印度洋海底首次發現高濃度稀土

美國著名的芒廷帕司稀土礦山2002年由於環保問題被迫關停，圖中的積水正是由於長期停工造成的。陳振明提供

　　19日，日本研究人員宣佈，在印度洋東部的海底發現了含有高濃度稀土的海底泥。這是在太平洋之外的海域首次發現含有稀土的海底泥，這證明稀土有可能在全球的海洋廣泛分佈。海底泥在水深約5600米處，最高濃度達到1113ppm(百萬分比濃度)，平均濃度也達到約700ppm，與太平洋的稀土濃度相似。

　　日本研究人員19日宣佈，他們在印度洋東部的海底發現了含有高濃度稀土的海底泥。這是在太平洋之外的海域首次發現含有稀土的海底泥，這證明稀土有可能在全球的海洋廣泛分佈。

　　在約5600米的海底以下

　　稀土是高科技材料中不可或缺的一種資源。日本東京大學教授加藤泰浩率領的研究小組，去年曾在日本附近的太平洋海底發現含有稀土的海底泥。此次發現稀土的地點位於印度尼西亞雅加達以西約1000公里的印度洋海域，距澳大利亞所屬的科科斯群島不遠。

　　研究人員通過分析鑽探的海底泥樣品，發現在水深約5600米的海底以下75至120米處，存在含有稀土的泥層，最高濃度達到1113ppm(百萬分比濃度)，平均濃度也達到約700ppm。

　　由印度洋海嶺活動而形成

　　與太平洋相比，該地點存在稀土的位置更深，開採更為困難。其稀土濃度與太平洋的稀土濃度相似，是中國陸地礦床的數倍，特別是稀有的鏑等稀土元素非常豐富。

　　研究人員認為，中央海嶺噴出的氧化鐵等物質會吸收海水中的稀土而堆積在附近，此次發現的稀土就是由於印度洋中央海嶺的活動而形成的。海嶺又稱海底山脈，位於大洋中央部分的海嶺，就叫中央海嶺。

　　加藤泰浩指出：“這説明含有稀土的海底泥並非是太平洋特有的，意義非常重大。其他海域也有可能發現能夠開發的稀土礦床。”

　　日本重點勘探試採稀土礦

　　日本政府內閣會議今年通過作為日本今後五年海洋政策方針的新《海洋基本計劃》。根據這一基本計劃，日本將把振興海洋産業作為新的經濟增長點，資源方面的重點是勘探和試開採稀土礦。

　　稀土是日本在海洋礦産開發方面的主攻目標。為減少對中國稀土的依賴，日本除了通過技術攻關減少稀土使用量外，還希望從日本近海的深海中開採出“國産稀土”。

　　今年1月，日本海洋研究開發機構和東京大學的聯合研究團體利用“海嶺”號深海調查船，從日本最東端的南鳥島周邊的海底泥中發現高濃度稀土。分析顯示，在南鳥島以南約200公里的海底之下3米左右的淺層泥沙中，存在濃度最高達到0.66%的稀土，這是目前發現的全球濃度較高的有工業利用價值的稀土。

　　東京大學教授加藤泰浩認為，南鳥島周邊的稀土蘊藏量至少相當於日本國內數百年的消費量。他希望三年內日本能開發出大量採集深海海底泥的技術，並通過降低採集和提煉成本，最終實現商業化開採。據研究小組估算，如果每天開採1萬噸海底稀土泥，能夠滿足日本目前稀土總需求量的四成。

　　全球稀土需求增速將超7%

　　一份美國能源部的報告顯示，鏑、鋱、銪、釹和釔這五種稀土礦物質供應短缺將對包括風力渦輪機和太陽能電池板在內的清潔能源技術不斷增加的使用量産生威脅。該報告研究了16種元素以及相關的材料，其中包括鎳和錳(用於製造電池)。

　　對這些所謂重要元素進行研究是在稀土價格暴漲後開始的，價格暴漲是由於中國2010年限制稀土出口。美國能源部的一位官員稱，稀土需求的增長速度快於鋼鐵等其他金屬的需求增速。

　　中國是世界上稀土資源最豐富的國家，素有“稀土王國”之稱，總保有儲量約9000萬噸，佔世界已探明稀土總量的36%（2010年數據）。中國曾滿足世界上97%的稀土金屬需求。2010年9月，中國政府暫停稀土對日本的出口兩個月，世界倍感恐慌，紛紛加大對本國資源的安全控制。

　　由於全球對稀土金屬的強烈需求，美國稀土生産商和技術公司Molycorp Minerals2010年12月重新啟動了開採作業。

　　美國近年啟動了本國稀土元素的開發，最著名的是位於加州莫哈韋沙漠東部的芒廷帕司稀土礦山（Mountain Pass），主要開採鈰、釹等金屬。該礦山曾經是世界上最大的稀土礦山之一，具有50多年的開發歷史，擁有超過50英畝的大型露天採坑。2002年由於環保問題、以及中國廉價出口稀土的影響被迫關停，默默沉寂了10多年。

　　但即使中國不採取限制性政策、美國加州芒廷帕司礦山全力恢復生産，全球性的稀土供不應求局面也很快會到來。特別是釹和鏑，它們廣泛用於産生強磁，是電動汽車、混合動力車和風力發電設備必不可少的組件。美國能源部預測，由於電動汽車和風力電廠的快速擴張，2015年將出現這些稀土金屬的緊缺。

　　美國能源部稱，儘管2011年下半年稀土價格出現下跌，但其價格仍然不穩定，這導致一些公司想方設法減少對稀土的依賴。能源部也正研究如何提高稀土使用效率，其中包括回收及增加美國稀土産量。能源部遠景研究項目機構已撥款約3160萬美元給14個研究項目(研究減少或消除使用稀土元素的方法)。

　　澳大利亞的一些礦山也在開發作業，跟美國的芒廷帕司稀土礦加在一起能夠在某種程度上提高全球性供給，但還遠不足以解決未來幾年的稀土危機。

　　2011年8月，美國弗裏多尼亞集團的研究報告顯示,由於電池、電子産品、汽車和永磁鐵産量增長,全球稀土需求有望以年均7.1%的速度快增,到2015年達到18萬噸。如果按美元計價,稀土的銷售額將從2010年時的30億美元增至2015年時的92億美元。

　　資料

　　稀土元素

　　稀土元素從18世紀末葉開始陸續被發現，共有17種。

　　稀土元素被廣泛應用於電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環境保護、農業等領域。應用稀土可生産熒光材料、稀土金屬氫化物電池材料、電光源材料、永磁材料、儲氫材料、催化材料、精密陶瓷材料、鐳射材料、超導材料、磁致伸縮材料、磁致冷材料、磁光存儲材料、光導纖維材料等。

　　一部高性能汽車，整個車身超過十個部件用到稀土元素，全車基本所有馬達都使用了含稀土的釹鐵硼磁鐵。節能環保的氫動力汽車，更是依賴稀土元素存儲氫能源來提供動力。目前廣受關注的蘋果電子産品：ipad、iphone，高解析度顯示屏使用稀土拋光粉拋光、機身外殼使用了稀土作為添加劑的高性能塑膠和鋁鎂合金、手機震動馬達和高保真耳機都使用了含稀土的釹鐵硼磁鐵。

　　連結

　　稀土“變色龍”

　　可精密測溫

　　日本研究人員發現，某些稀土元素在紫外線照射下會隨溫度變化而變色。利用這一現象，研究人員開發出一種“變色龍發光體”，可精密測量溫度。

　　日本北海道大學10日宣佈，其研究小組注意到，稀土元素之一的鋱被紫外線照射後會發出綠光，而同為稀土元素的銪被紫外線照射後會發出紅光。將兩種元素合成高分子後，向其照射紫外線時，在低溫時會發出綠光，但隨著溫度上升，會發出黃光和橙色光，遇100攝氏度以上的高溫時，則會發出紅光。

　　據介紹，這種“變色龍發光體”的顏色在零下100攝氏度到零上250攝氏度的範圍內，能隨著溫度變化而變化。利用這種發光體製作塗料，能對溫度範圍一目了然。

　　（本報綜合報道）

[責任編輯： 王君飛]