文心荐春秋

但在过去三十年里，中国牢牢控制着世界稀土元素的供应链，以至于几乎所有材料——无论它们在世界何处开采——在用于技术之前都要运往中国进行提炼.

据美国商务部称，目前，中国控制着近 60% 的稀土开采业务、85% 以上的加工能力和 90% 以上的永磁体生产。

因对华进行技术制裁而心虚的美国，认为这是一个在美国供应链中构成漏洞并构成潜在国家安全风险的问题。随着预计对依赖这些元素的技术的需求将飙升，美国政府在投资旨在确保国内稀土供应链“安全”的方法。

尽管被称为“稀有”，但被称为稀土的 17 种不同元素在地壳中含量相对丰富。拜登政府将它们视为战略和关键材料和矿物之一，可用于多种现代商业和国防技术——包括智能手机、医疗设备和用于电动汽车、喷气式战斗机和无人机的高度专业化的磁铁。

但由于稀土元素的化学性质几乎无法区分，单独分离和提炼它们以用于制造磁铁和其他技术是一个复杂的过程。

“两种不同的稀土元素的直径可能相差几分之一埃——这意味着很难用物理方法分离。现在使用的工艺可能高达 100 个步骤，由于用于分离和提纯金属的化学品，这个程序可能非常昂贵，而且还有环境保护的难题。

这些都是为什么在美国难以维持这种业务的原因。

最近，美国稀土材料公司（MP Materials Corp）正准备在美国最大的稀土矿山莫哈韦沙漠的一座山顶上，建造大型稀土生产基地。并声称其规模和能力使MP Materials成为西半球的“磁铁冠军”。

公司官方扬言他们正在尝试做的是建立一个完整的磁性供应链，希望能够制造所有必要的材料并回收必要的材料以拥有该磁性供应链。

根据美国地质调查局的数据，自 2017 年收购 Mountain Pass 矿以来，MP Materials 重振了该场地的稀土元素生产，并生产了一种稀土精矿混合物，每年消耗的稀土矿物约占 15%。

很快，MP Materials 将不再需要将这种混合物从海外运到中国进行稀土元素分离和精炼的漫长过程。经过两年的建设，该公司于 11 月宣布即将在山帕斯工厂开设美国第一家稀土精炼设施。

MP Materials将在 2023 年展开对设施设备进行压力测试的过程，以确保其按照设计的速度运行，距离生产精炼产品可能还有几个月的时间。

他解释说，生产的第二阶段从干燥、焙烧、浸出和提纯稀土精矿混合物开始。然后，稀土被送入位于一座比美式足球场还长的建筑物中的几个高耸的坦克之一。他说，在这些大桶中，溶剂萃取过程将混合物分离成单独的稀土氧化物。

美国希望此举解决其脆弱的稀土供应链问题上迈出了关键一步。根据五角大楼的一份新闻稿，2020 年，国防部向这个耗资 2 亿美元的项目投资了 1000 万美元。

Sloustcher 指出，MP Materials 将专注于精炼钕和镨的化合物——用于制造稀土磁铁的最常见材料之一镧和铈。这些元素被归类为“轻稀土元素”。
政府还在推动国内生产“重稀土”，这种物质更难提炼，但也可用于制造更专业的磁铁。例如，制造可在高温下工作的稀土永磁体需要重稀土铽和镝，而钐用于生产航空航天和国防应用中的钐钴磁体。

国防部于 2022 年 2 月授予 MP Materials 一份价值 3500 万美元的合同，用于在 Mountain Pass 矿建造一个专门用于处理重稀土元素的设施。Sloustcher 表示，重稀土将在另一座建筑中提炼，该项目才刚刚开始。

为全面国产化磁铁供应链，MP Materials 还于 2022 年 4 月开始建设美国第一家稀土磁性材料工厂。该工厂位于德克萨斯州沃思堡，每年可生产约 1,000 吨钕铁硼-据该公司称，硼磁体来自山口工厂开采和提炼的稀土元素。

Sloustcher 指出，由于国防市场仅占美国稀土总需求的一小部分——大约 5%——该公司希望首先满足商业行业的需求。

随着世界上需要高度专业化的稀土磁铁的机器电气化，稀土的需求信号预计会上升。

根据独立研究公司 Adamas Intelligence 的一份报告，全球对稀土氧化物的需求预计将增长两倍，从 2022 年的 150 亿美元增至 2035 年的 460 亿美元。

世界在方方面面都在电气化——电动汽车、风力涡轮机、无人机、机器人，等等，因此需求前景非常巨大。

他说，MP Materials 已经与通用汽车达成协议，从 2023 年底开始为汽车制造商的电动汽车项目生产稀土合金和磁铁。

Materials称，仅靠国防需求甚至无法支撑中等规模的磁性设施，还需要能够为通用汽车和其他公司供货……如果我们成功做到这一点，才能维持数量有限的国防需求。

与此同时，他们在 DARPA 的团队正在研究如何使用一种不同的方法——生物采矿来确保国内稀土供应链的安全。

公司高层说，环境微生物作为生物工程资源（EMBER）计划是 DARPA 的一项计划，旨在使用微生物和生物分子工程技术来分离和纯化稀土混合物，例如山口矿山生产的稀土混合物。该计划的灵感来自生活在恶劣的火山环境中的微生物，这些微生物利用稀土元素生存。

EMBER 将使用生物采矿来模拟这种自然发生的现象。该技术使用微生物来帮助分解或从更大的混合物中分离出感兴趣的元素。该机构表示，由于“微生物对稀土元素的特异性和选择性较差”，因此该工艺尚未完全开发用于稀土元素。

10 月，该计划宣布已从劳伦斯利弗莫尔国家实验室、巴特尔纪念研究所和圣地亚哥州立大学挑选团队参与该四年计划的第一阶段。

公司将组成一些团队，将采用至少包含八种不同稀土元素的不同原材料，使用不同的微生物和生物采矿技术将每种元素相互分离和提炼。有三个小组正在使用原材料、微生物和生物采矿的独特组合。他们正在考虑许多不同的层面，以及生物学如何在这个整体过程中发挥优势。