由于稀土元素優(yōu)越的性能，它是現在高科技行業(yè)不可或缺的材料，但稀土的回收率又非常低，這導致每年稀土的開采量都在增長——2022年開采了30萬噸稀土氧化物。

圖：稀土元素鐠、鈰、鑭、釹、釤和釓的氧化物

其實從技術上講，稀土在整個地殼中大多都是相對豐富的元素，比如鈰比銅的含量都多。

但是，由于稀土元素的地球化學循環(huán)過程，它的分布非常零散，很少有集中的稀土礦，而且還分布在微量雜質中，非常難以提取達到可用的純度，這是它們被稱為“稀土”的原因所在。

眾所周知，中國是全世界最大的稀土供應國，從2017年開始，咱們國家生產了全球81%的稀土供應，中國除外，世界唯一的主要稀土供應國就是澳大利亞——他們占比15%。

然而，很多人可能不知道，同樣從2017年開始，由于技術的發(fā)展，咱們國家也成為了全世界最大的稀土進口國。

因為稀土是一系列元素，其中一些不僅是稀土元素，它還是稀有金屬和稀散元素，所謂的“三希礦產”。

這些礦場價值極高，它們的交易量不大，但交易額巨大，而中國已探明的“三希礦產”儲備量并不算豐富，所以只能依賴進口。

高純度的鈮晶體©Alchemist-hp

比如稀土元素鈮，它就是“三希礦產”之一，而中國超過90%的鈮都是依賴進口的。

不過，最近傳來一個好消息，內蒙古的中國“資源圣地”白云鄂博礦床發(fā)現了一種全新的礦石，它富含稀土元素鈮，有望解決中國的“鈮困境”。

由于鈮礦在世界上是非常罕見的，所以外媒評價這次中國鈮礦的發(fā)現時表示，中國發(fā)了一筆橫財！

那么，中國的含鈮礦石到底是怎么回事，這種元素又有哪些用途呢？

圖：白云鄂博礦區(qū)衛(wèi)星圖

中國的“資源圣地”

世界稀土基本來自中國，但你可能不敢想象，中國的稀土基本來自于內蒙古的包頭市，這是那里譽為“中國資源勝地”的原因所在。

包頭市白云鄂博礦的稀土儲量占了全世界的41%左右，是世界上最著名的鐵、多種稀土金屬的共生礦床。

但是，1927年這個礦床最早被開發(fā)的時候，人們只是為了得到它的鐵，并沒有意識到其中稀土的重要性。

所以，在過去很長一段時間，中國的稀土元素就這樣被當作普通的鐵礦石賣掉了，這是非常可惜的。

其實，開采出來的礦石確實是很難辨別它具體屬于什么礦石的，這需要給它專門的分類才行。

圖：鈮包頭礦

新發(fā)現的這種富含鈮的礦石以包頭市的地名命名——被稱為鈮包頭礦，而它最初就是被當作普通包頭礦處理的。

2012年的時候，研究人員就已經發(fā)現這種礦石富含關鍵的元素鈮，之所以說是現在發(fā)現這種新礦石，應該是它剛剛得到國際礦物學會的認可，變成可鑒別的礦石。

我查到白云鄂博礦目前累計發(fā)現了175種礦石，其中從這里發(fā)現和鑒定出的新礦石有17種，鈮包頭礦就是第17種。

圖：鈮包頭礦的理想化學式

鈮包頭礦鋇（Ba）、鈮（Nb）、鈦（Ti）、鐵（Fe）、氯（Cl）的硅酸鹽礦物，鈮的含量相對豐富，所以有望直接提取出來。

據信，包頭市白云鄂博礦的鈮儲量達到660萬噸——世界第二，如果可以將含鈮礦石鑒別出來，同時又可以提取出鈮的話，那真的是一筆不錯的財富。

鈮到底有多值錢？

其實鈮被認為是地殼中第34種最常見的元素，也不算特別稀有，但因為它的密度高，所以基本集中的地球的核心，可開采的鈮礦是非常有限的。

目前全世界形成規(guī)模的鈮礦場只有三個，兩個在巴西，一個在加拿大，三個全部是在上世紀年代發(fā)現，并開采至今的。

2022年，全球鈮礦的產出量只有79000噸，其中71000噸來自巴西的那個礦場，可以說全世界鈮基本來自巴西。

鈮最早的商業(yè)使用的場景其實是白熾燈的燈絲，但是沒過多久就被更耐高溫的鎢所取代，不過很快（大約20世紀20年代）人們就發(fā)現鈮和其它金屬的合金材料有著異常高的強度，從此它就作為重要的合金材料，直到今天差不多75%的鈮還是用于合金材料。

圖：火箭的那個噴嘴大多就是鈮鈦合金制作的

1961年，美國物理學家尤金·昆茲勒(Eugene Kunzler)和貝爾實驗室的同事發(fā)現鈮錫合金在強電流和磁場存在下繼續(xù)表現出超導性。

不僅如此，鈮還是所有元素中磁穿透深度最大的。

所以，在20世紀末的時候，它就成為粒子加速器和粒子探測器等機器中超導絞線的主要材料，還有核磁共振等的絞線也都是由鈮組成。

核磁共振機器需要鈮超導合金©KasugaHuang

除此之外，鈮在未來還很可能還會成為制作汽車電池的主要材料之一，鈮-鋰和鈮-石墨烯電池已經得到很大的發(fā)展。

在今年5月份，一個科研團隊制作的鈮-石墨烯電池預計使用壽命可以達到30年，是普通汽車鋰電池的10倍，而且它還可以在短短10分鐘內完成充電。

目前，鈮礦的價格從鈮鐵的45美元每公斤到五氧化二鈮的50美元每公斤不等，但隨著應用場景的增加，鈮的使用量只會越來越大，而它能夠開采的確實不多。

所以，中國的這次的鈮包頭礦就非常關鍵了，因此官媒稱之為“戰(zhàn)略性新礦物”！

參考：

[1].https://export.shobserver.com/baijiahao/html/664588.html

[2].https://m.gmw.cn/2023-10/09/content_1303535870.htm

[3].https://www.livescience.com/planet-earth/geology/china-discovers-never-before-seen-ore-containing-a-highly-valuable-rare-earth-element