摘要:美媒近期发布消息称,美国领先的铀、稀土和关键矿产生产商Energy Fuels骄傲的宣布已经生产出第一批高纯度氧化镝,打破了中国在重稀土领域的垄断,纯度达到99.9%。然而据公开消息,中国早在1990年代就实现了氧化镝99.9%的精炼工艺路线,目前中国应级氧化
美媒近期发布消息称,美国领先的铀、稀土和关键矿产生产商Energy Fuels骄傲的宣布已经生产出第一批高纯度氧化镝,打破了中国在重稀土领域的垄断,纯度达到99.9%。然而据公开消息,中国早在1990年代就实现了氧化镝99.9%的精炼工艺路线,目前中国应级氧化镝的纯度已经达到了99.999%!
美媒《国家利益》杂志在10月23日报道称,早在15年前中日稀土大战就给了美国一个警告,当时就有民主党议员提出议案要立法并建立美国的稀土产业,然而这个法案却在冗长的过程中不了了之了,在这个过程中美国什么都没做!等到2025年中国再次发起稀土大战时美国却才发现,对美国军工与高科技极为重要的战略级
99.9%纯度的稀土:中国35年前的水准
Energy Fuels公司氧化镝精炼获得突破还是今年8月21日的新闻,其在犹他州的White Mesa Mill工厂已经成功完成了第一批公斤级的氧化镝(Dy)生产,纯度达到了99.9%,已经超过99.5%的商业规格,突破了中国的技术封锁,实现美国高纯度重稀土氧化镝的工业化生产。
据报道称,目前每周产量大约在2千克,月产量大约在8.5千克左右,同时该公司也基本已经突破氧化铈的生产,不过氧化铈还在试生产过程中,直到工业化生产累积大约15千克时将会宣布试产成功,计划将在2025年第四季度提供首批氧化铈产品供最终用户验证。
99.9%的纯度什么水平?
看到这个新闻估计很多朋友都吓了一跳,美国技术果然不错,这么快就突破了?这个要打破中国技术垄断得有两个数据,一个是产量对比,另一个是目前尖端科技领域的纯度要求。中国在氧化镝的产量每月大概是292.9吨,美国这点产量大约只有中国的1/34万。
另一个就是纯度了,中国完成99.9%氧化镝纯度生产是在1980年代末到1990年代初左右,大约是中国35年前的水平。中国现在精炼氧化镝的纯度已经达到了5N级别,也就是99.999%,用的是溶剂萃取工艺,目前正在突破6N级工艺。
氧化镝应用广泛,在磁材、核能、光电等领域使用非常广泛,最大的应用是在改善钕铁硼磁铁高温退磁性能,在新能源汽车电机、风力发电机、航空(导弹与战斗机)航天伺服电机领域应用非常广,不过各个领域对对氧化镝的纯度要求也不同:
磁性材料用(NdFeB添加用):纯度要求≥99.5%~99.9%,NdFeB磁体对铁、硅等磁性杂质极为敏感,这些杂质会降低矫顽力与磁通密度;
核工业用(中子吸收材料):纯度要求≥99.99%(4N级),特别要求硼含量≤0.1ppm;
电子陶瓷与光学玻璃用:纯度要求:≥99.9%~99.99%(3N~4N级)
光电与激光用(荧光粉、激光晶体):纯度要求:≥99.99%~99.999%(4N~5N级)
科研与实验级:基础物理研究、磁制冷实验、标准样品等,纯度要求:≥99.999%(5N级)
看到这里估计知道美国的氧化镝提纯工艺的水准了,差不多还在入门阶段,要是算产量的话,还是实验室级,每个月才几公斤而已,实验室的产量都比这个要高。
那么问题来了,这氧化镝提纯完成稀土领域就突破了吗?答案是否定的!稀土元素指的是镧系元素(La–Lu)加上钪(Sc)和钇(Y),总共有17种元素:
镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆属于轻稀土;
铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪属于重稀土;
相对而言,轻稀土含量比较高、分布也比较广,美国、东南亚、澳大利亚以及欧洲等地区均有分布。轻稀土提纯技术门槛比较低,目前技术已经扩散,中国在轻稀土领域主要是技术与产能优势,产量中国占大约70~80%左右,日本、澳大利亚、马来西亚等国突破的大都是轻稀土提纯技术。
重稀土则含量少、提取难、在高端科技应用比较多。重稀土主要分布在中国江西、广东、福建以及广西、湖南和四川等,越南和缅甸和澳大利亚等也有分布,中国重稀土储量占全球80%以上,精炼技术与产量则99%都掌握在中国手中。
美国加州芒廷帕斯、澳大利亚莱纳斯等稀土产地与稀土精炼公司,此前都是采矿粗加工后再送到中国来精炼的,简单地说就是这些国家与地区只有矿,几乎就没有重稀土提纯技术。美国Energy Fuels公司最新突破的也只是氧化镝的生产,剩余的8种重稀土元素还是两眼一抹黑,而铈则是轻稀土,还有8种轻稀土,合计得再突破16种提纯技术。
重稀土元素分离难度排名,从左到右,从易到难:钇、镝、铽、钬、铒、铥、镱、镥
镝大约需要300~400级萃取才能达到相对满意的纯度,铽需要400~500级萃取,钬和铒化学性质几乎一样,分离难度极大,需要500~800级,铥、镱、镥难度最大,要上千级萃取或高精度离子交换法。
中国从1950年代起就开始研究稀土分离,从1970年代比较大的突破开始到2000年左右突破了5N级串级萃取分离技术,经历了大约50多年,串级萃取理论与溶剂选择配比方式经历上百万次的更改,在什么阶段用什么配比的溶液分离都是绝密技术!
就算某个工程师能带走某个阶段的萃取技术,也无法带走整个稀土领域的全套萃取技术,美国想要突破,即使有AI辅助也得十年八年,再说了,萃取技术突破到工业化量产以及产能爬坡又是另一回事情!所以中国这个稀土管制直接就冲击到了美国高科技产业最核心的领域。
另外种花家必须要提醒下,中国在2010年代后还突破了稀土元素清洁化、闭路循环萃取的成熟技术,稀土分离已经实现绿色无污染低能耗化。在2020年代已进入数字化控制、多塔耦合技术突破时代,是全球独有的系统级优势!
美媒自爆稀土已被中国垄断!15年前中日稀土大战:但美国什么都没做
10月23日,美媒《国家利益》发表文章称美国在稀土领域无所作为是中国主导关键矿产的重要原因,文中特别提到了一点,今年4月份,中美贸易战全面爆发后中国对重稀土管制让美国毫无应对的办法,轻稀土美国对中国依赖度超过77%以上,重稀土则99%依赖中国。
美国每年进口稀土超过1.1万吨,看似很多,但每架F-35就要使用427公斤稀土,一艘阿利伯克级则要使用超过2.8吨,一艘航母则需要超过4吨的稀土,军工领域还有导弹、战车以及各种装备都少不了稀土,同时美国还有庞大的半导体以及其制造业以科研领域的稀土应用。
目前美国在民用高科技以及制造业领域还可以通过中国商务部公开的审批制度获取一定的稀土,原本美国有很多民用科技企业通过囤积稀土以及虚报申请或者走私等实现以弥补中国对美国军工稀土的禁运,实现另一种“恐怖平衡”。
但是中国商务部在严格审查后剔除了95%~99%的无效申请,中国安全部门对走私查处力度加大,同时中国稀土还建立了“指纹追踪”,即杂质元素比例,每批次都是独一无二的,建立追踪机制后拿到稀土配额的公司都不敢外流,就担心中国商务部启动追责机制。
15年前第一次稀土战:给了美国一个天大的机会
《国家利益》的报道表示,不作为是美国目前面临中国稀土垄断毫无办法的重要原因,2010年时,中日因钓鱼岛事件导致中日外交关系非常紧张,之后中国启动了对日稀土禁运。当时中国已经掌握了全球99%的稀土供应,尽管禁运只延续了半个月就恢复了,但此事对全球尤其是日本和美国冲击相当大。
日本启动了稀土国产替代计划,同时和澳大利亚莱纳斯以及印度和越南等国合作,从国产到替代解决稀土被中国卡脖子问题。美国也因为中日稀土大战发现了稀土实在太重要了,这种从半导体产业链到飞机,汽车,手机,通信,磁悬浮列车、机器人,导弹制导、核磁共振等将近400多个细分领域都要使用的稀土竟然99%被中国控制!
2010年9月29日,美国众议院共和党议员Mike Coffman提出了《Rare Earths and Critical Materials Revitalization Act of 2010》(2010年稀土与关键材料复兴法案),目的是应对中国对稀土出口实施配额、价格管制和出口关税后,美国对稀土供应链高度依赖中国的战略担忧实施的进一步行动。
该法案的主要目标是重建美国国内的稀土产业链,尤其是稀土矿开采、分离提纯、金属与磁体生产能力等加大投资力度。那么结果如何呢?当时的美国参议院正处在2010年中期选举前的立法高峰期,参议院的时间被医保、金融监管改革全部给占据了,根本就没时间留出来表决什么稀土法案,当届国会(第111届)在2011年1月结束,法案自动失效。
后续呢?在2011年、2013年、2017年美国国会议员多次尝试重新推动类似法案,比如《关键材料保障法案》《资源复兴法案》等,但都未通过。一直到2020年后,美国才以行政命令与《国防生产法案》方式重新启动稀土产业政策,但也不是国会立法的结果。
法案没通过,确实啥都没干!不过种花家还是要替美国说句实话,美国还是干了实事的,在中日稀土战后美国在两个方面双管齐下保证美国稀土供应:
其一是加大对加州芒廷帕斯矿的投资,该矿稀土储量据说是单矿能排到全球第二,从1950年代起事全球最大的稀土提供商,但该矿在2000年代初期被中国稀土冲击而破产,这次重新投入了十几亿美元准备恢复生产。
其二是芒廷帕斯矿短期内无法替代中国供应,但中国从2005年起就开始配额制,稀土出口量连年减少,因此美国伙同日本等一众西方国家将中国告上了WTO,要求终于取消配额,开放稀土出口,中国不能擅自决定稀土配额制。
这个事情确实让中美都没料到后面竟然会那么精彩,其一是中国在WTO的官司打输了,并且在上诉后再次输了,中国也实在,既然在WTO这个体制里混,那就愿赌服输,从2015年开始,稀土审批制还保留,配额制取消,价格实惠,量大管够,美日和西方各国这下全都满意了!
其二呢,不久后美国与日本就笑不出来了,因为中国“被迫销售”形同倾销,美日在2010年之后经过多年培养,稀土产业刚刚要进入正轨,结果被中国稀土倾销给摧毁了,日本稀土产业遭到重创;2015年6月,美国加州芒廷帕斯的运营商Molycorp也向法院申请破产保护。
后来芒廷帕斯矿资产在2017年7月被新公司MP Materials收购,再次投入数十亿美元进行复产,2020年左右开始,该矿重新恢复供应,不过到2024年,也就是“第二次稀土战”之前,该矿只能做粗加工,精炼还是需要送到中国。
那么日本呢?从2010年以来稀土供应如何呢?据公开资料日本从国产到替代已经解决了60%左右,看起来这个成绩也不错是吧,但日本解决的主要是轻稀土,重稀土领域依然是两眼一抹黑,日本根本就没有技术可以解决重稀土精炼技术。
美国在稀土领域的问题并不是一朝一夕可以解决的,《国家利益》认为美国政府在稀土领域的不作为是因为将其视为一个长期经济问题,而非近期战略规划,因为稀土精炼技术的提升不是短期内可以实现的。在2010年之前,全球除了仅有的几家稀土供应商以外,其他都已经被工业化、大规模、低成本的中国稀土产业给摧毁,因为没有任何国家的技术与成本可以与中国竞争。
不过《国家利益》同时也认为,美国政府如果从现在开始重视稀土领域的技术投资,同时必须重视“右岸外包”美国盟友的稀土产业体系,将其整合到一起,以应对中国的重稀土管制措施。加深与澳大利亚、加拿大、日本、北欧国家和其他国家的结盟,制定一项连贯的战略,以建立一个综合的、有弹性的采矿、加工和矿物回收设施网络。
纽约时报:打响与中国的稀土争夺战,但是美国已经没招了
《国家利益》在为美国考虑稀土的战略级长期政策,短期内肯定是没啥起色的。而《纽约时报》则为美国考虑了短期应对政策。为了应对即将在汽车、喷气发动机、武器和数据中心制造商所需的关键矿产断供问题上,美国必须当机立断,否则将会被中国直接拿捏!
纽约时报鼓吹特朗普警告对中国100%加关税,还有在软件以及波音飞机禁运等更严厉的措施,不过纽时也指出,中国既然敢祭出如此眼力的管制措施,早就已经考虑过这些可能得后果,特朗普100%的关税在今年4月份测试过了,已经证明并不灵光。而禁止对中国出口波音零备件以及波音飞机可能对波音公司影响更大。
纽时的报道引用了乔治城大学教授、亚洲集团高级顾问麦艾文(Evan Medeiros)的说法,中国提出的审批制度在其域外适用方面令人叹为观止(指的是10月9日提出的0.1%的稀土管制申请新规)。但他质疑特朗普政府是否有足够的善意和外交灵活性来利用国际对中国的抵制。
麦艾文的担心并不无道理,因为从10月9日以来,特朗普政府的高官没有一个在面对中国稀土威胁时的应对是靠谱的,不是歇斯底里就是放软话,甚至贝森特出发马来西亚与中国代表团会谈前还在X上发布,请中国对美国尊重点!看起来完全不是示强,而是正在求中国给美国留个面子!
来源:星辰大海的种花家