栗 國(guó)，盛衛(wèi)超，倪明仿

(裝甲兵工程學(xué)院，北京 100072)

稀土是一組稀有金屬元素的合稱，包括了15種鑭系元素和2種與之密切相關(guān)的元素，總計(jì)17種元素。稀土資源異常珍貴，不僅因?yàn)閮?chǔ)量稀少、分離提純和加工難度較大，更因?yàn)槠鋸V泛應(yīng)用于國(guó)防、航天、電子、核工業(yè)、機(jī)械制造、新能源、新材料等領(lǐng)域，被稱為“萬(wàn)能之土”、“工業(yè)維生素”和“新材料之母”。稀土在軍事領(lǐng)域的成功應(yīng)用，極大地促進(jìn)了現(xiàn)代軍事技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高技術(shù)武器裝備性能的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用。

2011年5月，我國(guó)先后發(fā)布《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)稀土行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》、《關(guān)于將稀土鐵合金納入稀土出口配額許可證管理的公告》等相關(guān)文件，提出建立稀土戰(zhàn)略儲(chǔ)備體系，劃定一批國(guó)家規(guī)劃礦區(qū)作為戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備，并對(duì)稀土資源出口實(shí)行管制，征收稀土出口稅和設(shè)定出口配額指標(biāo)。這一系列的重大舉措，充分說(shuō)明了稀土資源這一國(guó)家戰(zhàn)略資源的重要性和環(huán)境保護(hù)的緊迫性，稀土資源問(wèn)題必須提到前所未有的高度予以關(guān)注［1］。

1 稀土資源的軍事價(jià)值

1.1 稀土元素的特殊性能

稀土元素因其本身具有某些特殊的性能，在軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鈰、鑭、釹、鐠、釤和釔6種元素具有良好的縱火性能，可制成各式燃燒武器，例如美國(guó)“馬克-82”型227 kg航彈采用稀土金屬內(nèi)襯，除了產(chǎn)生爆炸殺傷效應(yīng)外，還產(chǎn)生縱火效應(yīng);釓元素及其同位素都是非常有效的中子吸收劑，實(shí)驗(yàn)表明，添加釓、釤、銪、鏑等稀土元素的材料具有良好的俘獲中子的作用，常用于制造核反應(yīng)堆中的控制棒，用于吸收中子從而有效地終止核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行;釤、釹2種元素具有良好的磁性，釤鈷磁體和釹鐵硼磁體在導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)中用于電子束致聚焦，“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)中就使用了大約4 kg的釤鈷磁體和釹鐵硼磁體來(lái)幫助其完成精確制導(dǎo)系統(tǒng)工作。此外，釤鈷磁體和釹鐵硼磁體還可以用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈的方向舵。

1.2 稀土材料的性能及其軍事應(yīng)用

稀土與其他材料合成后，往往會(huì)顯著改善原有材料性能，具有重要軍事價(jià)值。某些稀土加入有色金屬及其合金中，可大大改善其機(jī)械性能、物理性能和加工性能，據(jù)此研發(fā)出的新型稀土鎂合金、鋁合金、欽合金、高溫合金等產(chǎn)品在殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人駕駛機(jī)以及導(dǎo)彈衛(wèi)星等現(xiàn)代軍事技術(shù)上獲得廣泛的應(yīng)用;某些稀土對(duì)鋼可起到凈化變質(zhì)和合金化的作用，從而提高鋼的淬透性和力學(xué)性能，利用這一性質(zhì)，可研制稀土裝甲鋼、稀土碳素鋼藥筒、稀土高錳鋼履帶板和稀土球墨鑄鐵彈丸等適于武器裝備使用的稀土材料;某些稀土材料還是激光材料的重要組成部分。到目前為止，大約90%的激光材料都涉及稀土。美、英、法、德等國(guó)研制的摻釹釔鋁石榴石激光測(cè)距機(jī)可測(cè)距離達(dá)4000～20000 m，精確到5 m。美國(guó)的M1，德國(guó)的“豹”Ⅱ、法國(guó)的“勒克萊爾”，日本的90式、以色列的“梅卡瓦”，還有英國(guó)最新研制的“挑戰(zhàn)者-2”坦克等武器系統(tǒng)都采用了這種激光測(cè)距機(jī)。

2 稀土資源儲(chǔ)備形勢(shì)分析

2.1 各國(guó)稀土資源儲(chǔ)量對(duì)比

世界稀土資源分布不均，主要集中在中國(guó)、俄羅斯、美國(guó)、印度和澳大利亞等國(guó)。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局公布的《2011年礦產(chǎn)品概要》中指出，在己探明的稀土儲(chǔ)量中，全球稀土儲(chǔ)量大約1.1億噸，中國(guó)稀土資源儲(chǔ)量達(dá)5500萬(wàn)t，以俄羅斯為中心的獨(dú)聯(lián)體有1900萬(wàn)t，美國(guó)的稀土儲(chǔ)量至少1300萬(wàn)t，印度310萬(wàn)t，澳大利亞約160萬(wàn)t;其他國(guó)家總計(jì)2200萬(wàn)t［2］。各國(guó)稀土資源占全球比重如圖1所示。這份數(shù)據(jù)在一定程度上反映出世界及主要國(guó)家稀土資源的儲(chǔ)量狀態(tài)，但美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局公布的這份數(shù)據(jù)包含了較多的主觀判斷，并不能真實(shí)反映各國(guó)儲(chǔ)量，尤其對(duì)我國(guó)稀土儲(chǔ)量估算過(guò)高，據(jù)我國(guó)工業(yè)和信息化部2009年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)稀土資源儲(chǔ)量?jī)H余1859萬(wàn)t，占世界儲(chǔ)量?jī)H為23%［3］。盡管我國(guó)稀土礦產(chǎn)資源一直被世界形容為十分豐富，是世界第一稀土資源國(guó)，但考慮我國(guó)人口眾多，從人均資源占有率來(lái)看，我國(guó)稀土資源人均占有率極低，稀土儲(chǔ)量在世界范圍內(nèi)并不占優(yōu)勢(shì)。

圖1 2011年全球稀土資源儲(chǔ)量分布

2.2 我國(guó)稀土資源儲(chǔ)量變化

如圖2所示，2000—2010年間，中國(guó)稀土生產(chǎn)量從7.2萬(wàn)t增加到13萬(wàn) t，占世界稀土礦產(chǎn)品產(chǎn)量的比重由87.53%上升至2010年的97.31%。稀土資源的大量開發(fā)使得中國(guó)的稀土儲(chǔ)量比重不斷銳減，20世紀(jì)70年代中國(guó)的稀土儲(chǔ)量占全球的74%，20世紀(jì)80年代占69%，到了2009年僅占23%，也就是說(shuō)當(dāng)前的中國(guó)正在以全球23%的稀土資源儲(chǔ)量提供全球90%以上的稀土供應(yīng)。稀土開采量的逐年累增造成了我國(guó)稀土資源儲(chǔ)量的急劇銳減。如果再不采取有效措施，我國(guó)的稀土資源未來(lái)將面臨日益枯竭的危險(xiǎn)處境。

圖2 2000—2010年中國(guó)與世界稀土資源產(chǎn)量

3 稀土資源開發(fā)利用形勢(shì)分析

3.1 國(guó)外稀土資源開發(fā)利用主要做法

1)限制國(guó)內(nèi)稀土資源開發(fā)，控制國(guó)外稀土資源。20世紀(jì)80年代以前，美國(guó)是國(guó)際稀土產(chǎn)品主要生產(chǎn)國(guó)，后來(lái)由于多方面原因，美國(guó)相繼關(guān)閉了其境內(nèi)稀土礦，其最大的稀土礦芒廷帕斯礦于1998年封存，2002年完全關(guān)閉，直到近幾年才為了應(yīng)對(duì)需求恢復(fù)有限量地開采。日本本國(guó)稀土資源匱乏，為了滿足需求，一直以來(lái)鼓勵(lì)日本企業(yè)進(jìn)行海外礦產(chǎn)資源投資，日本企業(yè)積極投資蒙古、越南、澳大利亞、南非等過(guò)稀土項(xiàng)目開發(fā)，意圖從中獲取海外稀土資源。

2)加大稀土資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備，控制稀土資源市場(chǎng)。美國(guó)、日本等國(guó)家利用各種渠道從中國(guó)大量買入稀土資源，建立龐大的稀土資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備。美國(guó)從1950年就將稀土列為了國(guó)家儲(chǔ)備礦產(chǎn)，儲(chǔ)備最多時(shí)曾達(dá)到1.7萬(wàn)t;日本早在1983年就出臺(tái)了稀有礦產(chǎn)戰(zhàn)略儲(chǔ)備制度，建立稀土資源官方儲(chǔ)備和民間儲(chǔ)備。一旦遭遇國(guó)際市場(chǎng)稀土供應(yīng)緊張的情況，這些國(guó)家便拋出儲(chǔ)備的資源來(lái)打壓市場(chǎng)價(jià)格，以達(dá)到控制稀土資源定價(jià)權(quán)的目的，從中獲利。

3)研發(fā)稀土礦產(chǎn)勘探開發(fā)技術(shù)，探尋稀土資源新儲(chǔ)備。日本的海域廣闊，蘊(yùn)藏包括稀土資源在內(nèi)的豐富礦產(chǎn)資源。日本投入大量資金研發(fā)深海機(jī)器人用于海底礦產(chǎn)的勘探與開采，這些機(jī)器人配備有巨大刀刃的發(fā)掘機(jī)械和螺旋槳，可在2000 m深的海底開掘礦石，然后通過(guò)管道把礦石輸送到船上。德國(guó)世界稀土資源消耗最多的國(guó)家之一，積極研究利用遙感技術(shù)尋找稀土礦藏，除此之外德國(guó)科研人員還發(fā)明了一種所謂的稀土“指紋鑒定法”，只需要幾塊指頭肚大小的礦石就可以確定稀土礦的位置。

4)加強(qiáng)稀土廢舊產(chǎn)品回收力度，減少資源浪費(fèi)。日本十分注重廢舊產(chǎn)品中稀有金屬的回收利用，其提煉稀土技術(shù)處于世界前列，將號(hào)稱“城市礦山”的廢棄電子產(chǎn)品、廢舊家用電器等作為稀土金屬回收的重點(diǎn)，建立起稀土資源的回收體系，提高資源利用效率。以熒光燈管中的稀土回收為例，曾有人估算，僅九州與沖繩2個(gè)地區(qū)，一年之內(nèi)淘汰的廢舊熒光燈管可提取出大約57 t各類稀有金屬，相當(dāng)于挽回經(jīng)濟(jì)價(jià)值25億日元。

3.2 我國(guó)稀土資源開發(fā)利用存在的主要問(wèn)題

1)資源利用率低。南方離子型稀土礦雖然采用了原地浸礦工藝，仍存在采富棄貧、采易棄難、丟礦壓礦、破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象，采礦回收率低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，平均資源開采回收率不到50%，包頭稀土礦采選利用率僅10%。白云鄂博稀土礦資源利用效率更低，近年來(lái)每年采出約50萬(wàn)t稀土，其中僅有5萬(wàn)t左右得到利用，綜合回收率僅為開采量的10%左右，其余90%均排入尾礦壩。而且一些工廠往尾礦壩排污水，污水浸泡將為二次開發(fā)壩內(nèi)蓄積的稀土資源造成困難。

2)生態(tài)破壞嚴(yán)重。由于存在諸多落后的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，目前稀土的生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大破壞。稀土的開采工藝近幾年雖然有所提升，但對(duì)地表植被的破壞依然嚴(yán)重，由此引發(fā)的水土流失、山體滑坡、河道堵塞事件頻發(fā)。稀土的冶煉、分離過(guò)程中排放大量含氟、硫、氯的廢氣、廢水和放射性廢渣，造成地表水、地下水和土壤的污染、酸化，一方面危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，造成農(nóng)作物的大幅減產(chǎn)甚至顆粒無(wú)收，另一方面直接危害公眾生命健康。

3)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。我國(guó)的稀土行業(yè)還處于非常初級(jí)的生產(chǎn)階段，在稀土新材料開發(fā)和終端應(yīng)用技術(shù)方面與國(guó)際先進(jìn)水平差距明顯，呈現(xiàn)出低端產(chǎn)品過(guò)剩，高端產(chǎn)品匱乏的現(xiàn)狀。而日本、美國(guó)、法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家把掌握的生產(chǎn)稀土功能材料的核心技術(shù)申請(qǐng)專利，在占領(lǐng)市場(chǎng)，獲取巨額利益的同時(shí)，來(lái)制約中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)向高端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，我國(guó)工業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域需要的很多尖端稀土產(chǎn)品只得在實(shí)驗(yàn)室采取作坊式生產(chǎn)，不但自動(dòng)化水平低、手工操作復(fù)雜，還導(dǎo)致了產(chǎn)品性能一致性差的弊端。

4 軍隊(duì)裝備稀土資源利用對(duì)策建議

4.1 開展軍事裝備稀土資源需求規(guī)劃論證

在軍事裝備領(lǐng)域，要合理利用稀土資源，實(shí)現(xiàn)最大軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益，首先必須準(zhǔn)確掌握軍事裝備對(duì)稀土資源的需求，開展軍事裝備稀土資源需求規(guī)劃論證。一是對(duì)現(xiàn)有軍事裝備利用稀土資源情況進(jìn)行普查。全面調(diào)查掌握我軍軍事裝備稀土資源需求，即首先明確:哪些重要裝備、哪些關(guān)鍵零部件使用了稀土資源?應(yīng)用稀有元素的種類及需求量?二是以普查結(jié)果為依據(jù)對(duì)軍事裝備中的稀土資源進(jìn)行約束分析和風(fēng)險(xiǎn)分析，一方面要分析稀土對(duì)單裝產(chǎn)生的影響以及約束，另一方面更要站在全軍整體需求的角度分析稀土資源的總體需求種類、需求量、依賴程度以及獲取難易度及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;三是對(duì)軍事裝備的稀土資源需求進(jìn)行規(guī)劃論證，規(guī)劃軍事裝備的稀土資源需求，并以約束分析和風(fēng)險(xiǎn)分析為基礎(chǔ)對(duì)所做需求規(guī)劃進(jìn)行科學(xué)論證，從而提升稀土資源利用的軍事效益，降低供應(yīng)保障風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 推動(dòng)軍事裝備稀土資源需求納入國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備體系

戰(zhàn)略性資源儲(chǔ)備是保障資源安全最重要的戰(zhàn)略措施，是世界各發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的方式，而且也是被時(shí)間證明行之有效的措施。無(wú)論是從國(guó)防安全的角度來(lái)看，還是經(jīng)濟(jì)安全的角度來(lái)看，將軍事稀土需求納入國(guó)家戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備體系，都具有重大突破性意義。其核心要義包括:一是軍方有責(zé)任向國(guó)家明確軍事稀土資源儲(chǔ)備的需求;二是軍方要在明確需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推動(dòng)將軍事稀土資源需求納入國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備體系，建立軍事專項(xiàng)儲(chǔ)備。三是要建立與完善軍事稀土資源供應(yīng)鏈，強(qiáng)化軍事稀土資源供應(yīng)保障渠道和能力。

4.3 加大軍事裝備稀土資源應(yīng)用科技創(chuàng)新

科技創(chuàng)新是提高我軍稀土資源利用效率，促進(jìn)軍事裝備發(fā)展的動(dòng)力源泉。軍事裝備的發(fā)展必須充分依靠科技創(chuàng)新，通過(guò)加深對(duì)稀土資源在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的研究，進(jìn)一步深入挖掘稀土資源在軍事裝備建設(shè)中的潛在價(jià)值。建立稀土資源戰(zhàn)略性規(guī)劃中心，從戰(zhàn)略層面科學(xué)規(guī)劃稀土資源的軍事應(yīng)用與保障。建立稀土資源高科技實(shí)驗(yàn)室，加大稀土資源在先進(jìn)軍事裝備應(yīng)用方面的研究力度，力爭(zhēng)在稀土合金、稀土磁性材料、稀土激光材料等高新尖技術(shù)領(lǐng)域有所突破和創(chuàng)新，研發(fā)擁有高技術(shù)含量的新型稀土功能材料和產(chǎn)品。通過(guò)建立國(guó)防重點(diǎn)試驗(yàn)室、工程研究中心等科研機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)大量具有高科技素質(zhì)的專業(yè)化人才，組織專家隊(duì)伍，加大投入，加強(qiáng)軍事裝備稀土資源基礎(chǔ)理論和應(yīng)用理論研究。

4.4 加強(qiáng)軍事裝備稀土資源回收利用研究

稀土資源屬于稀缺性不可再生資源，要實(shí)現(xiàn)軍事裝備稀土資源的高效利用，必須加強(qiáng)科學(xué)地管理，大力推進(jìn)軍事裝備稀土資源的回收利用研究工作。開展軍事裝備稀土資源可回收性設(shè)計(jì)，從源頭出發(fā)，在裝備的設(shè)計(jì)、論證、研發(fā)階段就將稀土資源的可回收性明確為設(shè)計(jì)目標(biāo)，并提出合理的設(shè)計(jì)要求。加強(qiáng)軍事裝備稀土資源回收利用技術(shù)研發(fā)，改變現(xiàn)有軍事裝備稀土資源回收利用技術(shù)落后的局面，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，提升回收利用技術(shù)水平。建立軍事裝備稀土資源回收體系，建立專門的資源回收利用機(jī)構(gòu)，并積極制定軍事裝備稀土資源回收利用管理制度，確保其回收利用工作的順利實(shí)施。

5 結(jié)束語(yǔ)

稀土資源是重要戰(zhàn)略資源。稀土資源形勢(shì)日益嚴(yán)峻，稀土資源安全不僅關(guān)乎經(jīng)濟(jì)安全，還關(guān)系到我軍高科技武器裝備的發(fā)展和國(guó)防安全。從國(guó)家戰(zhàn)略的角度出發(fā)，結(jié)合我軍實(shí)際積極研究探索基于軍事需求的稀土資源利用的對(duì)策建議，僅僅只是一個(gè)開始，后續(xù)任務(wù)任重道遠(yuǎn)。

［1］中國(guó)科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組.2012中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告［M］.北京：科學(xué)出版社，2012.

［2］美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局.礦產(chǎn)品概要［Z］.2011.

［3］中國(guó)工業(yè)和信息化部.中國(guó)的稀土狀況與政策［R］.北京：中國(guó)工業(yè)和信息化部，2012.

［4］楊宏偉，倪明仿.裝備資源節(jié)約理論與實(shí)踐［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2013.

［5］吳志軍.我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究［J］.江西社會(huì)科學(xué)，2012(2)：42-44.

［6］劉國(guó)平，胡朋，邵勝軍，等.中國(guó)稀土資源在全球地位的評(píng)估［J］.世界有色金屬，2011(12)：26-27.

［7］陳建，吳楠.世界稀土資源現(xiàn)狀分析與我國(guó)稀土資源可持續(xù)發(fā)展對(duì)策［J］.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2012(1)：74-76.