中国一直以来都是全球稀土领域的王者,稀土元素是现代电子产业不可缺少的一部分,广泛应用于半导体、集成电路、LED等科技产品。
美国为了打击中国的半导体产业,就对我国进行了制裁,而我国为了防止美国动手脚,就考虑主动出击,对美国的半导体产业进行反击,马上就要对稀土出口进行限制。
全球稀土市场在此发生剧烈波动,似乎还没等中国的禁令发动,美国就找到了一个新的稀土来源,那就是煤灰。
美国一直都在担心稀土一旦被我国限制出口的话,就会对美国的半导体产业造成极大的影响。
近日美国西弗吉尼亚大学兰迪·居纳斯教授主持的一项研究成果表明,富含稀土元素的不好煤灰其实蕴藏着上千万吨的稀土元素,但是却并没有得到有效的利用。
探索从煤灰中提取稀土元素的方法,这一发现对于美国来说无疑是一个天大的好消息。
中国在全球稀土市场的地位。我国整个稀土产业链有着完整精准的管理,从稀土资源开采到生产加工,有着严格把控。
2024年数据显示,中国的稀土产量占全球产量为68%,是全球最大的稀土生产国。
而且,我国出口的稀土总量占全球总量的87%。
这表明,中国无疑在全球稀土市场中占据着主导地位。
由于稀土元素在各个领域的重要应用,经济价值极高,因此,我国凭借自己的优势资源,已经将其打造成重要的国际经济资源,无形中就占领了主动权。
例如,2023年中国向联合国贸易和发展会议提交的报告表明,中国制造业涉及近4000种产品,而其中有四分之一都需要用到稀土元素。
尤其是在先进制造领域,更是对稀土依赖度极高。
比如,我国是世界上电子产品最为重要的生产大国,消耗世界上三分之一以上的电子产品。
在新能源汽车行业,中国在全球市场中占据着50%的份额,并且预计到2030年将会翻番。
我们能够想象,如果中国限制出口稀土,对中国本国甚至全世界都会造成巨大的影响。
可以说,中国在全球稀土市场中,不仅是依靠自己的大量储量以及产量,更凭借先进的开采和加工技术,在全球市场上占有举足轻重的地位。
根据估算,在未来15年内,仅中国市场对稀土的需求将会猛增25%左右。
随着新能源市场的不断扩大,我国随着下游需求不断攀升,未来能源行业所需要的所有金属材料中,稀土金属将占比至少13%,可谓前景一片喜人。
同时,中国还拥有巨大的人才优势。
由于国家发展政策支持,高素质的人才都将为我国发展助力。
再加上国内消费能力不断提升,这些都为其注入了强大活力,为我国奠定了强有力的发展基础。
可以说,我国几乎拥有了一切条件,在全球市场竞争中占据主导地位,这是其他国家所无法比拟的。
所以,我国的稀土资源不仅是被用作“贸易筹码”,同样也起到了重要的战略意义。
我们知道,稀土元素在半导体、集成电路、LED以及其他电子设备等多个领域中被广泛应用,其经济附加值非常高,甚至对于现代科技产品而言,是不可或缺的重要组成部分,因此,也直接关系到各个国家在高科技领域中的核心竞争力。
同时,在军事装备方面,稀土元素更是起到至关重要的作用,例如,用于制造先进导弹、战机、坦克等武器所需电磁干扰系统和制导系统中的技术装备元件,都需要大量的稀土元素,这些技术装备几乎都是当今世界上最先进的技术装备,没有之一,因此其作用不言而喻。
同时,还包括高超音速飞行器、隐形飞机、雷达、卫星导航系统等武器,这些武器设备几乎都是当前军事武器装备中最高级别之一,因此其重要性不可小觑。
要知道,美国对军事装备的研制可谓投入大量财富,因此没有任何一个国家能够将其隔绝,这就难怪当年我国采用了出口管制措施后,美国对此大为震惊,以及求助于其他国家伸出援助之手,但是他们也无法满足美国如今对中国半导体晶片技术突破进展来说,其实也起到了很大的助力作用。
美国科研发现煤灰富含稀土元素。众所周知,煤是非常重要的一种能源,其在工业上广泛应用,用途极为广泛。
不仅是化石能源中使用量最大的物质,也是电力行业最主要的一种燃料。
然而,当煤被燃烧后,就会产生废弃物——煤灰,其主要成分包括二氧化硅、氧化铝和氧化钙等,其中还富含着硼、锆、锰等金属元素,也就是我们今天的主人公——稀土元素。
垃圾焚烧后产生的灰烬分为底灰和飞灰,其中底灰是指焚烧后沉淀到炉底的一部分灰烬,而飞灰则是指燃烧过程中随烟气排放到烟道的一部分灰烬。
从这两种灰烬中均可以回收利用出许多重金属和珍贵金属元素。
底灰主要由较大的颗粒组成,含有较高浓度的重金属元素,如铅、铜等,这些重金属可能来源于生活垃圾中含有金属成分的物品如电池、电子产品壳体等。
这些重金属通过焚烧作用浓缩到底灰中,可以通过重金属回收工艺提取出来。
而飞灰则含有更高浓度的重金属成分,同时因为飞灰颗粒较小,含有悬浮物质,使其成为一种非常有效的重金属回收资源。
然而在这两者之中,其实底灰是更容易提取出这些重金属成分的,但对于飞灰来说,由于其粒子更精细,因此需要一定程度上的技术手段。
然而,不幸的是飞灰中的重金属浓度极高,如果未经处理直接排放,那么必然会污染环境,造成严重后果,而如果经过一定处理手段提取出其中重金属成分的话,又会产生额外极大的经济成本,这就造成了对于飞灰资源回收利用阻碍了一种恶性循环,在这方面一直悬而未决。
从煤灰中有效提取稀土面临挑战。根据美国西弗吉尼亚大学兰迪·居纳斯教授对煤灰进行研究发现,废弃煤炭所排放造成的大量煤灰中均含有丰富的矿物质成分,其中就富含大量的稀土元素。
而且,美国每年生产出约为3000万吨煤废料,这其中能够形成天然矿床所需出矿物质量足以丰富且数量庞大。
如果能够从煤废料中提取出这些稀土矿物,那么相当于实现了超越中国成为全球最大的稀土矿供应国,占据主导地位,毫无疑问,对于美国本身和全球市场都是一个极大的利好消息,从而降低对于中国市场所产生定价权影响,提高美国自身对于这一领域话语权能力。
与此同时,这可能使美国产生一种不再如今依赖中国那样若即若离纠葛局势,有望能够实现稳定发展,维护经济利益和安全利益,但这一消息虽好,却并非那么简单,还要面对众多复杂难题,如技术难度问题和环境影响问题等等众多难题。
由于从煤废料中提取出这些稀土矿物质相较于从传统矿石中提取,无论是技术水平还是工业规模,都尚未成熟,需要我们进一步探索适合此种新材料的新技术来实现有效提取。
同时,这一新材料源于废物产出的特点,使得其在提取过程中需要面对复杂程度较高的问题,所以凭借我国现阶段技术水平还无法有效克服此类复杂性技术难点,因此唯有研发新技术手段来应对这一挑战。
然而,从煤废料提取这些矿物质所需成本可能较高,甚至会影响其经济效益。
因此,当今我国还无法实现这一新材料优势,同时还出现了竞争,但无论怎样,新材料是否存在重要意义仍面临不少挑战。
此外,从环境影响方面来说,如果煤污煤炭燃烧本身造成了大量二氧化碳及气体污染,进一步处理将会增加更多二氧化碳及污染物向环境排放,从而加剧全球变暖问题及其它气候问题。
并且,当从煤废料中提取矿物质时,也可能会造成一定程度上的生态破坏,对环境及生态系统产生负面影响,因此如何在保障环境方面采取有效措施,实现可持续发展,是一个重要的问题。