观念平台－国际稀土产业战略布局概析

近年来，由于工业自动化、风机等绿色能源及电动车工业都有马达的需求，因此用于磁性材料的稀土大幅增加。。图／美联社

稀土是化学周期表中15种镧系元素加上钪、钇两元素共计17种金属元素的总称，半导体、军事航太、电动车电池等产业都少不了它。包括：半导体与光电产业制程中的研磨液及LCD玻璃；军事航太工业的外壳金属、冶金与电池等；电动车里的永磁马达、镍氢电池用到的钕、镨；LED与平板制程中必须添加的萤光粉含有铕、钇；3C、医疗、农业肥料等使用的钕、铈、镧、镨；汽车触媒转化器或石油裂解过程中的钕、铈、镧、镨等元素都会用到稀土。

在用量方面，一辆丰田Prius汽车混合动力车须用20到28磅的稀土元素；一架F35隐形战机需要用到920磅稀土金属；一艘阿利伯克级驱逐舰需要5,200磅的稀土金属，而维吉尼亚级潜艇更需约9,200 磅的稀土金属原料。

■稀土矿分为「岩矿型」与「离子吸附型」

稀土矿分为「岩矿型」与「离子吸附型」，从岩矿型所开采的矿中大约有5～7％的稀土氧化物，从氧化物中可提炼约有98％为轻稀土、2％为中重稀土；离子吸附型开采的矿中约有0.05~0.5％的稀土氧化物，并从中所提炼的稀土则有55％为轻稀土、45％中重稀土，提炼后纯化为稀土氧化物即可用在陶瓷、玻璃、抛光或触媒等途径。若要当作电池、冶金、磁石等用途，还需将氧化物还原成稀土金属方可应用。近年来，由于工业自动化、风机等绿色能源及电动车工业都有马达的需求，因此用于磁性材料的稀土大幅增加。

根据美国地质调查局（USGS）、中国工信部、自然资源部等统计数据，2020年全球稀土储存量约1.2亿吨，有38％的矿源在中国，其次是越南、巴西、俄罗斯及印度。除巴西外，产区都在亚洲，易受地缘政治所干扰。2020年，全球稀土氧化物开采供给量达24万4,700吨，而需求量为131,500吨，目前开采量虽大于需求，但产量差异极大，其中以能提升磁石性能的中重稀土料源极少，也造成价格的云泥之别。2022年因疫情、政变、污染、余矿不足等因素，导致中国稀土出口量大幅降低，全球供应链备受考验。

■大陆开采占比仍达6成，非中供应链追赶

稀土是全球高科技产业至关重要的战略物资，为避免地缘政治影响全球经济，有矿源的国家努力开采，使中国开采的占比自2010年的97.47％降至6成左右。但矿源的分离、金属提炼与磁石制作的主导权依旧掌握在中国手中，非中供应链除矿源寻找开采外，更需要加大后续的分离冶炼的投资，以确保供应链的韧性。

目前其他区域稀土的开采情况，澳洲仅一家稀土公司开采，并需运至马来西亚分离且中重稀土量少；巴西稀土矿来自于磷矿尾矿，几乎没有专属的稀土矿场，不过巴西稀土全球蕴藏第三，新离子型矿源探勘计划持续进行中；俄罗斯仅有一稀土矿场、一个分离厂，每年产量固定；越南过去几年跟日本合作密切，每年约有1,000到2,000吨的稀土氧化物的生产量，2022年提升到4,300吨；欧洲与格陵兰都没有正式开采稀土的矿场，只有探勘的矿区。

台湾因为没有稀土矿源，产业所需的稀土元素全赖进口，除确保稀土原料安全存量，为使稀土资源不虞匮乏，与稀土相关的废弃物回收处理也跟着受重视。

■稀土回收资源化与超高纯化的技术，值得研发

稀土相关废弃物回收以永磁材料为最大宗。回收永磁材料有两种来源：一种是报废物处理，另一种为下脚料处理，各有不同的回收动作，不过到最后都是磨粉、再回到稀土氧化物的模式。2021年日产汽车宣布，成功开发出熔化纯电动车电动机零件中高效回收稀土的技术。有别过去以手工作业逐一拆解零件，新技术将电动机放入加热至1,400度的炉中熔化后使稀土氧化，再添加助溶剂就能分离出稀土层，此一方式亦能给台湾产业参考。总之，台湾尚无完整的稀土回收资源化与超高纯化技术，值得相关产业研究及投入，尤其可从应用广、需求大、价值最高的永磁材料着手，针对料源建立回收循环体制，方为长治久安之道。