提煉稀土戰略礦物的現有標準是溶劑萃取,這種方式不但成本高,且帶來環境汙染問題。儘管如此,在30年來,中國是這個產業的壟斷者。
汙染問題是一些稀土公司過去難以經營溶劑萃取業務的原因之一,譬如美國的稀土礦商MP材料公司(MP Materials)、澳洲企業萊納斯稀土公司(Lynas Rare Earths)等。
北京今年決定限制鍺、石墨和其他金屬出口後,外界猜測,稀土或成為中國「下一個」限制出口的原料。
中國占據全球稀土產量的85%,而美國則完全依賴中國供應稀土,因此這成為美國的國家安全問題。
路透社採訪近二十位產業顧問、學者和高階管理,顯示如果這些新興加工技術中有一種或多種在2025年之前研發成功,可望減少依賴中國會產生有毒副產品的稀土提煉技術,同時也有助於西方公司賺取這些戰略礦物的溢價。
美國能源部愛達荷國家實驗室的科學家福斯(Robert Fox)說:「可以開發出比溶劑萃取更好的技術。」今年稍早,私人控股的鳳凰礦業公司(Phoenix Tailings)在麻薩諸塞州使用了新方法精煉少量稀土,據稱沒有製造廢棄物。
萃取速度快 沒危險殘留物
在路易斯安那州的前美國空軍基地,鈾克瑞稀土金屬公司(Ucore Rare Metals)規劃在2025年中期使用名為RapidSX的技術加工稀土。據稱該技術比溶劑萃取速度至少快3倍,且不產生危險化學品殘留物,而且只需要1/3的實體空間。
彩虹稀土(Rainbow Rare Earths)與美國佛羅里達州的合作夥伴K-Technologies開發了稀土精煉技術,該技術係採用一些鋰生產商使用的連續離子交換技術。彩虹稀土規劃2026年在南非採用新技術。
新創公司Aether正在開發奈米技術,使蛋白質選擇性的與礦床結合並提取稀土。
挪威企業REETec表示,其專有精煉製程的二氧化碳排放量比溶劑萃取法少90%,預計2024年底投入營運。
不過產業顧問警告,製造商可能對這些迄今未獲證實的新興技術期望過高且過早。例如,鈾克瑞的技術尚未上升到商業規模,預計要到明年才能獲得專利保護。
礦產業顧問、美國前助理國務卿范農(Frank Fannon)表示:「開發這些新提煉技術所需的時間,將比許多人預期的要長。」范農和幾位美國政界人士呼籲西方政府建立稀土中央加工中心,加拿大已經在實施這項計畫。
AI設備增加營運效率
在加拿大薩克其萬省(Saskatchewan),政府和科學家正努力推出自己的稀土加工技術。
薩克其萬省研究委員會(SRC)由省政府資助,執行長克萊布崔(Mike Crabtree)表示,「我們研究了現有技術後認為,有更好的方法可以做到這一點,我們想採用自己的想法。」
該公司利用人工智慧(AI)設計的處理設備,這似乎比中國的競爭對手更有效率。SRC估計只需要4個人維持工廠營運,而不是像傳統的溶劑萃取那樣需要多達100人。該工廠希望在2024年底前開業。
雖然SRC的目標是刺激加拿大各地的採礦業,但克萊布崔表示,他願意將技術授權給世界各地的廠商。他說:「需要在中國境外發展整個產業,以支持能源轉型。」
克萊布崔和SRC預計,他們的設施建設成本比中國競爭對手更高,但營運成本更低。他們期望該加工設備不會產生廢棄物,同時可回收酸和其他關鍵化學品。
與此同時,MP材料等公司一直在努力,根據特定的地質礦床訂製加工設備;但SRC、鈾克瑞和其他公司表示,他們相信自己的新精煉工藝,能夠加工來自全球多個地點的關鍵礦物。◇