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(xiàn)狀,以及稀土在工業(yè)產業(yè)方面的巨大應用作用。
關鍵詞:稀土;現(xiàn)狀;存在問題
稀土,是指元素周期表中的原子序數(shù)57-71的15種鑭系元素和與鑭系元素關系密切的原子序數(shù)21的鈧(Y)、和原子序數(shù)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(fā)現(xiàn)的,即從硅鈹釔礦中發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(jù)中國稀土學會統(tǒng)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(lián)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(yè)主要有以下特點。
1.1 儲量大
目前,我國稀土的礦業(yè)工業(yè)儲量和遠景儲量均位居世界首位,其中,位于內蒙古自治區(qū)包頭市的白云鄂博礦,不僅儲量居世界第一,而且開發(fā)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(yè)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(qū),南方主要是江西贛南、四川涼山和廣東粵北等地區(qū),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(qū)。
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(huán)境污染問題,還會給人類健康和生態(tài)環(huán)境造成一定的壓力。在內蒙古自治區(qū)包頭市郊區(qū),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(huán)境;在江西贛州,一些開礦區(qū)甚至連井水都被污染,當?shù)鼐用竦慕】凳艿絿乐赝{,惡性疾病高發(fā)。離子型中重稀土礦被稱為“工業(yè)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(qū)。由于離子型稀土中的稀土元素呈離子態(tài)吸附于土壤之中,礦區(qū)分散、礦點眾多、采富棄貧、采易棄難現(xiàn)象嚴重,資源回收率較低,使得規(guī)?;I(yè)性開采的難度大。
1.5 稀土工業(yè)形成完整的工業(yè)體系
我國的稀土工業(yè)經過近50年的發(fā)展,開發(fā)、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(yè)。目前,已從稀土礦的采選、冶煉、加工、分離發(fā)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(yè)體系。生產規(guī)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(yè)強國,而稀土工業(yè)也將朝著全方位、高精端的方向快速發(fā)展。
1.6 稀土市場穩(wěn)定發(fā)展,研發(fā)水平進一步提高
我國稀土工業(yè)取得的快速發(fā)展,不但基本上滿足了國內經濟社會發(fā)展的需要,也為全球稀土現(xiàn)狀的發(fā)展作出了巨大的貢獻。隨著中國經濟的快速發(fā)展,中國稀土行業(yè)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(xiàn)狀,稀土市場現(xiàn)金規(guī)模也在不斷壯大??蒲兴降奶岣?,主要體現(xiàn)在稀土新材料產業(yè)的進步與發(fā)展,例如:稀土激光和發(fā)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(jié)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(yè)發(fā)展的需求。
2 中國稀土工業(yè)發(fā)展帶來的負面影響
中國的稀土行業(yè)在高速發(fā)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(huán)境上的損失使我們不得不重視稀土的不斷開發(fā)帶來的一系列問題。
2.1 稀土資源的過度開發(fā)
雖然我國的稀土儲量位居世界首位,但隨著各地區(qū)的無節(jié)制開采,以及國外新的稀土礦的不斷開發(fā),我國稀土資源儲量正呈現(xiàn)急劇下降的趨勢,很多的礦區(qū)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?yōu)橹湴恋陌自贫醪┑V,現(xiàn)在它的主要礦區(qū)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(fā)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(zhàn)略儲備。這將會使我國在未來的能源儲備上處于戰(zhàn)略劣勢,必然會威脅到我國的經濟發(fā)展、能源安全。
2.2 生態(tài)環(huán)境破壞嚴重
稀土在開采、選冶、分離中,會嚴重的破壞當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)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(shù)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(yè)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(qū)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(tài)環(huán)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(qū)面臨的問題。
2.3 稀土產業(yè)結構不合理
盡管我國稀土工業(yè)發(fā)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(fā),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(yè)呈現(xiàn)不均衡發(fā)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(yè),但有關鍵核心競爭力的大型國際企業(yè)卻數(shù)量匱乏,稀土價格一直不能和金屬等原材料相比,生態(tài)環(huán)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(yōu)勢體現(xiàn)出來。
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