讓我們“讀懂”稀土
今年3月，美國聯合歐盟和日本，向世界貿易組織(WTO)提起一項針對中國限制稀土出口的貿易訴訟。稀土，一時在國際上成為一個非常熱門的話題，漸漸進入公眾的視野。4月8日，中國稀土行業協會成立。那么，稀土在現實生活中，到底有哪些應用呢？科學家告訴我們，稀土具有豐富的磁、光、電的特性，不僅在綠色能源、軍工、航空航天等領域占有重要地位，也早跟人們的日常生活密不可分，甚至央視春晚舞臺上的LED顯示效果，都跟稀土有關。
近日，在中國科協主辦的科學家與媒體面對面活動中，記者就稀土產業發展狀況、我國稀土資源的分布、日常應用及其重要作用，以及如何糾正大眾對于稀土的一些不正確認識等問題，采訪了相關專家。
受訪專家：張安文中國稀土學會副秘書長、莊衛東北京有色金屬研究總院稀土發光材料專家、朱明剛中國鋼鐵研究總院功能所磁性材料基礎研究室主任
稀土不是土
記者：一聽稀土，很多人以為是稀有的土，還有人說稀土有放射性。這些說法科學么？
莊衛東：稀土不是土，實際上是一組元素，是17個元素的總稱，是元素周期表57-71號的15個鑭系元素，再加上和它性質相近的21號和39號的總稱。稀土目前比較通行的分類方法就是依據元素周期表，前面是輕稀土，中間是中稀土，后面稱為重稀土。
稀土這個名字是怎么來的？過去稀土主要跟冶金工業有關。稀土第一個元素被發現是在1787年，當時從冶金工業的爐渣里分離出一些固體氧化物，很稀少，看著像土，因而得名為稀土。最后一個稀土元素被發現是在1945年，中間經歷了近兩百年。
17個元素里面有個钷的元素，是合成的元素，實際上自然界是不存在的。只有钷有放射性，其他的稀土元素沒有放射性。
記者：稀土主要有哪些應用？
朱明剛：稀土最主要的應用是永磁材料。稀土永磁材料，主要用來做電機。稀土永磁電機的體積小，效率高。比如一臺風力發電機，發電一兆瓦需要一噸左右的稀土。
稀土另一個重要的用途，是作為稀土貯氫材料。現在所有的五號電池、七號電池、充電電池，大部分是鎳氫電池，這種材料是上世紀六十年代飛利浦公司發現的，具有優異的貯氫性能。
莊衛東：發光也是稀土很重要的應用。發光領域最主要的應用是兩大領域，第一就是照明，氧化釔和硫氧化釔用于熒光，主要用在液晶電視。稀土發光材料的發展，具有里程碑意義的是1963年彩色電視的發明。未來的二三十年主流顯示方式都需要用到稀土發光材料。等離子電視、3D顯示的興起，稀土起到了很大的作用。尤其是大屏幕顯示，更離不開稀土。
稀土催化材料目前主要使用的是鈰。稀土催化材料在石油煉制催化、汽車尾氣催化這兩方面占很大的用量。還有固體氧化燃料電池，可以做分布式發電。谷歌大樓使用的氧化燃料電池，用的就是稀土材料。
記者：稀土在日常生活中有哪些應用？
張安文：日常生活中，家具、燃料、油漆等，都跟稀土有關系。節能光源都是含有稀土的，比如LED燈，看起來形狀像白熾燈，實際上光效比白熾燈高了幾十倍。LED的光源，還可以根據心情進行調節，可以進行比較人性化的設計。
單反相機、卡片機、手機攝像鏡頭都應用了加稀土鑭的玻璃。這種玻璃的折光率非常好，可以照出非常清晰的圖像。紡織品用稀土去染色，色彩非常鮮艷，不同的陽光下有不同的顏色。稀土應用到防曬霜上，可以把紫外線轉為紅外線，減少紫外線對皮膚的灼傷，還有增白的效果。DVD，包括過去的VCD，還有Hi-Fi音響，汽車上的磁鋼，都應用了稀土材料，這樣聲響效果好，分離度高，還原效果好。激光頭識別器，都是用稀土的。工藝玻璃，很多也都是加了稀土做出來的。稀土陶瓷刀具非常鋒利，還非常干凈。
朱明剛：電腦也跟稀土密切相關。電腦的硬盤驅動器里頭的驅動電機，需要稀土永磁材料，外殼需要稀土鎂合金，還有屏幕發光材料。手機也要用到稀土永磁材料，還有耳機。變頻空調，也需要用到稀土永磁材料。稀土還有一個重要用途就是磁制冷材料，是冰箱、空調以后的替代產品，但是現在還沒走向實用，處于研發過程。望遠鏡也需要用稀土的材料。
電梯的電機使用稀土永磁材料，叫做永磁電機，它效率高。還有核磁共振，也要用到永磁材料。現在越是高檔汽車，用稀土材料用得越多，普通車用20到40多個永磁材料，高檔車用70—80多個永磁材料，包括雨刷電機、轉向器等，還有電車的驅動電機，都需要永磁材料。
在飛機輪船上，也要用到稀土材料。像飛機上各種微型電機、傳感器、導航儀，都需要用到稀土永磁材料。在飛機的構造材料中，需要用稀土的鎂合金等，因為它輕。在輪船上，用到永磁電機，一些潛艇、電動船，用了稀土材料之后，污染沒那么大，沒有噪聲。
記者：我國在稀土應用方面的情況怎么樣？
張安文：稀土的應用，包括冶煉分離，涉及到物理、化學、冶金、材料、計算機，和生物工程，制造業，傳感器等產業有關。我國經過六十多年的努力，從選礦、冶煉分離、生產氧化物到金屬材料，包括應用，建立了一個完整的稀土工業體系和科研體系。我國含有稀土的結構材料，如鐵、鋼、鋁、鎂、鈦、銅等都可以生產。我國在原料和選礦、采礦方面的技術具有世界領先水平，在材料方面，研究和生產處于世界先進水平，有些領域居于一流水平。但元器件、零部件的生產還相對薄弱。比如汽車上的電子助力轉向，國內還沒有大規模設計，包括傳感器等一些其他的零部件、元器件，還依賴于國外，所以我們的稀土出口價格，還是相對偏低的。
稀土比銅、鎳、鈷都要多，儲量是金的三萬倍
記者：稀土少見么？是不是只有中國才有稀土？
張安文：稀土并不少，但是稀土分散，同時密度相對比較低。稀土是一組金屬元素，在地殼的分布，用克拉克值來計算，即每一種化學元素在地殼中所占的平均比值。經統計，稀土在地殼中的含量比銅、鎳、鈷都要多，是金的三萬倍。五大洲和四大洋的海底，都有稀土。在太平洋的深海，有很多稀土。中國的稀土主要分布在內蒙古的包頭，還有以江西贛州為代表的南方七省。
在歐洲，北邊的格陵蘭島有很多稀土資源。瑞典是最早發現稀土的，俄羅斯也比較多。美國也有很多稀土，加州的帕斯山在八十年代曾經提供了全球百分之七、八十以上的稀土原礦。在亞洲，越南、吉爾吉斯斯坦、哈薩克斯坦、蒙古，都有稀土。北非、南非、馬達加斯加，都有稀土。南美洲最典型的是巴西，有很豐富的稀土資源，有可能接近中國的儲量。澳洲稀土很豐富，以威爾德礦山為代表。
記者：世界稀土供應情況怎么樣？為什么發達國家這么重視中國的稀土？
張安文：美國2011年公布的數據，全球稀土相對量中，中國占了48.3%，美國占到11.4%，印度、澳大利亞等其他國家占到22.1%。從產量上看，中國提供了97%的需求，印度供應了2.2%，巴西供應了0.5%，馬來西亞供應了0.3%。我國稀土礦中的輕、中、重稀土礦的分布都很好，國外主要把我國的中、重稀土當成戰略資源、戰略元素來對待。
記者：稀土有17種元素，哪一種最緊缺？稀土產業的發展應該遵循怎樣的思路？
朱明剛：鏑和鋱是比較缺的，據說只有中國發現有。缺的原因，一個是含量低，再一個是它的開采對環境污染大。說到稀土產業的發展思路，就是希望平衡利用，比如鑭和鈰盡可能多用一些。還有環境污染的問題，這非常重要，我們國家在環境治理方面還要做深入的研究，要力爭發展循環經濟，將來可以做到循環利用。同時，要平衡利用，例如把鈰盡可能多用一些。
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