稀土到底有多么戰(zhàn)略“硬核”

本報(bào)記者 倪浩 本報(bào)特約記者 章節(jié)

編者按：中國國家發(fā)展和改革委員會(huì)有關(guān)負(fù)責(zé)人就稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)問題答記者問一經(jīng)發(fā)布就引起外界高度關(guān)注，紛紛猜測中方是否會(huì)把稀土作為反制美方無端打壓的“武器”。被稱為工業(yè)“維生素”的稀土包含哪些戰(zhàn)略元素，它們又在高科技產(chǎn)業(yè)乃至軍事領(lǐng)域發(fā)揮著怎樣不可替代的作用呢？

別把稀土和稀有金屬搞混了

稀土是元素周期表中鑭系元素加上鈧(Sc)和釔(Y)，共17種元素的總稱。按元素原子量及物理化學(xué)性質(zhì)，分為輕、重稀土元素。稀土因獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、航空航天、電子信息等領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的重要元素。

根據(jù)國新辦2012年發(fā)布的《中國的稀土狀況與政策》，中國擁有豐富的稀土資源，稀土儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的23％。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局剛剛發(fā)布的《2019年礦產(chǎn)品摘要》，美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)顯示，全球稀土儲(chǔ)量為1.2億噸，其中中國儲(chǔ)量為4400萬噸居全球第一，越南為2200萬噸，巴西為2200萬噸，俄羅斯1200萬噸、印度690萬噸、澳大利亞為340萬噸，而美國儲(chǔ)量為140萬噸。

目前中國是全球儲(chǔ)量最大、產(chǎn)量最大和出口量最大的國家。稀土在中國的分布呈現(xiàn)“北輕南重”格局。輕稀土礦主要分布在內(nèi)蒙古包頭等北方地區(qū)和四川涼山，離子型中重稀土礦主要分布在江西贛州、福建龍巖等南方地區(qū)。中國目前已形成完整的稀土工業(yè)體系。具有完整的采選、冶煉、分離技術(shù)以及裝備制造、材料加工和應(yīng)用工業(yè)體系。在科技水平上，中國在稀土采選、冶煉、分離等領(lǐng)域開發(fā)了多項(xiàng)具有國際先進(jìn)水平的技術(shù)，尤其是在采選工藝和先進(jìn)的分離技術(shù)上領(lǐng)先全球。

包頭稀土研究院學(xué)者閆宏偉告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，稀土元素多達(dá)17種，看似復(fù)雜，但從應(yīng)用上看其實(shí)很容易理解。“17種元素中除放射性的钷外，各有用途，主要是利用這些元素的磁、光等特性。目前最大的用途主要有釹鐵硼磁性材料、催化材料（集中用在石油催化、尾氣凈化等）、拋光材料、發(fā)光材料、儲(chǔ)氫材料這幾個(gè)領(lǐng)域，其他的領(lǐng)域也有很多用途，但添加量都很小，比如激光玻璃、激光晶體等，但這些不是產(chǎn)業(yè)主力?！?/p>

閆宏偉表示，非專業(yè)人士常將稀有金屬與稀土混淆。稀有金屬是指在地殼含量少的金屬。稀土則主要是指上述17個(gè)元素。閆宏偉說，稀有金屬的含量比稀土低得多，全球分布也不均勻，兩者在稀缺度上不可同日而語。有些人把稀有金屬納入稀土范圍，是錯(cuò)誤的?！?/p>

高科技產(chǎn)業(yè)，沒它們不行

稀土作為戰(zhàn)略稀缺資源，獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)使它們具有許多其他元素所不具備的光、電、磁特性，它們?cè)谂嘤l(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

工信部在《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》中指出，稀土產(chǎn)業(yè)與新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)機(jī)裝備、新材料、生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等十大重點(diǎn)領(lǐng)域高度關(guān)聯(lián)。

百川資訊稀土行業(yè)分析師杜帥兵接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)說，稀土元素應(yīng)用十分廣泛，在某些領(lǐng)域可以被替代，但有些行業(yè)不可替代，尤其是在高科技領(lǐng)域。離開某種稀土元素，相應(yīng)的高科技就會(huì)失去發(fā)展支撐?！败姽げ牧?、新能源汽車、風(fēng)電、智能手機(jī)、芯片等領(lǐng)域，離開稀土元素真的不行?！?/p>

以汽車為例，整個(gè)行業(yè)離開稀土將寸步難行，尤其是新能源汽車。杜帥兵告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，每輛汽車中一般都有幾十個(gè)部位用到釹鐵硼永磁材料，如引擎、制動(dòng)器、傳感器、儀表、音箱等。“釹鐵硼性能優(yōu)越，具有不可替代性，尤其在新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)中?！倍艓洷f，一輛全自動(dòng)高級(jí)轎車大約需消耗稀土永磁材料0.5-3.5公斤，而新能源汽車上釹鐵硼材料的應(yīng)用將會(huì)更多，達(dá)到10-20公斤。“類似的應(yīng)用不勝枚舉，所以高科技社會(huì)的發(fā)展離開稀土元素，不可想象。”

據(jù)了解，包頭相關(guān)企業(yè)研制的“釤鈷永磁輻射環(huán)”，為神舟飛船一次次成功發(fā)射提供了火箭精確定位和導(dǎo)航服務(wù)。沒有這種服務(wù)，火箭將失去目標(biāo)和方向。據(jù)了解，輻射環(huán)用在火箭控制平臺(tái)的陀螺儀上可以自動(dòng)控制電機(jī)速度，調(diào)整火箭方向，確保準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。

在整個(gè)行業(yè)的發(fā)展上，中國有著稀土行業(yè)最為完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。但《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》也指出，中國稀土產(chǎn)業(yè)整體處于世界稀土產(chǎn)業(yè)鏈的中低端，高端材料和器件與先進(jìn)國家仍存在較大差距，缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)……

中國稀土行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長陳占恒告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，稀土說到底還是原材料，“靠原料出口創(chuàng)匯不是長遠(yuǎn)之計(jì)，根本之計(jì)在于發(fā)展基于稀土的高科技產(chǎn)業(yè)?！薄?/p>

尖端武器缺不了的戰(zhàn)略元素

稀土在軍事裝備領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，從大型艦船的推進(jìn)電機(jī)到導(dǎo)彈上的小芯片，從精密的光學(xué)儀器到看上去很粗糙的火炮炮管，稀土元素的應(yīng)用，都會(huì)大幅度提高其性能。

現(xiàn)代信息化裝備離不開芯片，而芯片的制造離不開稀土元素。信息化裝備打擊精度準(zhǔn)不準(zhǔn)、探測距離遠(yuǎn)不遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)不強(qiáng)、反應(yīng)速度快不快，很大程度上取決于芯片。

電機(jī)是很多高科技裝備所必需的設(shè)備，大到萬噸戰(zhàn)艦的全電力推進(jìn)系統(tǒng)，小到導(dǎo)彈上的發(fā)電機(jī)，都離不開電機(jī)。稀土元素對(duì)電機(jī)性能提升非常明顯。稀土永磁以優(yōu)越的磁特性，被人們稱為超級(jí)永磁，其體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、散熱效率高。國際稀土協(xié)會(huì)前主席曾指出，稀土永磁的出現(xiàn)，將引起電機(jī)的革命性變化。從上世紀(jì)70年代起，稀土永磁電機(jī)開始實(shí)用。1971年，一家美國公司研制成功了功率為400-1200伏安的稀土永磁發(fā)電機(jī)作為無人機(jī)電源發(fā)電機(jī)。而美國航天飛機(jī)的升降副翼的驅(qū)動(dòng)裝置，使用了重量僅為17磅的稀土永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)。美國的空空、空地導(dǎo)彈幾乎都用稀土永磁電機(jī)控制舵面。

稀土元素也被廣泛用于光學(xué)設(shè)備中。目前大部分激光材料都涉及稀土，從激光測距儀、激光雷達(dá)到激光制導(dǎo)武器。例如，坦克使用的摻釹釔鋁石榴石激光測距機(jī)測距距離超過20公里，西方主戰(zhàn)坦克廣泛裝備這類激光測距儀，例如M1系列，“豹2”系列、“挑戰(zhàn)者”系列等。激光制導(dǎo)武器，比如激光制導(dǎo)炸彈、激光制導(dǎo)炮彈等也依靠使用稀土元素的激光照射器照射目標(biāo)。稀土發(fā)光材料還成功用于夜視設(shè)備中。

稀土元素被稱為鋼中的“青霉素”，對(duì)鋼起到凈化、變質(zhì)和合金化作用，加入部分稀土元素，可以提高鋼的韌性，可用于裝甲鋼、炮鋼、航母甲板用鋼等領(lǐng)域。海灣戰(zhàn)爭中，美國的M1系列主戰(zhàn)坦克能在2000米以外擊穿伊拉克坦克，一個(gè)重要原因在于其火炮炮管的強(qiáng)度高、韌性強(qiáng)、膛壓高。坦克炮炮管通常使用電渣重熔技術(shù)，電渣重熔鋼中加入稀土元素則可以提高合金鋼的韌性，有利于提高火炮的膛壓，增大炮口動(dòng)能，提高火炮射程。裝甲鋼中加入稀土元素則能提高抗沖擊能力。稀土元素用于其他合金能同樣起到很好的效果。例如中國某型發(fā)動(dòng)機(jī)使用稀土鈦合金機(jī)匣后，起到很好的減重效果。

稀土元素還能用于制造隱形飛機(jī)的吸波材料。鐵氧體材料是一種重要的飛機(jī)隱形涂層。此外，稀土材料還能用于核輻射屏蔽，并用于核反應(yīng)堆、聲吶等方面。▲