钕,这一并不罕见的稀土矿物,对于生产高性能永磁体、激光器以及航空合金而言,却至关重要。
何为钕?
钕,一种稀土元素,原子序数为60,元素符号为Nd。它呈现为柔软的银色金属,在空气中易褪色,且是稀土元素中较为丰富的一种。在自然界中,钕并不以单质形式存在,而是蕴含于多种矿物之中,尤以独居石和菱锰矿最多。
钕与镧、铈、镨、钐、铕一同被划分为轻稀土元素。尽管名为“稀有”,但钕在地壳中的含量其实相当可观,估计浓度约为百万分之38。
钕的开采工艺如何?
由于钕与其他稀土元素共生,因此其开采过程颇为复杂。开采工作通常从露天矿床开始。
开采后,矿石需经过破碎与研磨,以减小其粒径。随后,对磨碎的矿石进行泡沫浮选,利用化学试剂将含稀土的矿物与其他矿物分离,使其具备疏水性。这一过程将产出稀土矿物精矿。
接下来,对精矿进行一系列化学处理,以分离出单一的稀土元素。
对于钕而言,这通常包括盐酸浸出,随后是溶剂萃取。在溶剂萃取过程中,会采用专门设计的有机化学品进行多级处理,以选择性萃取钕,从而将其与其他稀土分离。最后一步是将钕沉淀为草酸盐,再进行煅烧,生成氧化钕。
中国是稀土元素钕的最大开采国
钕的主要生产国有哪些?
在全球钕生产中,中国占据主导地位,供应量约占全球的80%。其他主要生产国还包括澳大利亚、美国和缅甸。
2020年,中国的氧化钕产量约为29000吨,澳大利亚约为7000吨,而美国和缅甸则各生产约1000吨。
钕的主要开采商是谁?
在钕矿业中,主要公司包括中国最大的稀土生产商——中国北方稀土集团,以及经营韦尔德山矿的澳大利亚公司Lynas Corporation。
在美国,MP Materials公司运营着位于加利福尼亚州的Mountain Pass矿,该矿是美国稀土元素(包括钕)的主要来源。
值得一提的是,MP Materials公司近期宣布计划在美国开设首家稀土提炼厂。该设施将落户山口矿,专注于提炼磁铁生产中常用的钕和镨的化合物。
钕的工业应用有哪些?
钕在工业上最重要的应用是生产高性能的永久磁铁。钕铁硼(NdFeB)磁铁被广泛应用于电动汽车电机、风力涡轮发电机、硬盘驱动器以及各类消费电子产品中。
此外,钕还用于激光、玻璃着色与染色,以及作为飞机发动机合金的成分。在汽车工业中,钕被用于催化转换器。同时,钕还可用于陶瓷、电池合金以及玻璃添加剂等领域。
钕最重要的工业用途是生产强大的永磁体
钕供应链的地缘政治复杂性何在?
钕的地缘政治复杂性主要源于中国在全球供应链中的主导地位。中国对稀土生产的掌控引发了外界对供应安全及潜在市场操纵的担忧。
2010年,中国曾暂时限制稀土出口,导致价格飙升,这促使其他国家积极寻求替代来源并发展自身的生产能力。
为此,美国、欧盟和日本均实施了减少对中国稀土供应依赖的战略。这些努力包括投资国内采矿与加工能力、探索回收技术以及寻求替代材料。其中,美国国防部已向MP Materials公司提供资金支持,以助其在山口矿开发稀土加工能力。
钕矿开采与环境的关系如何?
环境问题在钕的地缘政治中同样占据重要地位。稀土元素的开采与加工会对环境产生显著影响,包括产生有毒与放射性废物。
中国曾因稀土行业环境标准不严而备受批评,这也促使中国努力改进相关法规并清理受污染的场地。例如,在中国陇南地区,稀土开采曾导致过量的氨与氮化合物被排入地下与地表水中。同时,采矿过程中还会释放镉、铅等其他污染物,对当地居民的健康构成长期威胁。
目前,从报废产品中回收钕已成为一个新的研究重点。研究人员正在积极开发从废弃电子产品与磁铁中回收钕的方法。其中,一种颇具前景的技术是利用氢气将钕磁铁分解成粉末,再将其加工成新的磁铁。
编译自:miningdigital.com
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