元素視角下的中國稀土供需格局及平衡利用策略

代 濤 高天明 文博杰

1 中國地質(zhì)科學院 全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心 北京 100037

2 中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所 北京 100037

稀土是 17 種元素的總稱，并主要按原子序數(shù)分為輕稀土和重稀土①輕稀土：鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤和銪；重稀土：釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鈧。。稀土元素電子結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)相近，但物理性質(zhì)差異明顯[1]，使得其在新材料領(lǐng)域的應用具有顯著差異。其中，鑭、鈰元素主要用于玻璃陶瓷、拋光、照明、儲氫、石油和汽車尾氣催化、冶金工業(yè)等領(lǐng)域；釔、銪元素多用于照明、高清顯示、核工業(yè)等領(lǐng)域；釹、鐠、鏑、鋱、釤主要用于永磁部門，是制造風機、電動汽車、節(jié)能家電、機器人等產(chǎn)品不可或缺的重要元素；釓元素具有高度的順磁性，常用作核磁共振成像的顯影劑。稀土元素以其優(yōu)異的磁學、光學、電學等特性，在國民經(jīng)濟、國防工業(yè)中得到廣泛應用，涉及航空、信息、電子、能源、交通、醫(yī)療等 10 多個領(lǐng)域的 40 多個行業(yè)[2,3]，是支撐戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料的基礎(chǔ)。

當前，新能源汽車、風力發(fā)電、人工智能等相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，以及新材料技術(shù)革命和應用領(lǐng)域不斷拓展，帶動了全球稀土資源需求量的增長[4,5]。稀土已經(jīng)成為全球競爭最為熱點的關(guān)鍵礦產(chǎn)之一，近年稀土資源缺口都在 10% 以上[6]。研究人員預測了未來多情景下全球稀土需求，發(fā)現(xiàn)汽車、風電等對需求將產(chǎn)生重要影響[7-10]：汽車電動化將使鏑、釹等的需求迅速增長[11,12]，預計 2035 年將分別增長 7 倍和 26 倍[7]；風電、光伏等清潔電力對釹、鐠、鏑等元素的需求量將比化石燃料發(fā)電增加 15%——43%[5]。……