FB Carp 2025-11-04
偶然見到呢篇文。我乜都唔識,不過睇佢講到似層層,各位不妨參考下(或者自行求證)
作者:电风扇没有电
链接:(見留言)
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
经过我这段时间查询了无数资料和论文,也咨询了几个一线工程师(我同学),我对原本的回答做巨大修改如下:
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1、由于长期的产业断层,目前在中国以外,懂稀土精炼工艺的人不会超过50个人。这个“懂”只是能理解而已,并不是自己有操作能力。或者说中国如果毫无保留的举办技术培训,中国以外能大致理解每个小细节的“为什么”的人,就只有几十个人。如果说自己有操作能力的,那么西方暂时不存在这样的人。
2、自从稀土成为热门话题以来,所有的非中国舆论平台,任何关于稀土的谈论,基本都没有出现“纯度”这个词,很诡异。西方媒体最多只告诉你中国的精炼技术有优势(大多笼统表示中国的加工能力有优势),但绝不告诉你中国技术优势在哪,西方技术差距在哪。主要强调甚至大多数唯一强调的点都是“中国能忍受环节污染,西方不能,所以现在西方被卡了”,把技术劣势转为道德优势,西方这宣传功夫是真的强,不得不佩服。
3、媒体告诉你的是中国在精炼领域占比是90%而不是100%,他没告诉你的是高纯度轻稀土以及任何纯度的重稀土中国占比是100%。同样的,媒体告诉你日本花了15年时间把稀土对中国的依赖度从90%降到了60%,但媒体没告诉你的是高纯度轻稀土以及任何纯度的重稀土日本对中国的依赖仍然是100%,即使日本自产的那一点低纯度稀土所用的大部分核心设备以及所有溶剂仍然来自中国。
4、稀土的整个加工流程中污染最严重的是选矿环节,也就是把采出来的含量只有3%左右的矿石用浓硫酸泡到60%-90%纯度的半精炼稀土(或称富集物)。美国长期以来向中国出口的就是这种浓硫酸泡过的半精炼稀土。随便用脑子想下也知道,纯度这么低的矿石如果不先选矿就直接运去中国,那运量与运费得多高。所以,美国把价值最低、污染最严重、技术含量最低的环节留在自己国内,把利润最高、技术难度最高、污染最低的精炼环节留给了中国。说美国因为污染所以不干这个行业了,纯属搞笑。美国不干这个行业的原因是:产业本身产值不大,又不能在技术上超过中国结果自己只能做低端,没利润不赚钱。但深层的原因是:西方人干不好这种精细制造,台积电如此,稀土精炼也如此。精细制造的难度从来不在于“技术”,而在于“工艺”,工艺是需要很多一线工程师长期试错试出来的,也就是台湾所称的台积电的轮班星人。
5、精炼环节尤其是现在中国的精炼环节在整个化工大行业里算污染很低的了,自动化很高,技术含量高。精炼的技术原理是公开的,书上都有,但是几千上万个工艺参数需要长期试错,跟台积电一样。真正掌握技术的是一线的工程师,其日常工作就是盯设备,看设备上的流量、PH值等等十几个参数,有异常就要调整。工作环境与半导体厂一样,全身穿防尘服,闷得要死。新人一般5年后才能在自己负责的那台设备上独立操作,产线上其他设备如何操作是不懂的。参数调整很多时候是经验或者说玄学。
6、上世纪90年代时,美国Mountain Pass能生产3N-4N纯度的轻稀土,用的是单次萃取法,设备少且简单,工艺不算复杂,缺点是无法自动化生产效率不高,所以产能也很难扩很大。之后98年遇到废液泄露事故,一通官司打下来,2002年彻底停产。2010年被一个稀土精炼公司给投钱重启了,那个公司声称研发出了新技术可以绕过中国的技术路线而且比较环保,但折腾了5年后宣布实验室技术无法在生产线上应用,之后背负巨债再次破产。17年又被一个华尔街一个投资基金联合中国的盛和资源给投钱重启了,但基本不自己精炼而是出口半精炼稀土到中国。随后2020年-2024年间在盛和资源的帮助下陆续进口了一些中国的设备,挖了一些中国工程师,终于恢复到90年代的水平了,也就是又能生产3N-4N纯度的轻稀土了。3N-4N轻稀土是个什么档次?中低端稀土。“N”就是“9”的意思,4N即纯度为99.99%(4个9)。美国从未量产提纯过重稀土,基本没有任何经验与技术积累,据说橡树岭国家实验室里曾提取过几十克99%纯度的重稀土。
7、稀土的高端精炼技术从始至终都是掌握在中国手中。中国自从天降猛男徐光宪发明多级萃取法后,90年代就已经可以对轻、重稀土都提纯到6N-7N级了,目前炼到9N纯度都可以,但没应用,所以工业化产线上最高到7N纯度。但实话说,7N纯度之后再提高纯度对终端产品的性能提升就很小了。这30年纯度上限没提高很多,但批次稳定性与杂质控制水平提高了非常多,现在随便一条产线,1个月可以稳定生产出500吨左右的6N级,几乎没有不合格品。西方的半导体、军工从90年代起一直用的都是中国国企生产的高纯度稀土,已经用了30年了。
9、2010年前,中国除了掌握高端稀土生产的大国企以外,有几万家小作坊也生产并出口稀土,产品就是富集物或者2N级。没错,他们就是拿硫酸泡一泡,泡过的废水到处乱排。然后生产2N级稀土基本是用国企流出来的一些原始方法,纯度稳定性极差,批次质量控制极差,卖价极低。一直到现在,媒体上说稀土产业的污染时,用的图片或视频都是那时候那些小作坊的。白云鄂博那个著名的废水湖,也是2010年前形成的。幸好,2010年之后逐步把他们全部强制关停了。现在中国的采矿与选矿,是用的特制的硫酸铵溶液直接灌注整座山,然后山脚抽取收集混合液,之后再重新种树和草,所以采矿过后根本不会让人看出是矿区。硫酸铵本身是肥料的一种,不会污染土壤,但由于不可能完全收集干净所以对地下水仍然有影响,但相比以前的中国小作坊以及美国用硫酸来搞(美国Mountain Pass本身大多是碳酸盐矿石用硫酸的效率也比较高就是了),已经是好上很多了。至于精炼的话,产生的废液都是循环利用的,精炼环节现在基本对外排放是0。
10、中国以外目前的稀土精炼厂有:美国Mountain Pass,精炼能力是少数4N级大部分3N级轻稀土,设备来源是中国,萃取剂来源是中国,工程师来源是中国。马来西亚Lynas厂,精炼能力是少数4N级大部分3N级轻稀土,勉强99.5%纯度的重稀土(折腾了半年多终于首次在中国以外成功生产出了43公斤),设备、工程师、萃取剂全部来自于中国。法国厂,正在建,用的法国上世纪老技术,个别核心人员是中国移民,设备大多数来自于中国,萃取剂未知,产品规划是3N级轻稀土。爱沙尼亚厂,在建,今年趁禁令前紧急进口的设备,但装船后禁令生效,所以设备没有附操作手册,没有调试技术人员,现在不知道厂方要怎么办。以上所有企业,进口的设备、萃取溶剂,均不能生产4N级以上的轻、重稀土。
11、轻稀土不稀,全球很多地方都有。重稀土还是蛮稀的,全球只有中国与缅北有具有经济开采价值的矿,缅北的矿也是中国控制,所以从资源角度来说中国控制了全球重稀土矿的99%。
12、纯度很重要,批次稳定性也很重要,杂质控制也很重要。现在低端民用,比如造个耳机啥的,2N-3N纯度稀土就够了。电动车一般要求轻重稀土为4N级就够了,部分高档一点的要5N级。其他一些中高端民用都是4N-5N级。一般军工要求6N-7N纯度,且杂质中不允许出现某些元素。半导体的要求也是6N-7N,但稳定性与杂质控制要求比军工还高,有些杂质元素在军工应用中要求不得高于亿分之一,而半导体则要求完全不得出现该元素的原子。
13、现在所有的专用稀土精炼设备都来自于中国,西方没有设计、制造这些设备的能力,连见过设备的人都不多,中国那些大国企的车间是不允许参观不允许拍照拍视频的。且,很多核心设备本身就是高温高压耐强酸的精密控制设备,制造这些设备本身也要用6N级稀土。这个鸡生蛋蛋生鸡的循环很麻烦。 另外,没有设备就无法掌握工艺,而掌握不了工艺就无法对设备研发提出需求,譬如,你只知道设备要耐高温,但到底需要耐多高的温度,就不知道了。但中国进口过一些通用设备,尤其是十几二十年前。
14、溶剂是个很关键的东西,中国对溶剂的垄断是100%,配方只有极少数人员才知道。配方大致上有十几种,但每一种也不是完全固定配方。每个矿床在精炼前需要先检测部分矿石,然后把检测情况报上去,溶剂生产商会根据结果微调溶剂配方然后再生产供给产线,如何调是玄学,不调的话纯度、杂质的稳定性都很差。尖端半导体、精细化工等等这些生产过程,许多小kown how都是玄学,讲不出确切原理,但长期试错后反正知道就是要这么搞。
15、西方的困局是系统性的被锁死,而不是工程上突破某个技术的问题。西方没有或至少目前为止没找到可用的重稀土矿,以后又不会有设备和溶剂了,生产设备本身又需要用到高纯度稀土而且参杂比例未知,溶剂、设备、不同矿床成分需要同时试错调整,没有技术人员也不好挖角,技术本身不是技术原理问题而是黑箱工艺,可参考的公开技术资料几乎没有(国企管好严)。只要中国长期严格执行设备与溶剂等禁止出口,人员上交护照不得出国等政策,西方的困局相当于是要在既没有鸡也没有蛋的情况下搞出一个能生蛋的鸡出来。中国研发EUV的情况比这好得多了,有很多工程师可以参与研发,全球有很多公开技术资料可以参考,挖角相关华裔人才比较容易,不存在“产品本身又是设备的原材料”这种循环难题。所以虽然EUV的工程技术难度比稀土精炼高很多,但西方面对的不是工程难题,而是系统难题。
16、西方的困难点还有:政府4年一换政策不连贯、没有举国体制所以研发投入不可能太大、环保团队的阻挠、产业本身无法靠商业持续。。。。。。
17、如果西方能成功开发出许多不需要稀土的替代技术,又或者西方能颠覆掉多级萃取的技术原理从而研发出完全不同的技术路线,那就不存在什么多久赶上中国的问题了。否则,解决高纯度轻稀土的自给自足,西方可能需要花10年以上时间。要解决高纯度重稀土的自给自足,在可预见的未来,实现概率非常接近于0。至于什么回收技术之类的,成本极高,产量极小,只能说聊胜于无。实验室强行制造,一个实验室一年大概能造一吨左右的6N级稀土,不过那稳定性和杂质控制是没法用在终端工业产品上的,只能拿来做科研用。
18、稀土精炼不是冶金工业,而是属于精细化工业。在全球来说,6N级精炼是有超高技术壁垒的。但在中国,它只是一个比较成熟的精细化工行业,不算什么高科技前沿行业。
19、虽然中国仍然有一大堆稀土院士和科学家,但他们现在的主要精力是研究稀土在高科技的应用。西方研究的也很深入,有些方向比中国水平高。西方的问题是,越是研究稀土在高科技的应用,就对中国精炼稀土工业越依赖。
20、这行原本应该高利润的,但行业产值不大,被国家拿来主要当战略博弈的筹码,所以不怎么赚钱。长期卖低价的目的就是为了让西方在长达三四十年的时间里都没动力自研,直到中国建立起原矿+精炼工艺+精炼设备+萃取溶剂+下游应用的全面垄断,或者说直到西方完全去工业化要工程师没工程师要设备没设备,就能成为中国手中的“经济制裁核武器”。
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加更1、为什么纯度至关重要?
因为杂质多一点点,性能稳定性会下降很多,反应到军用装备以及航空航天上会造成性能忽高忽低以及故障率指数级变大。比如军用发动机使用纯度不足的稀土,杂质离子(如S、Cl、P、Fe)会导致腐蚀加速、突然不耐热,腐蚀加速严重影响寿命,突然不耐热飞机就会掉下来或者空中直接爆炸。稳定性不足、缺陷率增加对于军用装备和航空航天来说是致命的。
在民用领域中,杂质控制也非常重要,不过纯度不够会造成的影响各不一样。大致举几个例子吧:高性能永磁体一般要求4N-5N,低了的话杂质元素(如Fe、Al、Si)会形成脆性相(指材料突然断裂),降低磁性能(剩磁、矫顽力);高端的激光晶体要求4N-5N,低了的话杂质会导致能级猝灭(能级猝灭的意思你可以理解为激光体本应正常把输入能量转化为光但突然通过其他方式耗费掉能量而不发光的现象)、降低光学效率;电动汽车电机要求4N级,低于4N级会导致热稳定性不足,严重影响性能及寿命,而且使用3N级稀土加工电动车的电机时还提高了加工难度降低电机成品良率;
在材料学中,掺料的纯度往往远远比主材的纯度重要得多。原因很简单,掺料才是特定功能提供者,譬如飞机发动机,主材提供形状、抗压等等作用,但这些功能相对容易获得,而耐高温是稀有的功能,提供这个稀有功能的核心就是作为掺料的稀土元素。归根结底,人类的高科技产品往往使得材料要经受极端恶劣的工况,普通的材料只能满足正常工况却无法抵抗“极端恶劣”,所以才需要掺料,掺料才是能稀缺功能的核心,当然掺料的纯度就对稀缺功能的影响远远超过主材纯度的影响,甚至可以认为主材的纯度只要不是太离谱基本对稀缺功能无影响。主材提供的是“背景”,掺料提供的才是特定功能。就像你要喝一杯有味道的水,你加了一丁点盐或糖,盐/糖才提供了“有味道”这个功能而不是作为主材的水。
从原理上来讲,看起来虽然在熔炼或烧结中稀土和主材“都混了”,稀土早就不纯了,似乎添加的稀土元素纯度不重要。但实际上其中的微量杂质会:选择性替代稀土原子占据晶格位置(替位 or 间隙);形成能级陷阱或局域态;改变电子结构、晶体对称性或局部应力;诱导非理想相析出、晶界偏析或畸变应力。在功能材料中,稀土纯度对于与主材混合后的合金的关键影响不是“混合了多少稀土元素进去了”,而是“稀土元素是否混对了”,只有纯度合格的稀土才能尽可能的“混对了”。
加更2、稀土和镓锗的区别?
镓锗不属于稀土,镓锗本身也形成不了原矿,但稀土跟原油、铁矿一样是有原矿的。镓锗的难点不是高技术,而是前端的铝、铅锌产业。镓要用也是需要提纯的,但没啥难度世界主要国家都有这个技术。稀土精炼嘛,难点就高技术壁垒,其他没什么难点,跟半导体一样。镓锗那些属于冶金工业,而稀土属于化工工业(精细化工)。别听舆论说的什么稀土需要铝生产线需要大量的电之类的,那都是把镓锗跟稀土混肴在一起了。
作者:电风扇没有电
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经过我这段时间查询了无数资料和论文,也咨询了几个一线工程师(我同学),我对原本的回答做巨大修改如下:
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1、由于长期的产业断层,目前在中国以外,懂稀土精炼工艺的人不会超过50个人。这个“懂”只是能理解而已,并不是自己有操作能力。或者说中国如果毫无保留的举办技术培训,中国以外能大致理解每个小细节的“为什么”的人,就只有几十个人。如果说自己有操作能力的,那么西方暂时不存在这样的人。
2、自从稀土成为热门话题以来,所有的非中国舆论平台,任何关于稀土的谈论,基本都没有出现“纯度”这个词,很诡异。西方媒体最多只告诉你中国的精炼技术有优势(大多笼统表示中国的加工能力有优势),但绝不告诉你中国技术优势在哪,西方技术差距在哪。主要强调甚至大多数唯一强调的点都是“中国能忍受环节污染,西方不能,所以现在西方被卡了”,把技术劣势转为道德优势,西方这宣传功夫是真的强,不得不佩服。
3、媒体告诉你的是中国在精炼领域占比是90%而不是100%,他没告诉你的是高纯度轻稀土以及任何纯度的重稀土中国占比是100%。同样的,媒体告诉你日本花了15年时间把稀土对中国的依赖度从90%降到了60%,但媒体没告诉你的是高纯度轻稀土以及任何纯度的重稀土日本对中国的依赖仍然是100%,即使日本自产的那一点低纯度稀土所用的大部分核心设备以及所有溶剂仍然来自中国。
4、稀土的整个加工流程中污染最严重的是选矿环节,也就是把采出来的含量只有3%左右的矿石用浓硫酸泡到60%-90%纯度的半精炼稀土(或称富集物)。美国长期以来向中国出口的就是这种浓硫酸泡过的半精炼稀土。随便用脑子想下也知道,纯度这么低的矿石如果不先选矿就直接运去中国,那运量与运费得多高。所以,美国把价值最低、污染最严重、技术含量最低的环节留在自己国内,把利润最高、技术难度最高、污染最低的精炼环节留给了中国。说美国因为污染所以不干这个行业了,纯属搞笑。美国不干这个行业的原因是:产业本身产值不大,又不能在技术上超过中国结果自己只能做低端,没利润不赚钱。但深层的原因是:西方人干不好这种精细制造,台积电如此,稀土精炼也如此。精细制造的难度从来不在于“技术”,而在于“工艺”,工艺是需要很多一线工程师长期试错试出来的,也就是台湾所称的台积电的轮班星人。
5、精炼环节尤其是现在中国的精炼环节在整个化工大行业里算污染很低的了,自动化很高,技术含量高。精炼的技术原理是公开的,书上都有,但是几千上万个工艺参数需要长期试错,跟台积电一样。真正掌握技术的是一线的工程师,其日常工作就是盯设备,看设备上的流量、PH值等等十几个参数,有异常就要调整。工作环境与半导体厂一样,全身穿防尘服,闷得要死。新人一般5年后才能在自己负责的那台设备上独立操作,产线上其他设备如何操作是不懂的。参数调整很多时候是经验或者说玄学。
6、上世纪90年代时,美国Mountain Pass能生产3N-4N纯度的轻稀土,用的是单次萃取法,设备少且简单,工艺不算复杂,缺点是无法自动化生产效率不高,所以产能也很难扩很大。之后98年遇到废液泄露事故,一通官司打下来,2002年彻底停产。2010年被一个稀土精炼公司给投钱重启了,那个公司声称研发出了新技术可以绕过中国的技术路线而且比较环保,但折腾了5年后宣布实验室技术无法在生产线上应用,之后背负巨债再次破产。17年又被一个华尔街一个投资基金联合中国的盛和资源给投钱重启了,但基本不自己精炼而是出口半精炼稀土到中国。随后2020年-2024年间在盛和资源的帮助下陆续进口了一些中国的设备,挖了一些中国工程师,终于恢复到90年代的水平了,也就是又能生产3N-4N纯度的轻稀土了。3N-4N轻稀土是个什么档次?中低端稀土。“N”就是“9”的意思,4N即纯度为99.99%(4个9)。美国从未量产提纯过重稀土,基本没有任何经验与技术积累,据说橡树岭国家实验室里曾提取过几十克99%纯度的重稀土。
7、稀土的高端精炼技术从始至终都是掌握在中国手中。中国自从天降猛男徐光宪发明多级萃取法后,90年代就已经可以对轻、重稀土都提纯到6N-7N级了,目前炼到9N纯度都可以,但没应用,所以工业化产线上最高到7N纯度。但实话说,7N纯度之后再提高纯度对终端产品的性能提升就很小了。这30年纯度上限没提高很多,但批次稳定性与杂质控制水平提高了非常多,现在随便一条产线,1个月可以稳定生产出500吨左右的6N级,几乎没有不合格品。西方的半导体、军工从90年代起一直用的都是中国国企生产的高纯度稀土,已经用了30年了。
9、2010年前,中国除了掌握高端稀土生产的大国企以外,有几万家小作坊也生产并出口稀土,产品就是富集物或者2N级。没错,他们就是拿硫酸泡一泡,泡过的废水到处乱排。然后生产2N级稀土基本是用国企流出来的一些原始方法,纯度稳定性极差,批次质量控制极差,卖价极低。一直到现在,媒体上说稀土产业的污染时,用的图片或视频都是那时候那些小作坊的。白云鄂博那个著名的废水湖,也是2010年前形成的。幸好,2010年之后逐步把他们全部强制关停了。现在中国的采矿与选矿,是用的特制的硫酸铵溶液直接灌注整座山,然后山脚抽取收集混合液,之后再重新种树和草,所以采矿过后根本不会让人看出是矿区。硫酸铵本身是肥料的一种,不会污染土壤,但由于不可能完全收集干净所以对地下水仍然有影响,但相比以前的中国小作坊以及美国用硫酸来搞(美国Mountain Pass本身大多是碳酸盐矿石用硫酸的效率也比较高就是了),已经是好上很多了。至于精炼的话,产生的废液都是循环利用的,精炼环节现在基本对外排放是0。
10、中国以外目前的稀土精炼厂有:美国Mountain Pass,精炼能力是少数4N级大部分3N级轻稀土,设备来源是中国,萃取剂来源是中国,工程师来源是中国。马来西亚Lynas厂,精炼能力是少数4N级大部分3N级轻稀土,勉强99.5%纯度的重稀土(折腾了半年多终于首次在中国以外成功生产出了43公斤),设备、工程师、萃取剂全部来自于中国。法国厂,正在建,用的法国上世纪老技术,个别核心人员是中国移民,设备大多数来自于中国,萃取剂未知,产品规划是3N级轻稀土。爱沙尼亚厂,在建,今年趁禁令前紧急进口的设备,但装船后禁令生效,所以设备没有附操作手册,没有调试技术人员,现在不知道厂方要怎么办。以上所有企业,进口的设备、萃取溶剂,均不能生产4N级以上的轻、重稀土。
11、轻稀土不稀,全球很多地方都有。重稀土还是蛮稀的,全球只有中国与缅北有具有经济开采价值的矿,缅北的矿也是中国控制,所以从资源角度来说中国控制了全球重稀土矿的99%。
12、纯度很重要,批次稳定性也很重要,杂质控制也很重要。现在低端民用,比如造个耳机啥的,2N-3N纯度稀土就够了。电动车一般要求轻重稀土为4N级就够了,部分高档一点的要5N级。其他一些中高端民用都是4N-5N级。一般军工要求6N-7N纯度,且杂质中不允许出现某些元素。半导体的要求也是6N-7N,但稳定性与杂质控制要求比军工还高,有些杂质元素在军工应用中要求不得高于亿分之一,而半导体则要求完全不得出现该元素的原子。
13、现在所有的专用稀土精炼设备都来自于中国,西方没有设计、制造这些设备的能力,连见过设备的人都不多,中国那些大国企的车间是不允许参观不允许拍照拍视频的。且,很多核心设备本身就是高温高压耐强酸的精密控制设备,制造这些设备本身也要用6N级稀土。这个鸡生蛋蛋生鸡的循环很麻烦。 另外,没有设备就无法掌握工艺,而掌握不了工艺就无法对设备研发提出需求,譬如,你只知道设备要耐高温,但到底需要耐多高的温度,就不知道了。但中国进口过一些通用设备,尤其是十几二十年前。
14、溶剂是个很关键的东西,中国对溶剂的垄断是100%,配方只有极少数人员才知道。配方大致上有十几种,但每一种也不是完全固定配方。每个矿床在精炼前需要先检测部分矿石,然后把检测情况报上去,溶剂生产商会根据结果微调溶剂配方然后再生产供给产线,如何调是玄学,不调的话纯度、杂质的稳定性都很差。尖端半导体、精细化工等等这些生产过程,许多小kown how都是玄学,讲不出确切原理,但长期试错后反正知道就是要这么搞。
15、西方的困局是系统性的被锁死,而不是工程上突破某个技术的问题。西方没有或至少目前为止没找到可用的重稀土矿,以后又不会有设备和溶剂了,生产设备本身又需要用到高纯度稀土而且参杂比例未知,溶剂、设备、不同矿床成分需要同时试错调整,没有技术人员也不好挖角,技术本身不是技术原理问题而是黑箱工艺,可参考的公开技术资料几乎没有(国企管好严)。只要中国长期严格执行设备与溶剂等禁止出口,人员上交护照不得出国等政策,西方的困局相当于是要在既没有鸡也没有蛋的情况下搞出一个能生蛋的鸡出来。中国研发EUV的情况比这好得多了,有很多工程师可以参与研发,全球有很多公开技术资料可以参考,挖角相关华裔人才比较容易,不存在“产品本身又是设备的原材料”这种循环难题。所以虽然EUV的工程技术难度比稀土精炼高很多,但西方面对的不是工程难题,而是系统难题。
16、西方的困难点还有:政府4年一换政策不连贯、没有举国体制所以研发投入不可能太大、环保团队的阻挠、产业本身无法靠商业持续。。。。。。
17、如果西方能成功开发出许多不需要稀土的替代技术,又或者西方能颠覆掉多级萃取的技术原理从而研发出完全不同的技术路线,那就不存在什么多久赶上中国的问题了。否则,解决高纯度轻稀土的自给自足,西方可能需要花10年以上时间。要解决高纯度重稀土的自给自足,在可预见的未来,实现概率非常接近于0。至于什么回收技术之类的,成本极高,产量极小,只能说聊胜于无。实验室强行制造,一个实验室一年大概能造一吨左右的6N级稀土,不过那稳定性和杂质控制是没法用在终端工业产品上的,只能拿来做科研用。
18、稀土精炼不是冶金工业,而是属于精细化工业。在全球来说,6N级精炼是有超高技术壁垒的。但在中国,它只是一个比较成熟的精细化工行业,不算什么高科技前沿行业。
19、虽然中国仍然有一大堆稀土院士和科学家,但他们现在的主要精力是研究稀土在高科技的应用。西方研究的也很深入,有些方向比中国水平高。西方的问题是,越是研究稀土在高科技的应用,就对中国精炼稀土工业越依赖。
20、这行原本应该高利润的,但行业产值不大,被国家拿来主要当战略博弈的筹码,所以不怎么赚钱。长期卖低价的目的就是为了让西方在长达三四十年的时间里都没动力自研,直到中国建立起原矿+精炼工艺+精炼设备+萃取溶剂+下游应用的全面垄断,或者说直到西方完全去工业化要工程师没工程师要设备没设备,就能成为中国手中的“经济制裁核武器”。
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加更1、为什么纯度至关重要?
因为杂质多一点点,性能稳定性会下降很多,反应到军用装备以及航空航天上会造成性能忽高忽低以及故障率指数级变大。比如军用发动机使用纯度不足的稀土,杂质离子(如S、Cl、P、Fe)会导致腐蚀加速、突然不耐热,腐蚀加速严重影响寿命,突然不耐热飞机就会掉下来或者空中直接爆炸。稳定性不足、缺陷率增加对于军用装备和航空航天来说是致命的。
在民用领域中,杂质控制也非常重要,不过纯度不够会造成的影响各不一样。大致举几个例子吧:高性能永磁体一般要求4N-5N,低了的话杂质元素(如Fe、Al、Si)会形成脆性相(指材料突然断裂),降低磁性能(剩磁、矫顽力);高端的激光晶体要求4N-5N,低了的话杂质会导致能级猝灭(能级猝灭的意思你可以理解为激光体本应正常把输入能量转化为光但突然通过其他方式耗费掉能量而不发光的现象)、降低光学效率;电动汽车电机要求4N级,低于4N级会导致热稳定性不足,严重影响性能及寿命,而且使用3N级稀土加工电动车的电机时还提高了加工难度降低电机成品良率;
在材料学中,掺料的纯度往往远远比主材的纯度重要得多。原因很简单,掺料才是特定功能提供者,譬如飞机发动机,主材提供形状、抗压等等作用,但这些功能相对容易获得,而耐高温是稀有的功能,提供这个稀有功能的核心就是作为掺料的稀土元素。归根结底,人类的高科技产品往往使得材料要经受极端恶劣的工况,普通的材料只能满足正常工况却无法抵抗“极端恶劣”,所以才需要掺料,掺料才是能稀缺功能的核心,当然掺料的纯度就对稀缺功能的影响远远超过主材纯度的影响,甚至可以认为主材的纯度只要不是太离谱基本对稀缺功能无影响。主材提供的是“背景”,掺料提供的才是特定功能。就像你要喝一杯有味道的水,你加了一丁点盐或糖,盐/糖才提供了“有味道”这个功能而不是作为主材的水。
从原理上来讲,看起来虽然在熔炼或烧结中稀土和主材“都混了”,稀土早就不纯了,似乎添加的稀土元素纯度不重要。但实际上其中的微量杂质会:选择性替代稀土原子占据晶格位置(替位 or 间隙);形成能级陷阱或局域态;改变电子结构、晶体对称性或局部应力;诱导非理想相析出、晶界偏析或畸变应力。在功能材料中,稀土纯度对于与主材混合后的合金的关键影响不是“混合了多少稀土元素进去了”,而是“稀土元素是否混对了”,只有纯度合格的稀土才能尽可能的“混对了”。
加更2、稀土和镓锗的区别?
镓锗不属于稀土,镓锗本身也形成不了原矿,但稀土跟原油、铁矿一样是有原矿的。镓锗的难点不是高技术,而是前端的铝、铅锌产业。镓要用也是需要提纯的,但没啥难度世界主要国家都有这个技术。稀土精炼嘛,难点就高技术壁垒,其他没什么难点,跟半导体一样。镓锗那些属于冶金工业,而稀土属于化工工业(精细化工)。别听舆论说的什么稀土需要铝生产线需要大量的电之类的,那都是把镓锗跟稀土混肴在一起了。