美国和日本试图突破中国的稀土包围圈

您可能没有意识到这一点，但是类似镨 (Praseodymium)、铽 (Terbium)和钆 (Gadolinium)这样的元素在工作中与烙铁，万用表和示波器一样重要。这些稀土元素（REE）分别使激光和某些磁体，荧光灯和声纳系统，计算机内存和X射线管成为可能。

稀土元素周期表：稀土元素是15种镧系元素加上钇。大多数稀土元素存在矿床中 目前，全球有17种稀土元素，它们在21世纪生活的方方面面扮演重要角色，几磅这些化合物中，例如，能在电池用于电动和混合动力汽车中发挥重要使用。但是生产它们的产业被它已经成为中国的垄断者所笼罩，而随着中美关系的紧张化，关于稀土的讨论市场被见诸报端。

具有讽刺意味的是，大多数稀土元素并不是特别稀有。相反，很少以足够大的浓缩量发现它们，以使其易于提取和提炼而有利可图。

但事实并非总是如此。从1950年代到1990年代，加利福尼亚州莫哈韦沙漠的 Mountain Pass矿山是某些稀土元素的全球最大供应商，它们满足了冷战时期为美国国防工业提供产品的彩电制造商和电子制造商的需求。

但随着战争的结束和政府严格的环境法规的颁布，该矿于2002年停业。但与此同时，拥有丰富稀土来源的中国从1970年代开始认真开发提取，分离，冶炼和加工稀土的技术。由于前期没有管制，该国在1980年代成为全球主要的稀土出口国，2010年，中国占据的稀土矿产品的市场份额达到惊人的97％。许多稀土氧化物的价格在短短几年内上涨了500％以上。

尽管此后中国的份额已降至70-80左右，但与其在高科技制造业中的惊人增长保持一致，中国已成为世界上最大的稀土消费国。在今年1月 发表于《矿物经济学》（Mineral Economics）的一篇评论中国1975-2018年的REE政策的论文中，作者指出，中国政府在努力管理资源，减少污染和鼓励该国工业增长的过程中，宣称对1990年代稀土工业的控制。实行出口限制和生产配额，这引致稀土价格飙升。

缅因州大学的Kristin Vekasi去年夏天接受采访时表示， 当其他工业化国家意识到他们对稀土的以来时，中国改变了对稀土价格的策略，“将稀土价格保持在低水平，使（其他国家）难以竞争。”到了十年前，中国停止了向日本出口稀土的行为，中国官方政府报纸近年来也将稀土称为“重要战略资源”。

日本人迅速对出口受阻作出反应。他们国有和私营部门合作，鼓励稀土资源的回收和多样化。Vekasi说：“到2017年末，日本将从中国以外的亚洲国家进口约30％的稀土，”

日本船上技术人员绞紧一个“活塞式取芯器”，用它把一根管子推入海底沉积物（左）以收集富含稀土元素的泥浆样品。

更重要的是，2013年，日本研究人员在日本海平面以下6000米的专属经济区内的深海泥中发现了丰富的稀土元素。东京大学工程学院的Yasuhiro Kato对这项研究进行了领导，他对IEEE Spectrum表示，他们估计，在最有希望的地区海底沉积物中分布着超过一百万吨的某些稀土元素。

Kato补充说， 他们目前正在进行一项政府计划以探索稀土元素。Yasuhiro Kato说：“对于某些工业上重要的钇 (Yttrium)和铕 (Europium)等稀土元素，他们可以从这一[单一]地区提供日本每年三至十倍的需求。” “即使可以开发出少量的富含稀土的泥浆，该项目也将大大有助于减少日本的稀土进口。”

根据美国商务部2016年的一份报告， 美国曾经对稀土元素自给自足，但几乎完全依赖稀土元素进口，主要是从中国进口。”报告继续说，中国对价格的近乎垄断和单方面的行动“引起了包括国会和美国国务院在内的众多美国政府机构的关注。

随后，去年11月， 美国和澳大利亚同意共同努力确保稀土资源的安全，并支持私营企业实现这一目标。今年1月，美国与加拿大签署了类似的协议。

破碎机在2019年5月30日在加利福尼亚州芒廷帕斯的芒廷帕斯矿场展出，碎石在碾磨之前就被破碎了。

受此鼓舞，芝加哥-纽约金融集团成立了MP Materials，并于2017年收购Mountain Pass矿山，并已开始使用新设备重新开始运营。如今，该公司生产的稀土元素占全球供应量的15％（目前已运往中国进行加工），并计划在2022年重新开放自己的加工设施。

在能源部资助的研究中，宾夕法尼亚大学的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）和爱达荷州国家实验室正在联合开发一种基于蛋白质的新环境友好工艺， 以从低品位资源中提取和纯化稀土元素，否则这需要有毒化学物质进行处理。

LLNL的科学家Gauthier Deblonde对IEEE Spectrum说，这种生物来源的化合物称为Lanmodulin（LanM），“对REE具有前所未有的食欲和选择性” 。“而且我们的合作为REE提取和纯化带来了全新的绿色工艺。”

迄今为止，研究人员已经使用包含多种杂质的电子废物对该工艺进行了测试，现在认为该工艺可用于所有17种稀土元素。Deblonde说：“由于没有有效的提取方法，许多其他含有REE的替代来源仍未开发，“我们基于绿色LanM的方法将为生产或回收稀土提供各种机会。”