摘 要:中國是世界上稀土資源最豐富的國家,也是國際市場上稀土輸出最多的國家。文章主要介紹了我國稀土市場的現狀,以及稀土在工業產業方面的巨大應用作用。
關鍵詞:稀土;現狀;存在問題
稀土,是指元素周期表中的原子序數57-71的15種鑭系元素和與鑭系元素關系密切的原子序數21的鈧(Y)、和原子序數39的釔(Sc)。15種鑭系元素同位于周期表第6周期的57號位置上,一般分為兩組分別是鈰組的鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu),釔組的釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)。雖然稀土名稱中帶有“土”,但其本身是極其活潑的金屬元素,活潑性僅次于堿金屬和堿金屬氧化物。稀土元素是在1794年,由芬蘭的化學家加多林從未知的礦化物發現的,即從硅鈹釔礦中發現了“釔土”(氧化釔)。由于各種稀土元素的性質極其相似,又多以氧化物混合物的形式存在于各種復雜的礦物中。因此,稀土元素的分離和提純是一項極其困難的工作。事實上,從1794年發現釔土開始,到1945年最后一個稀土元素钷的被提取出來,前后共經歷了150多年。
1 中國稀土現狀
稀土元素在地殼中分布十分廣泛,但是分布卻很不均勻,其中亞洲有中國、印度,北美有美國、加拿大,還有俄羅斯、澳大利亞、南非、埃及等幾個國家。世界稀土資源儲量最大的國家是中國,其中,內蒙古包頭的白云鄂博稀土礦是以氟碳鈰礦為主的,與美國加利福尼亞的芒廷帕斯礦并稱世界的最大礦之一。根據中國稀土學會統計,截至2009年世界稀土資源量(折合稀土氧化物REO)為8,109萬噸,其中中國為1,859萬噸,占世界稀土資源量的23%。其它稀土資源豐富的國家或組織包括獨聯體(23%),美國(16%),澳大利亞(7%)和印度(4%)。世界上許多國家的稀土產品對中國的稀土有很強的依賴性,從產量來看,2011年中國稀土約為9.7萬噸,稀土產品產量已經接近了世界總產量的90%,在國際市場上處于絕對的壟斷地位。
中國的稀土資源及稀土工業主要有以下特點。
1.1 儲量大
目前,我國稀土的礦業工業儲量和遠景儲量均位居世界首位,其中,位于內蒙古自治區包頭市的白云鄂博礦,不僅儲量居世界第一,而且開發條件得天獨厚,是我國也是目前世界上最大的稀土礦山。
1.2 稀土資源種類豐富
我國的稀土礦物不僅種類豐富,有以氟碳鈰礦、獨居石礦為主的各類輕稀土礦物,也有以離子型礦、磷釔礦等為主的重金屬礦物。同時還有一些具有一定工業價值的稀土礦,如褐釔鈮礦等。
1.3 稀土資源有“北輕南重”的分布特點
目前,國內已探明的稀土礦中,北方主要分布在內蒙古的白云鄂博和山東微山地區,南方主要是江西贛南、四川涼山和廣東粵北等地區,形成了“北輕南重”的分布特點。輕稀土主要分布在北方的內蒙,離子型中重稀土礦主要分布在南方的江西等地區。
1.4 輕重稀土的開采利用存在問題
輕稀土礦含量多、利用范圍廣,但常常伴有危害性放射性元素,如釷等,不僅容易產生環境污染問題,還會給人類健康和生態環境造成一定的壓力。在內蒙古自治區包頭市郊區,包鋼稀土形成的稀土廢渣隨廢液通過管道輸送到尾礦壩,日積月累的堆積,目前已形成了容量達1.7億噸的“稀土湖”,嚴重污染環境;在江西贛州,一些開礦區甚至連井水都被污染,當地居民的健康受到嚴重威脅,惡性疾病高發。離子型中重稀土礦被稱為“工業味精”,是世界各國爭先搶奪的稀有礦物,而世界已探明的重稀土分布,幾乎全部集中在中國的南方地區。由于離子型稀土中的稀土元素呈離子態吸附于土壤之中,礦區分散、礦點眾多、采富棄貧、采易棄難現象嚴重,資源回收率較低,使得規模化工業性開采的難度大。
1.5 稀土工業形成完整的工業體系
我國的稀土工業經過近50年的發展,開發、利用的技術已經獲得全面提高,尤其是中國科學院院士徐光憲教授提出的稀土串級理論后,稀土礦的工藝技術獲得了顯著提升。我國已建有內蒙古包頭鋼鐵稀土公司、甘肅稀土公司、四川金攀西稀土有限責任公司、江西南方稀土高技術有限公司等大型稀土生產公司,以及眾多的中小型企業。目前,已從稀土礦的采選、冶煉、加工、分離發展到稀土裝備的制造、稀土制品的應用,這說明我國已經形成完整的稀土工業體系。生產規模的不斷壯大,產品類型的不斷增加,都在表明我國已經成為世界稀土工業強國,而稀土工業也將朝著全方位、高精端的方向快速發展。
1.6 稀土市場穩定發展,研發水平進一步提高
我國稀土工業取得的快速發展,不但基本上滿足了國內經濟社會發展的需要,也為全球稀土現狀的發展作出了巨大的貢獻。隨著中國經濟的快速發展,中國稀土行業市場也不斷擴大,形成國有、民營、外資等多種經濟成分并存的投資現狀,稀土市場現金規模也在不斷壯大。科研水平的提高,主要體現在稀土新材料產業的進步與發展,例如:稀土激光和發光材料、磁性材料、稀土儲氫材料、稀土超導材料、稀土氣體凈化催化材料等。同時,將稀土的高效性能運用到節能燈、鎳氫電池等民用終端產品,也在很大程度上滿足了世界各國高科技行業發展的需求。
2 中國稀土工業發展帶來的負面影響
中國的稀土行業在高速發展的同時也帶來了很多的負面影響,中國也為此付出了巨大代價。尤其是環境上的損失使我們不得不重視稀土的不斷開發帶來的一系列問題。
2.1 稀土資源的過度開發
雖然我國的稀土儲量位居世界首位,但隨著各地區的無節制開采,以及國外新的稀土礦的不斷開發,我國稀土資源儲量正呈現急劇下降的趨勢,很多的礦區都面臨著礦山資源不斷衰減的惡劣形勢,最為明顯的是曾經讓我們為之驕傲的白云鄂博礦,現在它的主要礦區的稀土資源僅有原來產量的30%,采選利用率也僅有10%。相比于美國、日本等發達國家,我國的稀土開采利用率較低。美國雖然也有較豐富的稀土資源,占到世界稀土資源的16%,但卻大量進口中國廉價的稀土資源,而將本國的資源進行戰略儲備。這將會使我國在未來的能源儲備上處于戰略劣勢,必然會威脅到我國的經濟發展、能源安全。
2.2 生態環境破壞嚴重
稀土在開采、選冶、分離中,會嚴重的破壞當地的生態環境,輕者有可能造成水土流失,土壤污染、酸化,重者稀土礦渣中的金屬元素會使得污染農田,使得農田失去大量的有機質,使我們賴以生存的農田成為廢田。大多數的輕稀土礦多伴生有重金屬。因此,在提純過程中易產生大量高污染氣體、高濃度工業廢水,同時還會產生具有放射性的礦渣。內蒙古白云鄂博礦區的大面積“礦湖”就是典型的污染產物。離子型中重稀土礦雖采用較為先進的原地浸礦工藝,但仍會產生多種含有重金屬的污染物,對植被、地表水、地下水和農田都會產生不同程度的污染。同時,破壞生態環境的恢復與治理,將會花費地方財政更多的財力、物力,成為稀土礦區面臨的問題。
2.3 稀土產業結構不合理
盡管我國稀土工業發展迅速,但仍需加強稀土新材料和稀土終端應用技術的研發,不斷縮小與世界領先水平的差距。由于我國稀土產品的自主知識產權和稀土新型材料的制備技術較差,高要求的產品沒有基本的技術支撐,使得稀土產業呈現不均衡發展,低端產品有殘留,高端產品缺乏。同時,國內市場擁有大量中小企業,但有關鍵核心競爭力的大型國際企業卻數量匱乏,稀土價格一直不能和金屬等原材料相比,生態環境損失與換取的經濟利益不成正比,這些都沒有將我國稀土資源的巨大優勢體現出來。
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