印度洋海底首次发现高浓度稀土

美国著名的芒廷帕司稀土矿山2002年由于环保问题被迫关停，图中的积水正是由于长期停工造成的。陈振明提供

　　19日，日本研究人员宣布，在印度洋东部的海底发现了含有高浓度稀土的海底泥。这是在太平洋之外的海域首次发现含有稀土的海底泥，这证明稀土有可能在全球的海洋广泛分布。海底泥在水深约5600米处，最高浓度达到1113ppm(百万分比浓度)，平均浓度也达到约700ppm，与太平洋的稀土浓度相似。

　　日本研究人员19日宣布，他们在印度洋东部的海底发现了含有高浓度稀土的海底泥。这是在太平洋之外的海域首次发现含有稀土的海底泥，这证明稀土有可能在全球的海洋广泛分布。

　　在约5600米的海底以下

　　稀土是高科技材料中不可或缺的一种资源。日本东京大学教授加藤泰浩率领的研究小组，去年曾在日本附近的太平洋海底发现含有稀土的海底泥。此次发现稀土的地点位于印度尼西亚雅加达以西约1000公里的印度洋海域，距澳大利亚所属的科科斯群岛不远。

　　研究人员通过分析钻探的海底泥样品，发现在水深约5600米的海底以下75至120米处，存在含有稀土的泥层，最高浓度达到1113ppm(百万分比浓度)，平均浓度也达到约700ppm。

　　由印度洋海岭活动而形成

　　与太平洋相比，该地点存在稀土的位置更深，开采更为困难。其稀土浓度与太平洋的稀土浓度相似，是中国陆地矿床的数倍，特别是稀有的镝等稀土元素非常丰富。

　　研究人员认为，中央海岭喷出的氧化铁等物质会吸收海水中的稀土而堆积在附近，此次发现的稀土就是由于印度洋中央海岭的活动而形成的。海岭又称海底山脉，位于大洋中央部分的海岭，就叫中央海岭。

　　加藤泰浩指出：“这说明含有稀土的海底泥并非是太平洋特有的，意义非常重大。其他海域也有可能发现能够开发的稀土矿床。”

　　日本重点勘探试采稀土矿

　　日本政府内阁会议今年通过作为日本今后五年海洋政策方针的新《海洋基本计划》。根据这一基本计划，日本将把振兴海洋产业作为新的经济增长点，资源方面的重点是勘探和试开采稀土矿。

　　稀土是日本在海洋矿产开发方面的主攻目标。为减少对中国稀土的依赖，日本除了通过技术攻关减少稀土使用量外，还希望从日本近海的深海中开采出“国产稀土”。

　　今年1月，日本海洋研究开发机构和东京大学的联合研究团体利用“海岭”号深海调查船，从日本最东端的南鸟岛周边的海底泥中发现高浓度稀土。分析显示，在南鸟岛以南约200公里的海底之下3米左右的浅层泥沙中，存在浓度最高达到0.66%的稀土，这是目前发现的全球浓度较高的有工业利用价值的稀土。

　　东京大学教授加藤泰浩认为，南鸟岛周边的稀土蕴藏量至少相当于日本国内数百年的消费量。他希望三年内日本能开发出大量采集深海海底泥的技术，并通过降低采集和提炼成本，最终实现商业化开采。据研究小组估算，如果每天开采1万吨海底稀土泥，能够满足日本目前稀土总需求量的四成。

　　全球稀土需求增速将超7%

　　一份美国能源部的报告显示，镝、铽、铕、钕和钇这五种稀土矿物质供应短缺将对包括风力涡轮机和太阳能电池板在内的清洁能源技术不断增加的使用量产生威胁。该报告研究了16种元素以及相关的材料，其中包括镍和锰(用于制造电池)。

　　对这些所谓重要元素进行研究是在稀土价格暴涨后开始的，价格暴涨是由于中国2010年限制稀土出口。美国能源部的一位官员称，稀土需求的增长速度快于钢铁等其他金属的需求增速。

　　中国是世界上稀土资源最丰富的国家，素有“稀土王国”之称，总保有储量约9000万吨，占世界已探明稀土总量的36%（2010年数据）。中国曾满足世界上97%的稀土金属需求。2010年9月，中国政府暂停稀土对日本的出口两个月，世界倍感恐慌，纷纷加大对本国资源的安全控制。

　　由于全球对稀土金属的强烈需求，美国稀土生产商和技术公司Molycorp Minerals2010年12月重新启动了开采作业。

　　美国近年启动了本国稀土元素的开发，最著名的是位于加州莫哈韦沙漠东部的芒廷帕司稀土矿山（Mountain Pass），主要开采铈、钕等金属。该矿山曾经是世界上最大的稀土矿山之一，具有50多年的开发历史，拥有超过50英亩的大型露天采坑。2002年由于环保问题、以及中国廉价出口稀土的影响被迫关停，默默沉寂了10多年。

　　但即使中国不采取限制性政策、美国加州芒廷帕司矿山全力恢复生产，全球性的稀土供不应求局面也很快会到来。特别是钕和镝，它们广泛用于产生强磁，是电动汽车、混合动力车和风力发电设备必不可少的组件。美国能源部预测，由于电动汽车和风力电厂的快速扩张，2015年将出现这些稀土金属的紧缺。

　　美国能源部称，尽管2011年下半年稀土价格出现下跌，但其价格仍然不稳定，这导致一些公司想方设法减少对稀土的依赖。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国稀土产量。能源部远景研究项目机构已拨款约3160万美元给14个研究项目(研究减少或消除使用稀土元素的方法)。

　　澳大利亚的一些矿山也在开发作业，跟美国的芒廷帕司稀土矿加在一起能够在某种程度上提高全球性供给，但还远不足以解决未来几年的稀土危机。

　　2011年8月，美国弗里多尼亚集团的研究报告显示,由于电池、电子产品、汽车和永磁铁产量增长,全球稀土需求有望以年均7.1%的速度快增,到2015年达到18万吨。如果按美元计价,稀土的销售额将从2010年时的30亿美元增至2015年时的92亿美元。

　　资料

　　稀土元素

　　稀土元素从18世纪末叶开始陆续被发现，共有17种。

　　稀土元素被广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。

　　一部高性能汽车，整个车身超过十个部件用到稀土元素，全车基本所有马达都使用了含稀土的钕铁硼磁铁。节能环保的氢动力汽车，更是依赖稀土元素存储氢能源来提供动力。目前广受关注的苹果电子产品：ipad、iphone，高分辨率显示屏使用稀土抛光粉抛光、机身外壳使用了稀土作为添加剂的高性能塑料和铝镁合金、手机震动马达和高保真耳机都使用了含稀土的钕铁硼磁铁。

　　链接

　　稀土“变色龙”

　　可精密测温

　　日本研究人员发现，某些稀土元素在紫外线照射下会随温度变化而变色。利用这一现象，研究人员开发出一种“变色龙发光体”，可精密测量温度。

　　日本北海道大学10日宣布，其研究小组注意到，稀土元素之一的铽被紫外线照射后会发出绿光，而同为稀土元素的铕被紫外线照射后会发出红光。将两种元素合成高分子后，向其照射紫外线时，在低温时会发出绿光，但随着温度上升，会发出黄光和橙色光，遇100摄氏度以上的高温时，则会发出红光。

　　据介绍，这种“变色龙发光体”的颜色在零下100摄氏度到零上250摄氏度的范围内，能随着温度变化而变化。利用这种发光体制作涂料，能对温度范围一目了然。

　　（本报综合报道）

[责任编辑： 王君飞]