永远解不开的稀土情结——参观包头稀土博物馆有感

不知道从什么时候起,世界矿业界流行着一种说法:世界稀土在中国,中国稀土看包头。有“稀土之都”美誉的包头市位于内蒙古自治区中部,是我国著名的稀土资源城市,包头稀土博物馆作为包头市的特色旅游景点之一,展示了丰富的稀土资源以及相关的科技成果。

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稀土与包头

包头稀土博物馆由包钢集团和北方稀土启动并建成,原为包钢稀土展览馆升级改造项目。博物馆工作人员张晓宁告诉笔者,稀土博物馆于2022年7月5日正式开馆,建筑面积1470平方米,内设稀土溯源、稀土与世界、稀土与中国、稀土与包头、稀土与应用、稀土与碳中和等六大部分,实物展品有650多件,全面展示稀土元素的发现及开发应用、稀土矿的形成及分布、稀土工艺流程、科技研发,世界及中国稀土产业发展历程。

想要了解稀土,最好的方式就从博物馆大门外那块来自白云鄂博的巨大源矿石说起。白云鄂博在蒙古语里意思是“美丽富饶的神山”。作为世界上罕见的超大型多金属共伴生矿床,100多年前,科学家们发现白云鄂博的矿石中含有稀土元素,后因储量巨大而被誉为世界“稀土之乡”。其中铁矿石储量14亿吨,稀土储量居世界第一,铌、钍、萤石储量居全国之首。

包头拥有全球最大的稀土企业中国北方稀土,全球最大的磁材生产企业金力永磁,全球最大的抛光粉生产企业天骄清美,全国综合实力前15强磁材企业中,有10家落户包头。

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其实,在人们的日常生活中,很早就接触到了稀土元素,从早期的打火石、高压汞灯、探照灯,到现在的手机、战斗机,包括新能源汽车、机器人和风力发电机等等,都离不开稀土供应。就拿大街上跑的电动汽车来说,每台车上的稀土磁体就重达2.5千克。而航天航空用的各种飞行器,对稀土材料的性能要求更是格外严苛。

美国国防部2024年报告明确指出,一架F – 35战斗机需消耗超过417千克稀土材料,而一艘“弗吉尼亚级”核潜艇的稀土需求量更高达4.2吨。 尽管全球稀土储量分布广泛,但中国凭借成熟完备的产业链,在稀土领域占据着绝对主导地位:稀土永磁体产量满足全球92%需求。近几年,叠加我国提出碳中和这一远景环保目标,全球稀土行业更是格外引人关注,稀土产品供不应求已成了热门话题。

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洛克希德·马丁公司的F-35战机生产线。

稀土是一组典型的金属元素,稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物,以及与镧系元素化学性质相似的钪和钇共17种元素的氧化物。这17种稀土元素通常分为轻稀土和中重稀土,它们具有独特的磁、光、电等物理特性,能够在极小的体积内提供强大的磁力和复杂的光电转换,成为许多尖端技术中不可替代的功能材料。如今,素有“工业维生素”之称的稀土,在动荡不安的世界大变局中,在各国国家利益和安全政策的推动下,站到了时代的风口浪尖。

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稀土元素应用范围非常广泛

数据显示,2025年全球稀土总产量约为39万吨,中国贡献27多万吨,约占全球产量的69.2%。 而美国产5.1万吨、澳大利亚2.9万吨、缅甸2.2万吨,中、美、澳、缅四国合计产量占全球95.6%,构成全球稀土供应核心阵营。中国稀土产量在2020-2024年间,从14万吨增至27万吨,年增长率达17.6%。这种主导地位源于中国在稀土全产业链的技术优势,以及中重稀土储量占全球80%以上的资源禀赋。预计到2028年,中国高性能钕铁硼在稀土消费中占比将从2024年的45%提升至60%,推动行业单吨价值提升30%。

图表:2020-2024年中国稀土产量情况

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数据来源:美国地质调查局(USGS)、中经百汇研究中心。

稀土紧紧连着我和祖国

在博物馆的一面墙上,有许多对中国稀土事业做出过贡献的科学家照片,其中习近平主席当年看望中国科学院院士、物理化学家、无机化学家徐光宪的照片尤为突出。出生于1920年的徐院士,长期从事物理化学和无机化学的教学与研究,他建立的“串级萃取理论”彻底革新了稀土分离工艺,使中国从稀土资源大国转变为稀土生产大国、稀土出口大国。

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2026年4月28日,是徐光宪院士逝世11周年纪念日,在缅怀徐院士的日子里,人们没有忘记中国稀土分离工业发端于包钢。包头市科协干部吕鹏飞介绍说,1972年,徐光宪接受了一项特别紧急的任务,他来到包钢开始分离稀土元素,经过反反复复试验,终于发现了稀土串级萃取的原理。1984年,他的分离工艺试验取得了领先世界的创新型成果,并应用于国内各地的稀土企业,一举确立了中国世界稀土大国的地位。

早在1951年,徐光宪带着美国哥伦比亚大学的博士学位证书回到祖国。1957年,国家决定大力发展原子能事业。著名核物理学家钱三强建议任命徐光宪为北京大学放射化学教研室主任。这位化学家由此开启放射化学领域的探索,潜心研究铀、钍、钚等核燃料的萃取方法,成功实现核燃料分离,为我国的原子能事业作出了重要贡献。

徐光宪曾将自己归为“举重若重”的人,他的一生,就是一部不断听从祖国召唤,“转换个人专业”的历史。1972年,52岁的徐光宪接到一项紧急军工任务——分离稀土元素中难度最大的稀土对:镨和钕。“这两种元素比孪生兄弟还像,分离难度极大。”徐光宪这样形容当时的挑战,“但中国作为世界最大的稀土所有国,却只能长期出口初级产品,丰厚的利润被人家拿走,我们心里不舒服。所以,再难也要上。”

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徐光宪(右一)在全国稀土化学与萃取学术讨论会上作报告。

照片来源:中国科学家博物馆

当时国际上通用的离子交换法生产速度慢、成本高。徐光宪提出借鉴核燃料分离经验,采用萃取分离法攻克镨钕分离难题。那段时间,他每周工作80小时,白天在实验室“摇漏斗”做实验,晚上琢磨理论。经过无数次试验,他创造性地提出“恒定混合萃取比”规律,进而建立了串级萃取理论。

这项理论让稀土分离纯度从80%,跃升至99.99%,实现了从实验室参数直接用于工业设计的“一步放大”。中国稀土分离技术从此跻身世界前列,彻底打破了美、法、日等国的技术垄断。到2006年,中国生产的单一高纯度稀土已占全球产量的85%。

从青丝到白发,四次转换专业。有人问他:“一次次改变研究方向,不可惜吗?”徐光宪总是坚定地说:“国家的需要,就是我的研究方向。”“我们做科研的有一个信念,就是立足于基础研究,着眼于国家目标,不跟外国人跑,走自己的创新之路。”

中国稀土优势在哪里?

中国稀土行业现状与发展趋势报告显示,2025年中国稀土行业已形成从上游采选、冶炼分离到中游新材料制造,再到下游终端应用的完整工业体系。尤其在中游的稀土永磁材料领域,在全球市场占据主导地位,并成为驱动新能源汽车、风力发电、高端消费电子等战略性新兴产业发展的核心基石。

在当今全球稀土产业中,中国和美国是两大关键角色。中国在资源储量、采选冶技术和下游应用方面处于主导地位,而美国在新技术布局和政策支持方面正不断追赶。与美国相比,中国的稀土优势在以下两个方面:

一是中国稀土资源储量高,有开采规模大的优势。根据美国地质调查局《2025年矿物商品摘要》,中国稀土储量约4400万吨,占世界已知储量的近一半,而美国约190万吨。我国稀土储量占全球总储量的49%,有无可争议的定价权;且目前已形成“北轻南重、集群发展”的产业格局。

二是精炼水平高,有规模化的优势。中国的稀土优势不仅在于“挖得多”,更在于“炼得精”,其核心就体现在对高难度“分离”技术的掌控上。我国从上世纪50年代就开始提纯稀土,有中国“稀土界袁隆平”之称的徐光宪院士做出了突出贡献。中国不仅挖的稀土矿最多,而且是全世界最能把稀土变成可用材料的国家,全球稀土供应链已形成了对中国深度依赖的格局。

中国稀土供给格局已从过去分散化、高污染模式,转变为国家主导的集约化体系。中国现在承载着全球90%以上的稀土金属冶炼加工需求,具备先进的开采 + 分离 + 一体化协同系统 + 成熟工业集群 + 低电价 + 冶金副产资源协同利用 + 政策集中控制能力的一体化规模生产优势,而其中高纯度单一稀土元素的“分离”环节是技术壁垒最高、最具战略价值的一环。

美国没有商业化的重稀土分离厂。有报道说,美国防部正在资助德克萨斯州建设轻稀土和重稀土分离设施,但仍需数年才能投产。除了稀土资源和加工冶炼能力限制,美国的永磁体产能也很低。2025年1月,美国宣布得克萨斯州的工厂开始试生产钕铁硼磁体,目标是实现每年约1000吨的产能。相比之下,中国一年生产的钕铁硼磁体超过30万吨,差距不在一个等级上。

稀土供应国际化提速

写到这里,你是不是觉得中国的优势已近乎碾压式领先,可以高枕无忧了?实际情况却没有这么简单。尽管中国稀土产业的领先地位难以动摇,但也面临一些挑战和不确定性。随着稀土供应风险提升,全球多极化趋势加剧,美国、欧洲和日本都加快了开发替代技术和推进供应链多元化。《稀土交易所》杂志预测,西方新建项目投产后,预计到 2028年,中国在稀土加工、分离能力方面的份额,有可能从当前约 90%降到约75%。

优势不是一劳永逸的。法国政府5月5日宣布,为稀土供应更加安全并扶持本土生产,特推出稀土“韧性计划”,以应对中国在这一领域的主导地位。法国经济财政和工业能源与数字主权部长莱斯屈尔,近日在一家稀土厂公开表示:“伊朗战争每天都在向我们表明,我们在原材料上过度依赖全球某个地方是一个缺陷。”为此,法国和日本合资,早在一年前就在法国的天然气产地拉克市投资1.06亿欧元加工稀土,争取到2030年达到“稀土产能满足百分之百的需求”。

5月7日,在法国巴黎召开的七国集团贸易部长会议上,七国贸易部长特别聚焦矿产品供应,专门研究17种稀土金属元素,加大其中4种用于风能和电动汽车不可或缺材料的生产。部长们表示,面对国际贸易失衡,西方将加强合作,以减少对关键性产品的依赖。为此,各方提出了若干建议,“形成一套共用工具箱”。法国作为东道主,支持稀土生产国、加工国和消费国之间建立一个基于实践运作的“信任俱乐部”,实现芯片、汽车电池和超级磁体所需关键矿产供应来源的多样化。

过去,中国曾经通过承担环境成本占据了全球的稀土高份额,但今后不能任由这种情况再持续下去。随着稀土行业进入量价齐升的黄金发展时期,国家颁布了一系列稀土管理条例,有关部门加大了打击非法稀土采矿和加工出口等措施。这有助于保护环境,也有利于稀土合理供应集中管控。

海外虽加速布局,但其总规模仍较小,且面临环保成本高、技术工人短缺、电力不足等瓶颈。预计到2030年,海外稀土供给占比仅能提升至20%%左右,且产品以轻稀土为主,重稀土仍依赖中国。随着我国在核心技术上的不断突破,我国的稀土全产业链优势仍然稳固并保持主动权。中国要继续保持并扩大稀土优势,需要以国家安全、绿色发展和技术创新为核心,积极布局国际资源、规范市场秩序,并在合作中争取更多话语权。(完)(4200字)

(2026年5月10日北京电)

资料来源:包头稀土博物馆、中国政府网、产业世界网相关研究报告等。

(注:本文作者邹德浩系人民日报原常驻联合国首席记者)

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