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稀土矿开不下去,美国能源部投资研究从煤炭中回收稀土元素
来源:澎湃新闻    发布日期:2017/6/23    已有 1407 人浏览

国内最大稀土矿山Mountain Pass拍卖之际,美国另一种全新的稀土获取方式却依然在推进。

澎湃新闻从美国能源部 (U.S. Department of Energy)网站获悉,日前,美国能源部化石能源办公室宣布投资690万美元用于稀土元素研究。美国能源部网站文章称,近年来对稀土元素的需求增长显著,这刺激了美国寻找经济可行的途径来恢复本国稀土的兴趣。眼下,美国积极支持的则是从煤炭中回收稀土元素,这在全球范围内都是首开先例。

一名稀土行业的专家对澎湃新闻表示,“美国国内的稀土矿都开不下去了,谈何从煤矿里回收稀土呢?”该专家强调,“我不否认他们在这方面可能有些研究工作,但目前只能说明美国对中国的稀土政策有些担忧。”

稀土是17种金属元素的统称,素有“工业味精”之美誉,广泛应用于电子信息、石油化工、冶金、机械、能源等13个领域40多个行业。而稀土之所以成为资源争夺焦点,更在于它能应用于导弹、智能武器、导航仪、喷气发动机等军事高新技术上。上世纪90年代初期,中国稀土储量曾占世界储量的88%。然而,20年后,中国却以23%的稀土资源,承担了世界90%以上的市场供应。

美国对从煤炭中回收稀土这一方法的选择始于2014年。根据2014年合并拨款法案,美国国会要求其能源部开展“从煤和煤的副产品流(如粉煤灰、煤矸石和废水)中经济回收稀土元素”的可行性评估和分析,同时报告其调查结果,如果确定可行,将规划从煤炭和煤炭副产品流中回收稀土元素的多年研发计划,以获得国会拨款。

随后,美国能源部发出信息请求,寻找关于从煤炭和煤炭副产品中回收稀土元素的最有发展前景的技术信息。候选技术必须高性能、经济上可行且对环境无害,适用于目前大规模的测试或当前的研发阶段,预计能够在2020年开展大规模测试、到2025年开展部署。

在前述690万美元的预算下,美国能源部已经选取了3个项目进行资助,这3个项目共获得300万美元资助,试图从国内的煤炭及其副产品中回收可销售的稀土元素。3个中标项目所涉企业分别为Equinox Chemicals LLC (Albany, GA)Inventure Renewables (Tuscaloosa, AL) Marshall Miller & Associates (Bluefield, VA)

美国能源部并不满足于单纯从煤炭及其副产品中获取稀土元素,他们还希望完善产业链。中国科学院兰州文献情报中心赵纪东等人的文章曾指出,对于美国而言,稀土开发的主要问题在于缺乏精炼、合金炼制和产品制造能力。

在上述美国能源部网站的文章中提到,美国能源部还另外发布了关于从本国煤炭及副产品中回收稀土元素的分离和萃取的基金机会公告(FOA)。该项计划选择的项目将主要集中在技术、环境和经济性方面的提高。美国能源部将为此重新提供395万美元的投资,项目可达8个。

值得注意的是,就从煤炭中回收稀土方面的研究,中国也早就展开。

2012年,中国“973”项目首席科学家、中国矿业大学(北京)教授代世峰和俄罗斯科学家Vladimir Seredin合作,在国际著名期刊《国际煤地质学杂志》发表论文,提出一个重要观点:随着传统稀土矿床逐渐枯竭,煤和含煤岩系是将来最有希望的稀有金属来源。

该论文提出煤中稀土的分类和评价标准,后被广泛引用,称为“Seredin-Dai分类”和“Seredin-Dai标准”。 美国研究该方面的主要专家肯塔基大学教授James Hower曾评价上述论文为“该领域最重要的文章之一”。

而中国矿业大学(北京)官网上一则20146月的新闻稿则显示,上述代世峰发表的论文入选ESIEssential Science Indicators)全球TOP 0.1%热点论文(Hot papers)。ESI热门论文是指某学科领域发表在最近两年的论文在最近两个月内被引次数排在0.1%以内的论文。根据ESI数据显示,全球地球科学领域两年内发表的SCI论文共有77篇入选TOP 0.1%热点论文,代世峰入选的论文总被引次数排名第6位。

数据显示,在富含稀土的煤矿中,稀土含量为0.03%-0.15%,在煤灰中含量为0.1%-1.5%。代世峰此前在接受采访时表示,“可见如果从煤灰中提取,和传统稀土矿床的含量相当。有些富集程度较好的煤甚至超过稀土矿床,例如蒙古有一处煤矿的煤中稀土含量达到1%,完全可以大规模开发利用。”代世峰说,煤的燃烧产物中量最大的就是飞灰,而稀有金属主要富集在飞灰中。

当然,摆在这种稀土获取方式面前的难题之一是经济性。美国得克萨斯大学教授Robert Finkelman曾表示,美国本土的稀土资源开采成本较高,反而从煤灰提取更为经济,因为这一方法不需要开采,又能处理飞灰,一举两得。

然而,同样的方法在中国却并不适用。中科院院士、北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室主任严纯华曾指出,对中国来说,在可预计的5-10年之内,稀土自然资源没有消耗殆尽的情况下,从煤灰中提取稀土不具有经济可行性。严纯华还认为,美国一旦找到新的稀土来源,无疑为其贸易谈判增加了砝码。

一名业内分析师也表达了类似观点。该分析师对澎湃新闻(www.thepaper.cn)表示,“从煤炭中提取稀土成本太高,暂时还无法实现量产,也无法和中国稀土市场竞争,中国的稀土生产成本很低。”另外,该分析师还认为该项研究有可能无法实现商业生产,“类似日本一直在提开发海底稀土,但始终不见产品出来。”

该分析师强调,“中国稀土的出口量仍然是一年比一年多。”海关数据显示,2016年,中国稀土出口数量为46749吨,同比增长34.2%。此前的2015年,中国稀土的出口总量为34833吨,同比增长25.4%。也就是在2015年,中国取消了稀土出口配额管理及出口关税这两项管控政策。












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