下降。面對這一情況，我國在緊縮稀土出口量的同時，也在繼續(xù)探尋新礦。近日，我國科考隊(duì)員在東南太平洋海域首次發(fā)現(xiàn)面積約150萬平方公里的富稀土沉積區(qū)。截至目前，我國已在太平洋和印度洋初步劃分出了4個富稀土成礦帶，提出了全球12個深海稀土資源潛在富集調(diào)查區(qū)，并對全球海底稀土資源潛力進(jìn)行了評估。
水下采礦并不是一個人類完全陌生的領(lǐng)域，目前的作業(yè)多是位于淺海區(qū)域。早在2014年，我國首艘水下采礦船開始在海南島附近海域開采鋯礦和鈦礦，突破了大多數(shù)海底礦藏開采僅局限于淺于40米海床的歷史，可以在水下80米到100米的海底作業(yè)。至于更深的海床，目前世界范圍除了油氣資源，還沒有大規(guī)模開采先例可循，國際上也都對海底采礦報(bào)以審慎的態(tài)度。
國家海洋局海洋沉積與環(huán)境地質(zhì)國家海洋局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國大洋46航次首席科學(xué)家石學(xué)法認(rèn)為，海底稀土資源開采技術(shù)上雖然可行，但目前開采成本太高，而且人類對深海海底稀土的分布規(guī)律和賦存狀態(tài)認(rèn)知條件也限制了這種大規(guī)模的開采。此外，記者還了解到，國際海域的海底資源開采還有一套嚴(yán)格的國際法律程序需要遵循�！耙话愠绦蚴窍忍帷畡幼h’，然后成立專門委員會制定‘規(guī)章’，在此基礎(chǔ)上按章辦事，申請?zhí)降V區(qū)，然后在所申請的區(qū)域里調(diào)查開采，這個周期過程比較長。”石學(xué)法介紹說。
“日本此次宣布發(fā)現(xiàn)的海底稀土資源雖然在自己的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)，開采可不受國際規(guī)則制約，但資源所在海域平均水深5000米左右，短期無法開采利用�！辈稍L中，有不愿意透露姓名的專家分析說，海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，海況復(fù)雜，開采難度極大，以現(xiàn)有技術(shù)能力，即便能夠進(jìn)行采礦，開采成本也很高。此外，海底采礦還存在著不可忽視的污染問題。稀土中所含的重金屬或有害元素一旦混入水體中會嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，還會給漁業(yè)和海洋環(huán)境帶來災(zāi)難。
記者采訪中也了解到，全球第一艘深海采礦船由中國造船公司制造，將于明年投入使用，其最大作業(yè)水深也只有2500米左右，而同類型的深海采礦船，日本國內(nèi)目前還未見生產(chǎn)。而在中科院大連化學(xué)物理研究所李燦院士看來，此次新發(fā)現(xiàn)稀土資源，對日本稀土材料基礎(chǔ)研究將起到積極的助推，“要從數(shù)千米深的水下稀泥中分離稀土礦物的成本很高，日本的深海開采技術(shù)仍有待進(jìn)一步提升，短時間內(nèi)很難做到開發(fā)利用。作為稀土材料研究開發(fā)強(qiáng)國，日本目前仍然離不開世界范圍，主要來自中國的稀土資源�！袄顮N分析說。
稀土開發(fā)急需補(bǔ)短板
稀土是21世紀(jì)新材料的寶庫。我國南方的離子型礦中更蘊(yùn)藏了全球70%以上的重稀土資源。雖然是稀土資源大國，但我國卻難稱稀土資源強(qiáng)國，近年來，國內(nèi)稀土分離化學(xué)與工程研究雖然取得長足進(jìn)步，但稀土分離工業(yè)還存在環(huán)境污染、資源利用率低等短板，而隨著我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高及國內(nèi)外對高純重稀土需求的迅速增長，包括離子型稀土礦分離工藝都存在的一系列問題都急需解決。
“日本是世界上稀土材料研究和開發(fā)利用技術(shù)最強(qiáng)的國家，在稀土開發(fā)和綜合利用領(lǐng)域一直是我國重要趕超目標(biāo)�！痹诶顮N院士看來，我國與日本在稀土材料領(lǐng)域最大差距，不在應(yīng)用領(lǐng)域，而在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，“稀土與無機(jī)功能材料研究是發(fā)現(xiàn)稀土材料新性質(zhì)，拓展稀土材料應(yīng)用范圍的基礎(chǔ)，也是合理高效利用稀土的重要前提和保障。只有研究掌握了更多的稀土材料特性，才有可能發(fā)現(xiàn)它們更多的應(yīng)用方向和使用方法。我們這方面的儲備還有待提升，要想實(shí)現(xiàn)稀土材料領(lǐng)域的彎道超車，就需盡快補(bǔ)上基礎(chǔ)研究的短板，從人才隊(duì)伍和基礎(chǔ)研究上夯實(shí)稀土材料學(xué)科的基礎(chǔ)。”
作為稀土研究專家，中科院院士、蘭州大學(xué)校長嚴(yán)純?nèi)A關(guān)注最多的還是如何提升我國的稀土科研軟實(shí)力，提升中國稀土開發(fā)科技含量和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。嚴(yán)純?nèi)A認(rèn)為，要補(bǔ)齊稀土材料科學(xué)短板，就需要緊密圍繞國家重大戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)發(fā)展前沿，以多學(xué)科交叉融合為主要突破點(diǎn)，加大基礎(chǔ)研究力度，著力拓展稀土和無機(jī)功能材料的新性質(zhì)和新應(yīng)用，為我國稀土資源高效開發(fā)和保護(hù)利用提供更多科學(xué)與技術(shù)支撐和人才儲備。
