連進(jìn)

稀土，何許物也

前段時間，翻開報紙打開網(wǎng)絡(luò)，撲面而來的新聞里必有關(guān)于中美貿(mào)易戰(zhàn)的消息，繼華為公司被提高關(guān)稅、限制銷售后，中國的諸多行業(yè)和公司都受到打擊。別看美國政府如此強勢，美國公司和媒體卻充滿恐慌，他們擔(dān)心中國以牙還牙，也對美國公司打擊報復(fù)，在他們猜測的中國可能會采取的手段中，有一個詞屢次被提及：稀土。美媒說一旦中國限制稀土出口，美國諸多經(jīng)濟領(lǐng)域都將遭受巨大打擊。

那么稀土是何方神圣，它憑什么對美國產(chǎn)生這么大的影響？

一句話概況，稀土是一類年輕的礦產(chǎn)資源，包含多種不同特性的元素，人們對它們的認(rèn)識迄今只有225年，比起金銀銅等動輒上千年的成長史，稀土礦可謂是個小娃娃了。

1794年，芬蘭化學(xué)家加多林用了7年的時間來分析研究一塊在瑞典于特比小島挖到的礦石，最終發(fā)現(xiàn)了一種新的化學(xué)元素——“釔”，由此打開了人們認(rèn)識稀土元素的大門。加多林將礦石含有的元素命名為“釔”，可是他當(dāng)時不知道，這塊小小的礦石中含有的元素遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一種，所謂的“釔”后面還藏著它的許多孿生兄弟。釔不過是第一種被發(fā)現(xiàn)的稀土元素，在這之后，化學(xué)家們花費了幾十年，用了種種手段，化學(xué)分析、光譜分析、X射線等，終于在稀土礦中發(fā)現(xiàn)了鈰、鑭、鋱、鉺、鐿、鈧、銩、鈥、鏑、釤、釓、鐠、釹、銪和镥等十幾種元素，這些元素就統(tǒng)稱為稀土元素。

化學(xué)家們對稀土礦可謂是又愛又恨。因為稀土元素的化學(xué)性質(zhì)很相似，所以形成礦石時多種元素經(jīng)?；祀s在一起，這使化學(xué)家們的分離提純工作困難重重。但是“禍兮，福之所倚”，也是因為稀土元素常扎堆出現(xiàn)，致力于研究稀土礦的化學(xué)家，在幾十年的時間里就發(fā)現(xiàn)了多種新的元素，而其他領(lǐng)域的化學(xué)家，終其一生也很難發(fā)現(xiàn)新的元素。稀土元素的發(fā)現(xiàn)填補了元素周期表的大片空白。

稀土，大顯神通

認(rèn)識了稀土礦，它有什么作用呢？稀土元素具有奇特的光、磁特性，這些特性使得它們在冶金、石化、光學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域均大放異彩，在許多產(chǎn)品中添加一些稀土元素就可以收到神奇的效果，因此人們把稀土稱為“現(xiàn)代科技維生素”。

在冶金行業(yè)，在金屬中加入一點稀土可以大大提高合金的性能，比如在鋼鐵中加入少量鈧的氧化物，可凈化鋼鐵中的雜質(zhì)，提高強度;球墨鑄鐵是一種高強度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，常用于制造一些受力復(fù)雜，強度、韌性、耐磨性等要求較高的零件，如汽車、拖拉機、內(nèi)燃機等的曲軸、凸輪軸等，稀土元素鈰可以作為球化劑，使鑄鐵中的石墨結(jié)晶成為球狀，提高球墨鑄鐵的韌性;稀土還可作為煉化石油的催化劑，原油直接煉化只能得到15%～20%的汽油，而將鐠用于石油催化煉化，取得的汽油可達(dá)原油的80%，還可產(chǎn)出丙烯、丁烯等重要化工原料;研究結(jié)果表明，稀土元素可以增強植物的光合作用，促進(jìn)根系發(fā)育，還能促進(jìn)種子萌發(fā)，提高種子發(fā)芽率，促進(jìn)幼苗生長。

稀土可用于生產(chǎn)催化材料、熒光材料、激光材料、光導(dǎo)纖維材料、儲氫材料、超導(dǎo)材料、永磁材料等。鈰、鑭、鋱、鉺等元素具有各不相同的光學(xué)性能，根據(jù)它們的性能分別用于激光材料、汽車玻璃、熒光燈和通訊用的光纖等;氫氣是一種環(huán)保無污染的可再生能源，但是氫氣的貯存和運輸一直是限制其應(yīng)用的瓶頸問題，我們先后尋找了多種金屬制造儲氫材料，其中鑭鎳合金因價錢低廉、儲氫量大且具有可逆地吸放氫氣的優(yōu)點，被認(rèn)為是其中的佼佼者;超導(dǎo)材料是一種在低溫條件時可達(dá)到零電阻，能夠無損耗地傳輸電能的材料，5G通信網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)就離不開超導(dǎo)材料，但是超導(dǎo)材料要在零下幾百攝氏度的溫度下才能達(dá)到零電阻的性能，這極大限制了超導(dǎo)材料的應(yīng)用，而稀土元素鑭的加入大大提高了超導(dǎo)材料的臨界溫度，由鑭、鍶、銅、氧組成的陶瓷材料在14℃溫度下仍然存在超導(dǎo)跡象。

多種稀土元素都具有強大的磁性，其中釹鐵硼合金更是被稱為“磁王”，如果在手掌和手背上各放上一塊稍大的釹磁鐵，強力的磁場可以生生把骨頭弄裂?！按磐酢痹谖覀兩磉吙梢哉f是到處都是，比如耳機、電吉他、硬盤、麥克風(fēng)等都有它的身影。阿爾法磁譜儀用于在太空中探測暗物質(zhì)和反物質(zhì)（暗物質(zhì)是指那些不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì)。反物質(zhì)指由反粒子，即帶正電的電子和帶負(fù)電的質(zhì)子構(gòu)成的物質(zhì)），它的核心部件就是用“磁王”制造的，目前已發(fā)現(xiàn)了大量反粒子以及暗物質(zhì)的候選體，找到這些物質(zhì)，也許就能解釋宇宙的起源和預(yù)測物質(zhì)未來的發(fā)展。

稀土，中國底牌

稀土元素的作用太多了，工業(yè)發(fā)展已經(jīng)離不開它們，而稀土與中國的關(guān)系可以說是密不可分了。

目前中國是全球稀土儲量最大、產(chǎn)量最大和出口量最大的國家。中國目前已形成完整的稀土工業(yè)體系，具有完整的采選、冶煉、分離技術(shù)以及裝備制造、材料加工和應(yīng)用工業(yè)體系。我國的徐光憲院士提出的稀土串級萃取理論，把單級設(shè)備串聯(lián)起來，經(jīng)過多次分離，可以得到更純的成分，這對苦于不知如何高效提純多種元素伴生的稀土礦的礦工廠來說可算是解決了最根本性的問題，目前仍是稀土產(chǎn)業(yè)提煉的重要理論支柱。

中國使用稀土礦作為外交武器是有先例的。2010年9月，“日本巡邏船在釣魚島沖撞中國漁船事件”發(fā)生后，中國停止向日本出口稀土，隨后日本很快釋放了被逮捕的中國漁船船長。

美國政府問責(zé)局曾發(fā)布一份報告，其中提到：“如果中國禁運稀土材料，那么中國之外的幾乎所有汽車、計算機、智能手機和飛機裝配線都可能被關(guān)閉，依賴稀土的美國和北約武器系統(tǒng)也將如此。”

中國的稀土礦對美國乃至全世界是這么重要，面對小小稀土的威脅，“超級大國”也要低頭。