稀土是日本可再生能源等尖端領域不可缺少的元素。日本是世界第三大的稀土消費國,其稀土進口量的82%來自中國,占中國出口總量40%,用日本的話說是“一直以來高度依賴於(yu) 中國的廉價(jia) 稀土”。
日本從(cong) 2000年開始一直在探討確保稀土穩定供應的對策。特別是2010年中國加強稀土限製出口措施以來,日本政商各界對其稀土資源供應以及高科技發展的可持續性產(chan) 生了極大的擔憂。為(wei) 此,日本政府高度重視稀土資源的全球戰略,采取聯合歐美利用WTO向中國施壓,建立稀土儲(chu) 備,積極拓展資源外交,尋求中國以外的稀土進口來源以及合作勘探與(yu) 開發稀土項目,鼓勵再生回收、減少使用量,開展替代材料研發,積極開展海洋稀土資源的勘查開發等等措施加以應對。
近幾年,日本利用其海洋資源勘查開發技術的優(you) 勢,加強了對海洋稀土資源勘查開發研究和相關(guan) 模擬實驗,旨在為(wei) 日本提供穩定的稀土供應源,保持日本製造業(ye) 的國際競爭(zheng) 力,以及開發新用途和新產(chan) 業(ye) 領域等方麵的優(you) 勢。
2012年,分布於(yu) 水深5000米~6000米的海底,稀土含量達到數千ppm以上的海底沉積物,被認為(wei) 有望成為(wei) 新型資源的含稀土沉積物,已被確認在日本南鳥礁周邊的海底存在。
在此背景下,2013年4月日本內(nei) 閣會(hui) 議修訂的《海洋基本計劃》中,明確提出要加強“對含稀土的海底沉積物進行基礎科學調查和研究,探討其作為(wei) 未來稀土資源的潛力”。據此,經濟產(chan) 業(ye) 省於(yu) 2013年12月製定的《海洋能源礦產(chan) 資源開發計劃》中決(jue) 定,“為(wei) 探討未來的稀土資源潛力,利用3年左右的時間對海底稀土沉積物的賦存狀況進行調查,確定有前景的稀土富集海域,探明遠景資源量,同時,對具高粘度等特性的稀土沉積物的采泥技術和從(cong) 深海底的揚泥技術,開展以開發和開采為(wei) 目標的廣泛的技術領域的調查和研究”。
由日本石油天然氣金屬礦物資源機構(JOGMEC)牽頭,曆時3年於(yu) 2015年末完成了上述工作任務,並提交了《稀土沉積物的資源潛力評價(jia) 報告》(以下簡稱《報告》)。《報告》主要成果如下。
一是對南鳥礁周邊海域高品位稀土沉積物開展了資源評價(jia) 。利用活塞取樣器,JOGMEC在日本南鳥礁周邊43平方千米海域內(nei) 采集了70個(ge) 樣品。分析表明,在南鳥礁拓洋第5海山的東(dong) 部海域,發現了海洋稀土沉積物的高品位分布區,該區共取了13個(ge) 樣品,采樣點間距12.5千米,稀土品位(50厘米區間的平均品位)最高5366ppm,平均品位1221ppm。稀土沉積物中重稀土類的含量較高,為(wei) 45.8%,尤其釔含量特別高,占重稀土總含量的65.2%。稀土資源評價(jia) 結果顯示,若以濕態、平均品位2652ppm計,該區域現階段估算的稀土氧化物遠景資源量約為(wei) 77萬(wan) 噸。
二是開展了采泥、揚泥及冶煉實驗。該項目使用模擬泥進行采泥試驗,據此選定最理想的采泥刀頭,通過陸上氣動升降(Airlift)試驗確認實施揚泥作業(ye) 的可能性,取得了與(yu) 采泥、揚泥相關(guan) 的基礎性技術數據與(yu) 應用前景的評估。在選礦技術研究中,進行了包括選擇性回收稀土精礦的海底選礦研究,實施了粒度分選和浮選法等方麵的基礎實驗。實驗結果證實,稀土元素富集在粗粒(20μm以上)磷灰石中,浮選分離效果顯著。在冶煉方法研究中,確認了碳酸鈉是從(cong) 選礦後提取液中回收稀土的最佳沉澱劑。同時還發現,通過使用能夠選擇性吸附重稀土的吸附劑,可以高效回收稀土元素。設置海底停錨係和沉降粒子捕集器的同時,對海底沉積物樣品進行了生物含量分析。根據分析結果,確定該區域在現階段並不屬於(yu) 異常海域。
三是進行了開采係統的研究和經濟性評價(jia) 。根據基礎性開采技術研究結果,項目提出了揚泥量為(wei) 3500噸/日的開采係統及其作業(ye) 流程方案,同時對該開采係統提進行了成本估算。為(wei) 了確保經濟可行性,選擇高品位海域進行采泥和揚泥,並以提高品位為(wei) 目標進行了相應的技術研發,得出的結論是:如果稀土價(jia) 格能以過去的最高價(jia) 保持20年的話,開采具有經濟效益。
四是JOGMEC提出了對下一步工作的建議。第一,為(wei) 了搞清楚未來開發可行性,在資源量評價(jia) 方麵,有必要在高品位地區進一步縮小取樣間距,以便更加準確地把握稀土資源量。並且,為(wei) 了查明稀土沉積物富集層和發現新的富集區,JOGMEC期待通過SIP(戰略創新創造計劃)和民間的共同努力,在成因分析等科學技術領域取得新的成果。第二,通過3年技術方麵的調查與(yu) 研究,特別是通過揚泥試驗,盡管取得了技術上的前景,但是,為(wei) 了在水深超過5000米以上的實際海域中應用,還應該研究大規模揚泥試驗和最佳模擬方法的構建問題,進一步厘清其技術前景。第三,JOGMEC認為(wei) ,切合實際的做法是:當這些研究成果和國內(nei) 外技術開發的動向已被掌控、且富集區的確定、稀土價(jia) 格的上漲以及開采成本的降低等前景明了的時候,再開展資源量和經濟效益評價(jia) ,並著手進一步研究商業(ye) 性開采係統和法律製度及環境影響評價(jia) 。
稀土消費量巨大的日本,其稀土需求高度依賴於(yu) 其它國家,這是其最大的憂慮,也是一個(ge) 經濟巨人卻是資源侏儒的悲哀。
近年來,日本加強了海洋稀土研究,如能在海裏解決(jue) 稀土的資源問題,對日本擺脫資源依賴無疑是意義(yi) 深遠的。但深海稀土的開采成本很高,技術難度甚大,經濟上是否可行,目前還有相當多的難題。根據JOGMEC的此項研究成果,如果利用現行技術開采南鳥礁的稀土礦床,在高品位區、采礦、楊礦、冶煉、價(jia) 格等諸多假設條件均成立的條件下,商界仍處於(yu) 利潤邊界附近,幾近無利可圖,市場價(jia) 格稍有波動,開采企業(ye) 就可能麵臨(lin) 滅頂之災。《報告》雖然進一步肯定了海洋稀土發現的價(jia) 值,肯定了深海稀土的商業(ye) 意義(yi) ,但是字裏行間還是透露出來重重的憂慮。因此,日本對發現深海稀土所進行的宣傳(chuan) ,實際上帶有一定的資源政治的色彩。
首先,從(cong) 資源評價(jia) 看,目前的富集帶取樣間距約為(wei) 12.5千米~25千米,由於(yu) 海底表麵的起伏性較大,需要進一步確認含礦層橫向的連續性和品位分布情況,以便計算出更加準確的資源量,因此其評估的77萬(wan) 噸稀土遠景資源量尚有許多疑問。
其次,從(cong) 采泥和揚泥實驗看,進行的是陸上空氣升降係統模擬實驗,與(yu) 稀土泥高粘度性、5000米~6000米深海底情況尚有巨大的差距,且實驗的規模也小,與(yu) 實際複雜的海底情況差距巨大,尚存在許多不確定性。
第三,陸上冶煉分離係統,隻是提出了一個(ge) 建設性的方案,尚未進行研究及開發。
第四,從(cong) 經濟性評估看,海洋稀土的開發,需要有高品位海域稀土礦區的保障前提條件下,且稀土價(jia) 格在曆史最高2011年水平保持20年才能有經濟效益。稀土價(jia) 格自2011年開始一直呈下跌趨勢,未來還麵臨(lin) 陸上稀土新資源的發現、替代品等因素影響,要保持20年的2011年稀土最高價(jia) 的可能性尚是疑問。
最後,從(cong) 現在的儲(chu) 量調查和技術調查的程度、經濟性、采泥、揚泥以及冶煉分離技術等綜合考慮,我們(men) 認為(wei) 現階段把稀土作為(wei) 資源,對其綜合潛力的評價(jia) 下結論是不合適的。日本深海稀土開發,路尚遙遠!中國稀土資源仍將在世界稀土資源和市場上占絕對主導地位。




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