12月8日,商務(wù)部開始發(fā)放首批“稀土通用出口許可證”,標(biāo)志著中國管制稀土出口的新規(guī)正式落地實(shí)施,新規(guī)主要表明了以下三點(diǎn):
①含有原產(chǎn)于中國的稀土物項(xiàng),在境外制造的產(chǎn)品,只要中國成分占比達(dá)到0.1%,出口就得拿中國的許可證。
②使用中國稀土開采、冶煉、分離、磁材制造技術(shù),在境外生產(chǎn)的產(chǎn)品,同樣納入管制范圍。
③中國公民、法人、非法人組織,沒有許可不能為境外稀土活動提供任何實(shí)質(zhì)性幫助。
近日,日方因在臺海敏感議題上“一意孤行”,中方曾多次”暗示”對實(shí)施日本稀土出口管制,但日方并不當(dāng)一回事。直至出臺此規(guī),日本多行業(yè)開始陷入了“缺稀”的焦慮。
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日本多行業(yè)陷入“缺稀”焦慮并非杞人憂天,早在2010年9月,中日兩國在釣魚島海域發(fā)生撞船事件,雙邊關(guān)系驟然緊張。作為回應(yīng),中國政府在當(dāng)年10月前后“一夜之間”停止了對日本的稀土出口,并同步把全年對全球稀土出口配額從約5萬噸壓縮到3萬噸,降幅達(dá)40%。由于日本當(dāng)時90%以上的稀土依賴中國進(jìn)口,斷供立刻引發(fā)連鎖反應(yīng)。
①氧化鐠釹等主流品種從每噸約3萬元飆升至70萬元,漲幅超過20倍;鏑、鋱、銪等中重稀土更上漲15–20倍。
②豐田、本田、日產(chǎn)等車企因永磁電機(jī)、EPS(電動助力轉(zhuǎn)向)等關(guān)鍵零部件缺料,被迫臨時停產(chǎn)或減產(chǎn);電子、精密加工產(chǎn)業(yè)鏈同樣出現(xiàn)斷料危機(jī)。
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據(jù)日方估算當(dāng)年僅汽車、電子兩大行業(yè)直接損失就達(dá)數(shù)十億美元。此次“稀土禁運(yùn)”事件持續(xù)約兩個月,隨后中國逐步恢復(fù)對日出口,但配額仍大幅收緊。該事件被視為中國首次明確把資源優(yōu)勢用作外交杠桿,也促使美、日、歐加速推進(jìn)稀土來源多元化與回收替代技術(shù),重構(gòu)全球稀土供應(yīng)鏈的起點(diǎn);日本迫切啟動國家儲備和“擺脫依賴對華稀土進(jìn)口”的計(jì)劃。
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在隨后的15年里,日本為了為擺脫對中國稀土的高度依賴,啟動了一整套“去中國化”組合戰(zhàn)略,如采取應(yīng)來源多元化;與歐盟簽署“稀土同盟”協(xié)議,共同投資第三國勘探與冶煉產(chǎn)能,目標(biāo)擴(kuò)大非洲、南美、中亞資源布局;增加國家儲備與回收循環(huán);牽頭設(shè)立“無稀土/少稀土”技術(shù)攻關(guān)計(jì)劃,對高溫鐵氧體磁體、釤鈷減釹、納米晶軟磁材料等給予補(bǔ)等系列措施。經(jīng)過15年的努力,日本對中國稀土的進(jìn)口依存度已由2009年的約90%降至2024年的58%左右,但鏑、鋱等關(guān)鍵重稀土仍接近100%依賴中國,短期內(nèi)完全脫鉤尚難實(shí)現(xiàn)。
日本喊了15年“稀土去中國化”,但稀土卻仍離不開中國,我們的底氣到底在哪?
中國是全球稀土資源最豐富,儲量和產(chǎn)品均居全球首位。其中98%的輕稀土集中在內(nèi)蒙古白云鄂博(全球最大輕稀土礦)、山東郗山、四川涼山—云南滇西,以氟碳鈰礦、獨(dú)居石為主,伴生鐵礦為主;中重稀土分布在江西、廣東、廣西、湖南交界的南嶺地區(qū),以“離子吸附型(風(fēng)化殼型)”礦為特色,富含鏑、鋱、銪、釔等高價(jià)值元素,是全球中重稀土最富集、開采最易的地帶。
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除此之外,中國稀土提煉工藝經(jīng)過半個多世紀(jì)迭代,中國掌握全球92%以上的分離產(chǎn)能,溶劑萃取技術(shù)可將17種稀土元素提純至99.9999%(5N),而日本本土最高只有99.99%(4N),差一個“9”就讓高性能釹鐵硼磁體無法達(dá)標(biāo)。因此即便日本從天涯買到礦,最終還得運(yùn)到中國精煉,所謂“多元化”最終還是名存實(shí)亡。
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12月8日國家商務(wù)部頒發(fā)的“稀土出口管制”公告明確:將稀土采礦—冶煉—磁材—回收等12項(xiàng)核心技術(shù)列入出口許可,含中國技術(shù)≥0.1%的境外產(chǎn)品亦需中方審批,對稀土出口施行“技術(shù)鎖喉”。加上日本對稀土人才的儲備幾乎為空白,加工環(huán)節(jié)只能用中國技術(shù),但出口還是得過中國這一關(guān)。豐田汽車每輛得用2到4公斤稀土,索尼的高端傳感器,離了稀土壓根造不出來。更別說醫(yī)院里那動輒上千萬的核磁共振設(shè)備,里面的強(qiáng)磁體全靠重稀土撐著。因此日本對中國稀土出口管制“格外焦慮”也并稀奇了。
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LIBS光譜技術(shù)成為稀土
開發(fā)標(biāo)配“利器”
中國稀土開采已形成“采—選—冶—分離—深加工”一體化、全球獨(dú)有的技術(shù)體系。值得關(guān)注的是:在中國稀土生產(chǎn)的“采—選—冶—分離—回收”全鏈條中,激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù)可以快速原位分析的原子發(fā)射光譜技術(shù),具有快速、原位、非接觸等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于實(shí)時檢測礦物中各種元素的含量和分布,也經(jīng)常被用于稀土元素探測,成為稀土開發(fā)過程中必備標(biāo)配設(shè)備。

LIBS 探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
LIBS 光譜技術(shù)主要用于以下4個環(huán)節(jié)作業(yè),為稀土生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝點(diǎn)提供了“實(shí)時感官”,為智能化、綠色化開采與冶煉提供數(shù)據(jù)底座。
一、采、選環(huán)節(jié)
離子吸附型稀土礦粒度細(xì)、品位波動大。利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù)對每塊礦石進(jìn)行5ms 級“打點(diǎn)”分析,實(shí)時輸出 La、Ce、Nd、Pr 含量,把低品位塊石即時剔除,提升精礦品位,減少礦石浪費(fèi)。

工業(yè)在線LIBS激光誘導(dǎo)光譜軟件界面
【解決方案推薦】萊森光學(xué)iSpecLIBS-IND工業(yè)在線LIBS激光誘導(dǎo)光譜儀采用多個通道高分辨率,光譜儀同步進(jìn)行采集,秒級采譜。一體化集成機(jī)箱、防塵防震防腐蝕、橫跨傳送帶吊裝設(shè)計(jì),適應(yīng)不同天氣環(huán)境溫度變化,實(shí)時顯示設(shè)備狀態(tài);還可根據(jù)用戶需求和具體使用場景定制。截止目前為止已經(jīng)跟國內(nèi)多家稀土企業(yè)達(dá)成合作,為稀土采、選環(huán)節(jié)作業(yè)提供專業(yè)解決方案。

工業(yè)在線LIBS激光誘導(dǎo)光譜
二、浸出-除雜環(huán)節(jié)
南方離子礦原地浸出過程中,利用LIBS光譜技術(shù)直接插入富液儲罐,對溶液中的 Y、La、Nd 離子進(jìn)行秒級檢測,檢測限 3.5–5.7 μg g?1;現(xiàn)場根據(jù)結(jié)果實(shí)時調(diào)整硫酸銨流量和 pH,避免“過浸”或“欠浸”,提高資源回收率并降低藥劑消耗。同理,深海稀土沉積物勘查也常用LIBS光譜技術(shù)檢測浸出液,實(shí)現(xiàn)船載原位品位評估。

樣品浸出液具有重要 REY 發(fā)射線的 LIBS 光譜

本工作中用于REY分析的譜線

對浸出液樣品的偏最小二乘法回歸
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萊森光學(xué)遠(yuǎn)程LIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜系統(tǒng)
三、火法/燒結(jié)環(huán)節(jié)
稀土精礦經(jīng)回轉(zhuǎn)窯焙燒后,利用LIBS光譜技術(shù)在線對燒結(jié)礦進(jìn)行 Ca、Fe、Si、REO 多元素同步監(jiān)測,數(shù)據(jù)回送給 DCS 系統(tǒng),自動調(diào)節(jié)給煤量與窯溫,控制REO波動范圍,為后續(xù)酸溶分解提供穩(wěn)定原料。
【解決方案推薦】萊森光學(xué)iSpecLIBS-IND工業(yè)在線LIBS激光誘導(dǎo)光譜儀滿足火法/燒結(jié)環(huán)節(jié)“邊檢測邊開工”的特殊需求,常被用于此環(huán)節(jié)的作業(yè)。

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四、金屬-合金制備環(huán)節(jié)
熔鹽電解生產(chǎn)稀土金屬(Nd、Pr、Dy)時,手持式 LIBS 可在高溫下對陰極合金進(jìn)行 快速成分確認(rèn),Al、Fe、C 等雜質(zhì)超標(biāo)即時報(bào)警,提高電解槽運(yùn)行效率與金屬一次合格率。廢磁體回收料分揀——對破碎后的磁體碎粒進(jìn)行 La-Ce-Pr-Nd-Fe-B 多元素面掃描,快速區(qū)分 NdFeB 與鐵氧體碎料,提高回收料純度。

LIBS檢測金屬光譜圖
【解決方案推薦】萊森光學(xué)手持式(稀土)LIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀采用人體工學(xué)設(shè)計(jì)、小巧輕便、攜帶方便防塵、防腐、潮濕等復(fù)雜環(huán)境也能應(yīng)對自如,無需放射源、無輻射安全隱患,能快速檢測出原液中鑭、鈰、鐠、釹等稀土元素含量,實(shí)時對稀土進(jìn)行品位分析,指導(dǎo)開采和分選作業(yè),是稀土生產(chǎn)流程質(zhì)量控制的關(guān)鍵工具之一。

iSpecLIBS-HH-RE手持式(稀土)LIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀
稀土被譽(yù)為“工業(yè)維生素”,擁有優(yōu)異的磁、光、電、催化等物理和化學(xué)特征,在現(xiàn)代科技和工業(yè)中扮演關(guān)鍵角色,應(yīng)用領(lǐng)域包括高科技電子設(shè)備、清潔能源技術(shù)、軍事與國防、工業(yè)制造等。自商務(wù)部收緊了商務(wù)部收緊稀土出口管制后,日本汽車、電子、精密制造等多行業(yè)面臨供應(yīng)鏈斷點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn),“去中國化”的替代計(jì)劃面臨更嚴(yán)苛的技術(shù)與成本天花板。
審核編輯 黃宇
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