科普中国、上海市科学技术协会、彭博新闻 等
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“稀土”对于很多人来说，既熟悉，又陌生。熟悉是因为在国际新闻中，“稀土”这个词频繁出现，成为大国博弈的焦点；陌生是因为不知道稀土到底是什么？它有何魔力？为何能让世界各国如此重视？
本文将带大家简单解答以上问题。
01
什么是稀土？
稀土是地球上最重要的原材料之一，深深植根于支撑现代生活的技术中。然而，稀土指的并不是某一种物质，而是17种金属元素的统称，它包括镧（La）、铈（Ce）、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的2个元素钪（Sc）和钇（Y），是一种不可再生资源。
1794年，芬兰化学家加多林从一块形似沥青的重质矿石中分离出第一种稀土“元素”。由于18世纪时技术有限，发现的稀土矿物较少，当时只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物，历史上习惯地把这种氧化物称为“土”，因而得名稀土。
因此，稀土尽管名字中有个“土”，但是跟我们印象中的土壤并没有什么关系。
02
稀土有哪些用途？
稀土元素有独特的光学特性，部分稀土元素（如钕、镝）还具有强磁性。基于这些特性，稀土在现代高科技、国防、新能源等领域发挥着关键作用，因此稀土也被誉为“工业维生素”和“新材料之母”。
新能源领域。稀土磁材，广泛应用于电机、传感器、硬盘驱动器等领域。而在电动汽车中，驱动电机需采用高磁能积的稀土永磁材料，以提高能效和功率密度；风力发电机的发电机部分也依赖稀土磁材，实现高效的电能转换。稀土磁材已成为电动汽车、风力发电机、机器人等高端制造的核心部件。
国防领域。稀土永磁材料在军工领域表现卓越，可用于制导系统、雷达和声呐设备。精确制导武器的制导系统，需高性能稀土材料确保制导的准确性和可靠性；稀土涂层能吸收雷达波，被用于隐身战斗机和舰艇，如隐身战斗机的雷达吸波涂层，利用稀土的特殊性能降低被雷达探测的概率。
高端制造领域。稀土元素如铕、铽的离子在紫外光激发下能发出特定波长的可见光，广泛应用于荧光粉、LED 照明和显示器。稀土元素钕、镱是固体激光器和光纤激光器的核心材料，镧、铈用于半导体抛光，铒用于光纤通信中的信号放大，支撑着 5G 光传输网络和光纤通信骨干网的发展。例如，LED 照明中的荧光粉依赖稀土元素实现高效的发光转换，光纤通信中的信号放大器依靠铒等稀土元素确保信号的稳定传输。
总之，稀土在新能源、国防、高端制造等领域都承担着关键角色。稀土资源的开发利用，直接关系到国家安全和绿色经济转型，是不可替代的战略资源。今年5月，福特汽车公司因稀土磁铁短缺，临时关闭了其芝加哥的一家工厂。此外，据估计，制造一架美国战斗机需要用到400公斤稀土元素，这些稀土被用于制造发动机或飞机雷达。
03
稀土多稀有？
与它们的名字相反，稀土元素在地壳中其实相当常见——例如，铈的丰度就比锡或铅还要高。然而，真正的挑战在于，需要找到那些在单一地点浓度足够高、使得开采具有经济效益的矿床。
中国之所以能在稀土领域占据主导地位，在于中国拥有世界上近一半的可经济开采稀土储量，储备量达4400万吨，是排名第二的巴西的两倍以上。美国的稀土储量位居第七，约为190万吨。此外，美国的稀土精炼能力也十分有限。事实上，即便是少数具备稀土开采能力的国家，也往往需要将原材料运往中国进行精炼加工。
中国主要稀土矿有白云鄂博稀土矿、山东微山稀土矿、冕宁稀土矿等。中国是够提供全部17种稀土金属的国家，是唯一一个建立了从采矿、选矿、分离到提纯的完整、规模化产业链的国家。
04
中国稀土的逆袭
然而，在20世纪80年代，中国虽是稀土资源大国，却非稀土生产强国。当时因为缺乏高效的提纯技术，只能低价出口混合稀土，再高价进口国外提纯的高纯度稀土产品。20世纪60年代到80年代，美国一直是全球最大的稀土生产国。这种局面，被最终被徐光宪院士所改变。
徐光宪院士创建了“串级萃取理论”，让中国稀土行业实现了质的飞跃，在国际舞台上拥有了更强的话语权，为后续我国稀土产业的蓬勃发展奠定了坚实基础。以镨钕分离为例，使用串级萃取技术的话，纯度可达到 99.99%，而且成本还降低了75%。
徐光宪的成功，使中国从稀土资源大国一跃成为稀土生产和出口大国，撬动了全世界的稀土市场格局。到上世纪90年代初，由于我国单一高纯度稀土大量出口，国际稀土价格降为原来近四分之一。包括美国钼公司、日本的稀土分离企业、法国的罗地亚公司等长期霸占世界市场的稀土垄断企业，不得不减产、停产、破产或寻求同中国人进行技术合作。他们把这称为“China Impact”（中国冲击），这是徐光宪缔造的“中国传奇”。
随着中国开始大力扩张产能，美国的地位逐渐下滑。凭借低成本运营，中国的稀土产品建立了对全球供应链的近乎垄断的地位。
2024年，中国约占全球稀土开采总量的70%。根据美国地质调查局的数据，中国在2024年生产了27万吨稀土，五年内产量翻了一番。美国以4.5万吨的产量远远落后，位居第二。
图：中国在稀土开采生产中占据主导地位
如今，中国掌控全球40%的稀土储量、70%的产量和90%的加工产能，凭借资源禀赋、技术优势和政策支持，中国主导全球稀土供应链。
