让我们“读懂”稀土
今年3月，美国联合欧盟和日本，向世界贸易组织(WTO)提起一项针对中国限制稀土出口的贸易诉讼。稀土，一时在国际上成为一个非常热门的话题，渐渐进入公众的视野。4月8日，中国稀土行业协会成立。那么，稀土在现实生活中，到底有哪些应用呢？科学家告诉我们，稀土具有丰富的磁、光、电的特性，不仅在绿色能源、军工、航空航天等领域占有重要地位，也早跟人们的日常生活密不可分，甚至央视春晚舞台上的LED显示效果，都跟稀土有关。
近日，在中国科协主办的科学家与媒体面对面活动中，记者就稀土产业发展状况、我国稀土资源的分布、日常应用及其重要作用，以及如何纠正大众对于稀土的一些不正确认识等问题，采访了相关专家。
受访专家：张安文中国稀土学会副秘书长、庄卫东北京有色金属研究总院稀土发光材料专家、朱明刚中国钢铁研究总院功能所磁性材料基础研究室主任
稀土不是土
记者：一听稀土，很多人以为是稀有的土，还有人说稀土有放射性。这些说法科学么？
庄卫东：稀土不是土，实际上是一组元素，是17个元素的总称，是元素周期表57-71号的15个镧系元素，再加上和它性质相近的21号和39号的总称。稀土目前比较通行的分类方法就是依据元素周期表，前面是轻稀土，中间是中稀土，后面称为重稀土。
稀土这个名字是怎么来的？过去稀土主要跟冶金工业有关。稀土第一个元素被发现是在1787年，当时从冶金工业的炉渣里分离出一些固体氧化物，很稀少，看着像土，因而得名为稀土。最后一个稀土元素被发现是在1945年，中间经历了近两百年。
17个元素里面有个钷的元素，是合成的元素，实际上自然界是不存在的。只有钷有放射性，其他的稀土元素没有放射性。
记者：稀土主要有哪些应用？
朱明刚：稀土最主要的应用是永磁材料。稀土永磁材料，主要用来做电机。稀土永磁电机的体积小，效率高。比如一台风力发电机，发电一兆瓦需要一吨左右的稀土。
稀土另一个重要的用途，是作为稀土贮氢材料。现在所有的五号电池、七号电池、充电电池，大部分是镍氢电池，这种材料是上世纪六十年代飞利浦公司发现的，具有优异的贮氢性能。
庄卫东：发光也是稀土很重要的应用。发光领域最主要的应用是两大领域，第一就是照明，氧化钇和硫氧化钇用于荧光，主要用在液晶电视。稀土发光材料的发展，具有里程碑意义的是1963年彩色电视的发明。未来的二三十年主流显示方式都需要用到稀土发光材料。等离子电视、3D显示的兴起，稀土起到了很大的作用。尤其是大屏幕显示，更离不开稀土。
稀土催化材料目前主要使用的是铈。稀土催化材料在石油炼制催化、汽车尾气催化这两方面占很大的用量。还有固体氧化燃料电池，可以做分布式发电。谷歌大楼使用的氧化燃料电池，用的就是稀土材料。
记者：稀土在日常生活中有哪些应用？
张安文：日常生活中，家具、燃料、油漆等，都跟稀土有关系。节能光源都是含有稀土的，比如LED灯，看起来形状像白炽灯，实际上光效比白炽灯高了几十倍。LED的光源，还可以根据心情进行调节，可以进行比较人性化的设计。
单反相机、卡片机、手机摄像镜头都应用了加稀土镧的玻璃。这种玻璃的折光率非常好，可以照出非常清晰的图像。纺织品用稀土去染色，色彩非常鲜艳，不同的阳光下有不同的颜色。稀土应用到防晒霜上，可以把紫外线转为红外线，减少紫外线对皮肤的灼伤，还有增白的效果。DVD，包括过去的VCD，还有Hi-Fi音响，汽车上的磁钢，都应用了稀土材料，这样声响效果好，分离度高，还原效果好。激光头识别器，都是用稀土的。工艺玻璃，很多也都是加了稀土做出来的。稀土陶瓷刀具非常锋利，还非常干净。
朱明刚：电脑也跟稀土密切相关。电脑的硬盘驱动器里头的驱动电机，需要稀土永磁材料，外壳需要稀土镁合金，还有屏幕发光材料。手机也要用到稀土永磁材料，还有耳机。变频空调，也需要用到稀土永磁材料。稀土还有一个重要用途就是磁制冷材料，是冰箱、空调以后的替代产品，但是现在还没走向实用，处于研发过程。望远镜也需要用稀土的材料。
电梯的电机使用稀土永磁材料，叫做永磁电机，它效率高。还有核磁共振，也要用到永磁材料。现在越是高档汽车，用稀土材料用得越多，普通车用20到40多个永磁材料，高档车用70—80多个永磁材料，包括雨刷电机、转向器等，还有电车的驱动电机，都需要永磁材料。
在飞机轮船上，也要用到稀土材料。像飞机上各种微型电机、传感器、导航仪，都需要用到稀土永磁材料。在飞机的构造材料中，需要用稀土的镁合金等，因为它轻。在轮船上，用到永磁电机，一些潜艇、电动船，用了稀土材料之后，污染没那么大，没有噪声。
记者：我国在稀土应用方面的情况怎么样？
张安文：稀土的应用，包括冶炼分离，涉及到物理、化学、冶金、材料、计算机，和生物工程，制造业，传感器等产业有关。我国经过六十多年的努力，从选矿、冶炼分离、生产氧化物到金属材料，包括应用，建立了一个完整的稀土工业体系和科研体系。我国含有稀土的结构材料，如铁、钢、铝、镁、钛、铜等都可以生产。我国在原料和选矿、采矿方面的技术具有世界领先水平，在材料方面，研究和生产处于世界先进水平，有些领域居于一流水平。但元器件、零部件的生产还相对薄弱。比如汽车上的电子助力转向，国内还没有大规模设计，包括传感器等一些其他的零部件、元器件，还依赖于国外，所以我们的稀土出口价格，还是相对偏低的。
稀土比铜、镍、钴都要多，储量是金的三万倍
记者：稀土少见么？是不是只有中国才有稀土？
张安文：稀土并不少，但是稀土分散，同时密度相对比较低。稀土是一组金属元素，在地壳的分布，用克拉克值来计算，即每一种化学元素在地壳中所占的平均比值。经统计，稀土在地壳中的含量比铜、镍、钴都要多，是金的三万倍。五大洲和四大洋的海底，都有稀土。在太平洋的深海，有很多稀土。中国的稀土主要分布在内蒙古的包头，还有以江西赣州为代表的南方七省。
在欧洲，北边的格陵兰岛有很多稀土资源。瑞典是最早发现稀土的，俄罗斯也比较多。美国也有很多稀土，加州的帕斯山在八十年代曾经提供了全球百分之七、八十以上的稀土原矿。在亚洲，越南、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、蒙古，都有稀土。北非、南非、马达加斯加，都有稀土。南美洲最典型的是巴西，有很丰富的稀土资源，有可能接近中国的储量。澳洲稀土很丰富，以威尔德矿山为代表。
记者：世界稀土供应情况怎么样？为什么发达国家这么重视中国的稀土？
张安文：美国2011年公布的数据，全球稀土相对量中，中国占了48.3%，美国占到11.4%，印度、澳大利亚等其他国家占到22.1%。从产量上看，中国提供了97%的需求，印度供应了2.2%，巴西供应了0.5%，马来西亚供应了0.3%。我国稀土矿中的轻、中、重稀土矿的分布都很好，国外主要把我国的中、重稀土当成战略资源、战略元素来对待。
记者：稀土有17种元素，哪一种最紧缺？稀土产业的发展应该遵循怎样的思路？
朱明刚：镝和铽是比较缺的，据说只有中国发现有。缺的原因，一个是含量低，再一个是它的开采对环境污染大。说到稀土产业的发展思路，就是希望平衡利用，比如镧和铈尽可能多用一些。还有环境污染的问题，这非常重要，我们国家在环境治理方面还要做深入的研究，要力争发展循环经济，将来可以做到循环利用。同时，要平衡利用，例如把铈尽可能多用一些。
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