美国各界意识到发展稀土本土供应链愈加迫切。迄今为止,工业界和科研界联手,建立本土稀土供应链。
稀土在民用工业里有广泛运用,包括电动车、风力涡轮机、无人机和机器人。
“从矿山到磁铁”计划的美国公司之一,是总部位于内华达州的MP Materials公司。
MP Materials公司建立了美国唯一的一体化稀土矿和氧化物生产设施。2025年,该公司将继续增加其它氧化物产品的产能,预计将实现全面生产。
为了全面实现磁铁供应链的国产化,MP Materials于2022年4月开始建造美国第一座稀土磁铁工厂。据该公司称,该工厂位于德克萨斯州沃斯堡,每年将能够利用在Mountain Pass工厂开采和精炼的稀土元素生产约1,000吨钕铁硼磁铁。
商业市场占美国稀土总需求的95%,MP Materials公司积极拓展业务。MP Materials已经与通用汽车达成协议,将为该汽车制造商的电动车专案生产稀土合金和磁铁。
总部位于俄克拉荷马州斯蒂尔沃特的美国稀土公司也在努力将稀土供应链带回美国。
至2025年6月初,美国稀土公司位于斯蒂尔沃特的仓库里,正在加紧组装大型机器,最终将生产高达每年5,000吨的磁铁。这将相当于美国市场需求的10%左右。
拉马科资源公司斥资200万美元收购的怀俄明州一座煤矿,其上方蕴藏着丰富的稀土元素。该矿将成为美国七十多年来首家新建的稀土设施。公司CEO阿特金斯表示,该设施预计年产量可达1400吨。“我们永远不需要将矿石运往任何其它国家进行加工。”
美国曾经有公司生产稀土磁铁——直到20世纪80年代,美国实际上是最大的稀土生产国。但随着中国在规模和成本方面开始占据主导地位,这些美国公司退出了市场。
当今美国本土稀土供应链发展缓慢的一个原因是环境担忧。稀土开采和加工过程可能对环境造成破坏,需要消耗大量的水和有毒化学品,并产生大量废弃物,有可能污染空气、水源和土壤。但是美国的科学家们正在探索新的更加保护环境的稀土开采方式。
德州大学奥斯汀分校的研究人员开发了一种新方法,他们可以在目前不可能的地方分离和提取这些需求量很大的元素,为提炼稀土开辟了新的途径。
研究人员开发了人工膜通道——嵌入膜中的微小孔隙——来模拟生物系统中发现的转运蛋白的选择性转运机制。这种人工通道采用了一种名为柱芳烃的改良结构,以增强其在运输特定稀土离子的同时结合和阻断特定常见离子的能力。最终,该系统能够选择性地运输中等稀土元素,例如铕和铽,同时排除钾、钠和钙等其它离子。研究人员设想将他们的技术整合到可扩展的工业膜系统中。
这是将自然界复杂的分子识别和运输策略转化为强大的工业流程的第一步。
美国还有更多科学家在探索无需破坏环境的开采稀土的途径。他们从种植的植物当中提取稀土。
爱达荷大学工程学院再生和可持续生产系的团队建立了一种独特的稀土元素提取方法,它包含两个对环境友好的步骤。第一个步骤是利用植物根部从土壤中吸收金属。第二个步骤是使用有机细菌取代目前稀土提取方法中使用的有毒的氰化物。
“不会破坏大片土地,也不会在该地区进行露天采矿或砍伐大量森林。”该团队表示。
“从爱达荷州的土壤和岩石中种植用于提取稀土元素的植物,可能是一个很有前景的策略,既能在当地生产稀土材料,又能满足美国商业市场的需求,”