文章核心观点 - 美国正通过开发低环境负荷的稀土提取与回收技术创新 挑战中国在稀土精炼领域的传统优势 旨在重塑全球稀土供应链格局 [1][13] 中国稀土产业的传统优势与背景 - 中国获得稀土强国地位的部分原因是 美国等国将环境负荷高、既麻烦又脏的精炼工序转移至中国 [4] - 中国在稀土精炼 尤其是关键的溶剂提取分离技术方面拥有无与伦比的专业知识 精炼世界份额超过9成 [5] - 美国重要的芒廷帕斯矿在2018年恢复生产后 大部分开采的矿石仍出口到中国进行提炼 [5] 传统稀土提取技术的环境问题 - 主流的溶剂提取法利用强酸等化学药品 会产生含重金属的强酸废液 处理是难题 [4] - 美国芒廷帕斯矿在1984-1993年间发生40多次污染水泄漏事故 于2002年关闭 环境损害导致美国稀土减产 [4] - 中国持续扩大稀土生产 代价是冶炼厂周围水质和土壤的污染风险 [5] 美国莱斯大学的创新技术：闪蒸焦耳加热 - 莱斯大学开发出几乎不使用水、完全不使用酸和碱的闪蒸焦耳加热技术 用于从废弃物中回收稀土 [6] - 技术流程：将含稀土废弃物粉碎后置于充满氯气的容器中 通电几秒加热至1000-3000摄氏度 无用矿物和塑料与氯反应挥发 留下高纯度稀土化合物 [6][8] - 该技术工序少 与溶剂提取法相比能源消耗减少87% [1][8] - 技术副产物可回收 如氯化铁和钴 塑料则转化为氢气和一氧化碳 [8] - FJH技术不仅用于回收 亦可用于选矿 Metallium公司利用该技术将澳大利亚未选矿矿石样本的稀土含量从1.7%提高至35% 并将重稀土镝和铽分别浓缩53倍和21倍 [9][11] - 莱斯大学研究小组正研究完全不使用溶剂的精炼工序 [11] 美国稀土回收与提取技术的其他进展 - 美国寻求摆脱对中国依赖 回收利用备受关注 磁铁制造铁刨花和电子废弃物是理想原料 [5] - 源自麻省理工的初创企业Phoenix Tailings开发出从矿山废弃物中回收稀土和镍等的技术 使用自主溶剂和特殊配体分子分离稀土 并在较低温度下电解回收 [12] - 处理已开采到地面的废弃物成本更低 该技术也适用于普通矿石 [12] 技术商业化与产业动向 - 为实现FJH技术实用化 澳大利亚Metallium旗下美国子公司Flash Metals USA正与莱斯大学合作 [8] - Flash Metals USA已在得克萨斯州利用FJH从印刷电路板中回收金和铂等贵金属 今后将推进稀土回收商用化 [8] - 特朗普政府呼吁在全美5处设立矿物回收设施 [12] - 莱斯大学的图尔教授以中国2010年代出口管制为契机开始研究 称美国在稀土成为大事之前就已开始研究 现在全世界都在关注 [12] 技术创新的潜在影响 - 若能在美国国内实现便宜又环保的稀土回收 废弃物运输的算法将发生巨大变化 此前这些废弃物被运往中国和非洲进行分离 [8] - 过去美国在稀土精炼和再利用技术上落后 但源自大学的新技术有可能在稀土开采工序中颠覆中国优势 [1][13] - 以新技术为武器 美国旨在确保稀土的卷土重来已经开始 [13]