位于加州的Mountain Pass(芒廷帕斯)是美國(guó)唯一在運(yùn)轉(zhuǎn)的稀土礦,曾是全球稀土供應(yīng)的霸主,如今由MP Materials公司運(yùn)營(yíng)。
可以看到是,摩根大通和高盛集團(tuán)為MP Materials提供了總計(jì)10億美元的融資承諾,用于支持新工廠的建設(shè)和開(kāi)發(fā)成本。MP Materials宣布與蘋果公司達(dá)成5億美元合作,為蘋果公司電子產(chǎn)品的關(guān)鍵原材料供應(yīng)提供支持。甚至,該公司獲得美國(guó)國(guó)防部4億美元的股權(quán)投資,五角大樓通過(guò)購(gòu)買優(yōu)先股成為該公司的最大股東,持股比例達(dá)到15%。
這一系列舉措之下,隱藏著一個(gè)殘酷的事實(shí):由于沒(méi)有冶煉分離技術(shù),美國(guó)稀土礦需要出口至中國(guó)進(jìn)行冶煉加工,然后再高價(jià)買回去。目前來(lái)看,MP Materials正試圖填補(bǔ)這一缺口,但這絕非易事。
上個(gè)世紀(jì)五六十年代,那時(shí)的全球稀土產(chǎn)業(yè)格局中,美國(guó)占據(jù)著主導(dǎo)地位。然而,時(shí)光流轉(zhuǎn),如今的中國(guó)成為全球稀土產(chǎn)業(yè)當(dāng)之無(wú)愧的核心力量。那么,從稀土礦到磁材,這個(gè)過(guò)程究竟邁過(guò)多少難關(guān)?在全球稀土產(chǎn)業(yè)鏈中,中國(guó)把控著哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)?
沖破技術(shù)藩籬!從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的關(guān)鍵一躍
稀土并非是某一種物質(zhì),是17種金屬元素的統(tǒng)稱。它有個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)姆Q號(hào)――工業(yè)維生素。從智能手機(jī)、電動(dòng)車,到導(dǎo)彈、隱形戰(zhàn)機(jī)等眾多品類,都有稀土參與的身影,并扮演了無(wú)法被替代的作用。
此外,我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)已形成涵蓋地質(zhì)勘探、礦山開(kāi)采、冶煉分離、精深加工、技術(shù)研發(fā)、流通貿(mào)易為一體的全產(chǎn)業(yè)鏈,可生產(chǎn)產(chǎn)品400多個(gè)品種、1000多個(gè)規(guī)格,成為世界上唯一能夠規(guī)模供應(yīng)各種級(jí)別、不同品種稀土產(chǎn)品的國(guó)家。
說(shuō)到這,中國(guó)有沒(méi)有像美國(guó)Mountain Pass那樣堪稱“超級(jí)巨無(wú)霸”級(jí)別的大礦呢?答案是肯定的,就是白云鄂博。1927年,地質(zhì)學(xué)家丁道衡在內(nèi)蒙古白云鄂博的荒原上做地質(zhì)勘探時(shí),意外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的鐵礦。當(dāng)時(shí)沒(méi)人想到,這片土地后來(lái)會(huì)成為全球稀土產(chǎn)業(yè)的心臟。
然而,稀土元素有個(gè)頗為棘手的特性――很喜歡“抱團(tuán)”,總會(huì)與其他金屬元素混在一起。想要從這團(tuán)復(fù)雜的“元素大雜燴”中精準(zhǔn)挑選出所需的那一種元素,其實(shí)是極難的。所以,發(fā)現(xiàn)大自然饋贈(zèng),還不夠,精準(zhǔn)提煉那是手藝活。
上世紀(jì)70年代,法國(guó)羅納-普朗克公司掌握著當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的稀土分離技術(shù),能夠用萃取法將16種稀土元素逐一分離,純度之高令人嘆為觀止,只是周期很長(zhǎng)。彼時(shí),中國(guó)卻缺乏將“璞玉”雕琢成“美器”的技術(shù),所以只能出口海外,再以高價(jià)進(jìn)口深加工的稀土產(chǎn)品。
直到“中國(guó)稀土之父”徐光憲帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主創(chuàng)新一套串級(jí)萃取理論,把鐠釹分離后的純度提高到了創(chuàng)世界紀(jì)錄的99.99%,用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn),可根據(jù)不同的原料組成、不同產(chǎn)品純度要求,在幾天時(shí)間內(nèi)拿出一個(gè)最優(yōu)化的新工藝流程,大幅縮短原本超1年的流程,降低了整體成本。
不斷的刻苦攻關(guān)下,1986年,中國(guó)稀土產(chǎn)量達(dá)到11860噸,超過(guò)了一直處于世界第一的美國(guó),成為世界第一稀土生產(chǎn)國(guó)。2018年,全球稀土礦產(chǎn)品產(chǎn)量約19.5萬(wàn)噸,中國(guó)產(chǎn)量約12萬(wàn)噸,占62%。
中國(guó)如何主導(dǎo)全球稀土下游應(yīng)用價(jià)值鏈?
聊完稀土的冶煉分離環(huán)節(jié),接下來(lái)我們把目光投向稀土的下游應(yīng)用領(lǐng)域。那么,就不得不提,稀土永磁材料。
麥肯錫公司(McKinsey & Company)的一份報(bào)告預(yù)測(cè),隨著能源轉(zhuǎn)型加快,到2035年稀土永磁市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大三倍。此外,該公司 估計(jì),盡管數(shù)量?jī)H占稀土總產(chǎn)量的30%,但永磁用稀土份額占整個(gè)稀土市場(chǎng)總值的80%。而據(jù)路透社報(bào)道,中國(guó)提供了全球90%以上的稀土永磁材料。
當(dāng)你擁有一輛新能源汽車并仔細(xì)審視其構(gòu)造時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)車上通常會(huì)配備一臺(tái)永磁同步電機(jī),而該電機(jī)的核心部件正是稀土永磁材料。相較于其他材料制成的永磁體,稀土永磁體在各項(xiàng)性能指標(biāo)上表現(xiàn)卓越,因此常被應(yīng)用于最為關(guān)鍵的核心部位。除了新能源汽車外,軍工裝備、風(fēng)力發(fā)電、機(jī)器人等均用到了稀土永磁。
中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)化工系教授金涌表示,永磁材料就可以使電動(dòng)機(jī)做的又小又高效,比如說(shuō)一個(gè)機(jī)器人,它一個(gè)手掌要有很多不同方向的動(dòng)作,每個(gè)動(dòng)作都是一個(gè)小的永磁電池,不用永磁電池是不可能完成的,電動(dòng)機(jī)可以做的非常小。
1984年2月,中國(guó)第一塊磁能積達(dá)38兆高奧的釹鐵硼稀土永磁材料,在一間25平方米的簡(jiǎn)陋臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)誕生了。中國(guó)成為世界上第三個(gè)研發(fā)出第三代稀土永磁材料的國(guó)家。
主導(dǎo)這一研發(fā)的王震西和他的同事們來(lái)不及慶祝,就又投入到新的攻堅(jiān)戰(zhàn),在3個(gè)月后,以國(guó)產(chǎn)低純度釹為原料,成功研制出低純度釹鐵硼永磁材料,磁能積也進(jìn)一步提高到41兆高奧。1985年,43歲的王震西創(chuàng)辦了中科三環(huán),中國(guó)稀土永磁產(chǎn)業(yè)的騰飛也始于那一年。直到2000年,中國(guó)釹鐵硼永磁產(chǎn)量位居世界第一。
數(shù)據(jù)見(jiàn)證:中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑全球的硬實(shí)力
正是得益于科研人員孜孜不倦的深入探索與不懈鉆研,中國(guó)在稀土產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域鑄就了不可撼動(dòng)的地位。
據(jù)歐洲政策研究中心(CEPS)數(shù)據(jù),中國(guó)控制著全球91%的稀土精煉、87%的氧化物分離和94%的磁體生產(chǎn)。
《紐約時(shí)報(bào)》曾報(bào)道,稀土加工對(duì)技術(shù)要求頗高,但中國(guó)已研發(fā)出新的加工工藝。全國(guó)有39所大學(xué)開(kāi)設(shè)了稀土化學(xué)相關(guān)專業(yè),而美國(guó)卻沒(méi)有類似的專業(yè)。總部位于加拿大多倫多的稀土企業(yè)Neo Performance Materials的CEO Rahim Suleman坦言,生產(chǎn)超純鏑(dysprosium)的100步化學(xué)工藝,Neo在中國(guó)的煉廠花了七年才掌握。而金涌表示,我們掌握這個(gè)稀土技術(shù),確實(shí)現(xiàn)在我們?cè)谑澜缟线€是首屈一指的,這個(gè)可以說(shuō),是我們的一個(gè)王炸。
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