基于军事价值的稀土资源形势分析与对策

2013-09-12盛卫超倪明仿

兵器装备工程学报 2013年12期

栗国，盛卫超，倪明仿

(装甲兵工程学院，北京 100072)

稀土是一组稀有金属元素的合称，包括了15种镧系元素和2种与之密切相关的元素，总计17种元素。稀土资源异常珍贵，不仅因为储量稀少、分离提纯和加工难度较大，更因为其广泛应用于国防、航天、电子、核工业、机械制造、新能源、新材料等领域，被称为“万能之土”、“工业维生素”和“新材料之母”。稀土在军事领域的成功应用，极大地促进了现代军事技术的发展，对高技术武器装备性能的发挥起着至关重要的作用。

2011年5月，我国先后发布《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》、《关于将稀土铁合金纳入稀土出口配额许可证管理的公告》等相关文件，提出建立稀土战略储备体系，划定一批国家规划矿区作为战略资源储备，并对稀土资源出口实行管制，征收稀土出口税和设定出口配额指标。这一系列的重大举措，充分说明了稀土资源这一国家战略资源的重要性和环境保护的紧迫性，稀土资源问题必须提到前所未有的高度予以关注［1］。

1 稀土资源的军事价值

1.1 稀土元素的特殊性能

稀土元素因其本身具有某些特殊的性能，在军事领域得到了广泛的应用。铈、镧、钕、镨、钐和钇6种元素具有良好的纵火性能，可制成各式燃烧武器，例如美国“马克-82”型227 kg航弹采用稀土金属内衬，除了产生爆炸杀伤效应外，还产生纵火效应;钆元素及其同位素都是非常有效的中子吸收剂，实验表明，添加钆、钐、铕、镝等稀土元素的材料具有良好的俘获中子的作用，常用于制造核反应堆中的控制棒，用于吸收中子从而有效地终止核反应堆中的链式反应的进行;钐、钕2种元素具有良好的磁性，钐钴磁体和钕铁硼磁体在导弹制导系统中用于电子束致聚焦，“爱国者”导弹的制导系统中就使用了大约4 kg的钐钴磁体和钕铁硼磁体来帮助其完成精确制导系统工作。此外，钐钴磁体和钕铁硼磁体还可以用于驱动电动机、转动制导导弹的方向舵。

1.2 稀土材料的性能及其军事应用

稀土与其他材料合成后，往往会显著改善原有材料性能，具有重要军事价值。某些稀土加入有色金属及其合金中，可大大改善其机械性能、物理性能和加工性能，据此研发出的新型稀土镁合金、铝合金、钦合金、高温合金等产品在歼击机、强击机、直升机、无人驾驶机以及导弹卫星等现代军事技术上获得广泛的应用;某些稀土对钢可起到净化变质和合金化的作用，从而提高钢的淬透性和力学性能，利用这一性质，可研制稀土装甲钢、稀土碳素钢药筒、稀土高锰钢履带板和稀土球墨铸铁弹丸等适于武器装备使用的稀土材料;某些稀土材料还是激光材料的重要组成部分。到目前为止，大约90%的激光材料都涉及稀土。美、英、法、德等国研制的掺钕钇铝石榴石激光测距机可测距离达4000～20000 m，精确到5 m。美国的M1，德国的“豹”Ⅱ、法国的“勒克莱尔”，日本的90式、以色列的“梅卡瓦”，还有英国最新研制的“挑战者-2”坦克等武器系统都采用了这种激光测距机。

2 稀土资源储备形势分析

2.1 各国稀土资源储量对比

世界稀土资源分布不均，主要集中在中国、俄罗斯、美国、印度和澳大利亚等国。据美国地质调查局公布的《2011年矿产品概要》中指出，在己探明的稀土储量中，全球稀土储量大约1.1亿吨，中国稀土资源储量达5500万t，以俄罗斯为中心的独联体有1900万t，美国的稀土储量至少1300万t，印度310万t，澳大利亚约160万t;其他国家总计2200万t［2］。各国稀土资源占全球比重如图1所示。这份数据在一定程度上反映出世界及主要国家稀土资源的储量状态，但美国地质调查局公布的这份数据包含了较多的主观判断，并不能真实反映各国储量，尤其对我国稀土储量估算过高，据我国工业和信息化部2009年的统计数据，中国稀土资源储量仅余1859万t，占世界储量仅为23%［3］。尽管我国稀土矿产资源一直被世界形容为十分丰富，是世界第一稀土资源国，但考虑我国人口众多，从人均资源占有率来看，我国稀土资源人均占有率极低，稀土储量在世界范围内并不占优势。

图1 2011年全球稀土资源储量分布

2.2 我国稀土资源储量变化

如图2所示，2000—2010年间，中国稀土生产量从7.2万t增加到13万 t，占世界稀土矿产品产量的比重由87.53%上升至2010年的97.31%。稀土资源的大量开发使得中国的稀土储量比重不断锐减，20世纪70年代中国的稀土储量占全球的74%，20世纪80年代占69%，到了2009年仅占23%，也就是说当前的中国正在以全球23%的稀土资源储量提供全球90%以上的稀土供应。稀土开采量的逐年累增造成了我国稀土资源储量的急剧锐减。如果再不采取有效措施，我国的稀土资源未来将面临日益枯竭的危险处境。

图2 2000—2010年中国与世界稀土资源产量

3 稀土资源开发利用形势分析

3.1 国外稀土资源开发利用主要做法

1)限制国内稀土资源开发，控制国外稀土资源。20世纪80年代以前，美国是国际稀土产品主要生产国，后来由于多方面原因，美国相继关闭了其境内稀土矿，其最大的稀土矿芒廷帕斯矿于1998年封存，2002年完全关闭，直到近几年才为了应对需求恢复有限量地开采。日本本国稀土资源匮乏，为了满足需求，一直以来鼓励日本企业进行海外矿产资源投资，日本企业积极投资蒙古、越南、澳大利亚、南非等过稀土项目开发，意图从中获取海外稀土资源。

2)加大稀土资源战略储备，控制稀土资源市场。美国、日本等国家利用各种渠道从中国大量买入稀土资源，建立庞大的稀土资源战略储备。美国从1950年就将稀土列为了国家储备矿产，储备最多时曾达到1.7万t;日本早在1983年就出台了稀有矿产战略储备制度，建立稀土资源官方储备和民间储备。一旦遭遇国际市场稀土供应紧张的情况，这些国家便抛出储备的资源来打压市场价格，以达到控制稀土资源定价权的目的，从中获利。

3)研发稀土矿产勘探开发技术，探寻稀土资源新储备。日本的海域广阔，蕴藏包括稀土资源在内的丰富矿产资源。日本投入大量资金研发深海机器人用于海底矿产的勘探与开采，这些机器人配备有巨大刀刃的发掘机械和螺旋桨，可在2000 m深的海底开掘矿石，然后通过管道把矿石输送到船上。德国世界稀土资源消耗最多的国家之一，积极研究利用遥感技术寻找稀土矿藏，除此之外德国科研人员还发明了一种所谓的稀土“指纹鉴定法”，只需要几块指头肚大小的矿石就可以确定稀土矿的位置。

4)加强稀土废旧产品回收力度，减少资源浪费。日本十分注重废旧产品中稀有金属的回收利用，其提炼稀土技术处于世界前列，将号称“城市矿山”的废弃电子产品、废旧家用电器等作为稀土金属回收的重点，建立起稀土资源的回收体系，提高资源利用效率。以荧光灯管中的稀土回收为例，曾有人估算，仅九州与冲绳2个地区，一年之内淘汰的废旧荧光灯管可提取出大约57 t各类稀有金属，相当于挽回经济价值25亿日元。

3.2 我国稀土资源开发利用存在的主要问题

1)资源利用率低。南方离子型稀土矿虽然采用了原地浸矿工艺，仍存在采富弃贫、采易弃难、丢矿压矿、破坏生态环境的现象，采矿回收率低，资源浪费严重，平均资源开采回收率不到50%，包头稀土矿采选利用率仅10%。白云鄂博稀土矿资源利用效率更低，近年来每年采出约50万t稀土，其中仅有5万t左右得到利用，综合回收率仅为开采量的10%左右，其余90%均排入尾矿坝。而且一些工厂往尾矿坝排污水，污水浸泡将为二次开发坝内蓄积的稀土资源造成困难。

2)生态破坏严重。由于存在诸多落后的生产工艺和技术，目前稀土的生产对生态环境造成极大破坏。稀土的开采工艺近几年虽然有所提升，但对地表植被的破坏依然严重，由此引发的水土流失、山体滑坡、河道堵塞事件频发。稀土的冶炼、分离过程中排放大量含氟、硫、氯的废气、废水和放射性废渣，造成地表水、地下水和土壤的污染、酸化，一方面危害农业生产，造成农作物的大幅减产甚至颗粒无收，另一方面直接危害公众生命健康。

3)产业结构不合理。我国的稀土行业还处于非常初级的生产阶段，在稀土新材料开发和终端应用技术方面与国际先进水平差距明显，呈现出低端产品过剩，高端产品匮乏的现状。而日本、美国、法国等发达国家把掌握的生产稀土功能材料的核心技术申请专利，在占领市场，获取巨额利益的同时，来制约中国稀土产业向高端产业的发展。因无法实现大规模产业化，我国工业、国防等领域需要的很多尖端稀土产品只得在实验室采取作坊式生产，不但自动化水平低、手工操作复杂，还导致了产品性能一致性差的弊端。

4 军队装备稀土资源利用对策建议

4.1 开展军事装备稀土资源需求规划论证

在军事装备领域，要合理利用稀土资源，实现最大军事效益和经济效益，首先必须准确掌握军事装备对稀土资源的需求，开展军事装备稀土资源需求规划论证。一是对现有军事装备利用稀土资源情况进行普查。全面调查掌握我军军事装备稀土资源需求，即首先明确:哪些重要装备、哪些关键零部件使用了稀土资源?应用稀有元素的种类及需求量?二是以普查结果为依据对军事装备中的稀土资源进行约束分析和风险分析，一方面要分析稀土对单装产生的影响以及约束，另一方面更要站在全军整体需求的角度分析稀土资源的总体需求种类、需求量、依赖程度以及获取难易度及其风险评估;三是对军事装备的稀土资源需求进行规划论证，规划军事装备的稀土资源需求，并以约束分析和风险分析为基础对所做需求规划进行科学论证，从而提升稀土资源利用的军事效益，降低供应保障风险。

4.2 推动军事装备稀土资源需求纳入国家战略储备体系

战略性资源储备是保障资源安全最重要的战略措施，是世界各发达国家普遍采用的方式，而且也是被时间证明行之有效的措施。无论是从国防安全的角度来看，还是经济安全的角度来看，将军事稀土需求纳入国家战略资源储备体系，都具有重大突破性意义。其核心要义包括:一是军方有责任向国家明确军事稀土资源储备的需求;二是军方要在明确需求的基础上，进一步推动将军事稀土资源需求纳入国家战略储备体系，建立军事专项储备。三是要建立与完善军事稀土资源供应链，强化军事稀土资源供应保障渠道和能力。

4.3 加大军事装备稀土资源应用科技创新

科技创新是提高我军稀土资源利用效率，促进军事装备发展的动力源泉。军事装备的发展必须充分依靠科技创新，通过加深对稀土资源在军事领域应用的研究，进一步深入挖掘稀土资源在军事装备建设中的潜在价值。建立稀土资源战略性规划中心，从战略层面科学规划稀土资源的军事应用与保障。建立稀土资源高科技实验室，加大稀土资源在先进军事装备应用方面的研究力度，力争在稀土合金、稀土磁性材料、稀土激光材料等高新尖技术领域有所突破和创新，研发拥有高技术含量的新型稀土功能材料和产品。通过建立国防重点试验室、工程研究中心等科研机构，培养大量具有高科技素质的专业化人才，组织专家队伍，加大投入，加强军事装备稀土资源基础理论和应用理论研究。

4.4 加强军事装备稀土资源回收利用研究

稀土资源属于稀缺性不可再生资源，要实现军事装备稀土资源的高效利用，必须加强科学地管理，大力推进军事装备稀土资源的回收利用研究工作。开展军事装备稀土资源可回收性设计，从源头出发，在装备的设计、论证、研发阶段就将稀土资源的可回收性明确为设计目标，并提出合理的设计要求。加强军事装备稀土资源回收利用技术研发，改变现有军事装备稀土资源回收利用技术落后的局面，加强技术攻关，提升回收利用技术水平。建立军事装备稀土资源回收体系，建立专门的资源回收利用机构，并积极制定军事装备稀土资源回收利用管理制度，确保其回收利用工作的顺利实施。