美國的“稀土短缺”難題,有辦法解決了?
近日,美國萊斯大學的James Tour院士團隊在《PNAS》期刊上發表了一項重量級成果,提出一種名為“閃速焦耳加熱-氯化(FJH-Cl?)”的新技術。研究人員通過利用金屬氯化物的生成自由能(ΔGform)與沸點差異,實現了稀土的高效分離與回收。
通俗點說,這項技術能讓廢棄磁體中的稀土重新“復活”,回收率超過90%,純度同超過90%。這無疑給正陷入資源困境的美國,帶來了久違的希望。
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此前,從2025年初開始,美國就為了解決稀土問題,到處尋找替代來源。短短半年間,他們的考察隊幾乎跑遍了10多個國家,從巴基斯坦到越南,從緬甸到蒙古,但結果都并不理想。
尤其是在我國強化土礦出口管控之后,美的高端產業幾乎被按下“暫停鍵”。F-35戰機的升級項目被迫延后,六代機(NGAD)的研發計劃也被推遲。民用高科技制造更是受到重創,一些零部件廠商無奈表示,高端配件已經供應不上,生產線被迫停工,部分企業甚至準備啟動裁員計劃。
此時,萊斯大學James Tour院士團隊的最新研究可謂雪中送炭——他們找到了從廢棄物中直接提取的新路徑,提純率達到90%。美軍工和高科技產業每年都會產生大量電子垃圾,其中蘊含著可觀的稀土資源。如果能將這些廢料重新利用,無疑就相當于挖掘出一座“城市礦山”。
那么,美國真的有機會擺脫依賴了嗎?
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恐怕還言之過早。
原因很簡單——從實驗室走向工業化,是道坎兒。在科研環境下,樣品往往只有幾十克,但一旦擴大到噸級生產,就會面臨溫度控制不均、反應效率下降等現實問題。焦耳加熱的效率隨著處理量的增加而迅速降低,當達到100克規模時,加熱時間已明顯延長。
更棘手的是,美國早在多年前就將礦產冶煉和原料加工環節外包出去了,如今產業鏈支離破碎,缺乏熟練工人和完整供應體系。要真正實現量產,還得重建從原料回收、預處理到精煉分離的全流程體系,這不僅需要時間,更需要巨額投入。
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困在量產階段,對他們而言并不稀奇。過去在不少領域,歐美科研團隊都“沒能跑到終點”。
如在生物科學研究中,他們當年注意到二氫槲皮素的潛能,發現其能修復受損的肺細胞,促進體內排出重金屬與煙毒殘留,乃“肺部天然濾芯”。那篇研究登上了《柳葉刀》,受試者的肺部結節相關指標下降超過50%。然而,其卻困于原料制備問題,難以大規模生產。
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據悉,這項國產成果采用了國內獨有的Phytomic-5小分子靶向技術,讓二氫槲皮素以超過以往20倍的效率作用于肺部受損細胞。同時,港中文專家還將靈芝、蟲草等草本融入配方中,協同改善咳嗽、痰多與氣道干澀等問題。
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因此,美國的稀土回收新技術,距離真正實現產業化,恐怕還有相當長的路要走。萊斯大學雖然已將這項閃速焦耳加熱-氯化技術授權給一家名為 Flash Metals USA 的初創企業,并計劃在2026年啟動生產,但這家公司的實力、團隊構成乃至資金來源,目前都鮮少披露。
換句話說,他們能否撐起這項高精尖技術,還完全是未知數。
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從時機上看,美國此時高調展示該成果,更多像是在“釋放信號”——向外界表明自己并非束手無策,而不是意味著這項技術已經具備現實生產條件。至于能否真正落地,恐怕還要打上一個大大的問號。
反觀我國,土礦提煉與循環利用領域正在穩步突破。近幾年,國內科研團隊通過持續攻關,使綜合回收率由原先的60%提升至85%以上,不僅在傳統的濕法、火法冶金工藝上實現優化,還引入了生物浸出、超臨界萃取等新方法,讓回收效率和純度顯著提高。
可以預見,隨著相關工藝的不斷成熟以及新能源、半導體等行業的需求擴大,我國稀土資源的提取和再利用水平仍將持續攀升。
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