日本深海稀土開發(fā),路尚遙遠(yuǎn)!
2016年11月22日 9:38 4845次瀏覽 來源: 中國(guó)礦業(yè)報(bào) 分類: 稀土 作者: 王淑玲
稀土是日本可再生能源等尖端領(lǐng)域不可缺少的元素。日本是世界第三大的稀土消費(fèi)國(guó),其稀土進(jìn)口量的82%來自中國(guó),占中國(guó)出口總量40%,用日本的話說是“一直以來高度依賴于中國(guó)的廉價(jià)稀土”。
日本從2000年開始一直在探討確保稀土穩(wěn)定供應(yīng)的對(duì)策。特別是2010年中國(guó)加強(qiáng)稀土限制出口措施以來,日本政商各界對(duì)其稀土資源供應(yīng)以及高科技發(fā)展的可持續(xù)性產(chǎn)生了極大的擔(dān)憂。為此,日本政府高度重視稀土資源的全球戰(zhàn)略,采取聯(lián)合歐美利用WTO向中國(guó)施壓,建立稀土儲(chǔ)備,積極拓展資源外交,尋求中國(guó)以外的稀土進(jìn)口來源以及合作勘探與開發(fā)稀土項(xiàng)目,鼓勵(lì)再生回收、減少使用量,開展替代材料研發(fā),積極開展海洋稀土資源的勘查開發(fā)等等措施加以應(yīng)對(duì)。
近幾年,日本利用其海洋資源勘查開發(fā)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)了對(duì)海洋稀土資源勘查開發(fā)研究和相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn),旨在為日本提供穩(wěn)定的稀土供應(yīng)源,保持日本制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,以及開發(fā)新用途和新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域等方面的優(yōu)勢(shì)。
2012年,分布于水深5000米~6000米的海底,稀土含量達(dá)到數(shù)千ppm以上的海底沉積物,被認(rèn)為有望成為新型資源的含稀土沉積物,已被確認(rèn)在日本南鳥礁周邊的海底存在。
在此背景下,2013年4月日本內(nèi)閣會(huì)議修訂的《海洋基本計(jì)劃》中,明確提出要加強(qiáng)“對(duì)含稀土的海底沉積物進(jìn)行基礎(chǔ)科學(xué)調(diào)查和研究,探討其作為未來稀土資源的潛力”。據(jù)此,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省于2013年12月制定的《海洋能源礦產(chǎn)資源開發(fā)計(jì)劃》中決定,“為探討未來的稀土資源潛力,利用3年左右的時(shí)間對(duì)海底稀土沉積物的賦存狀況進(jìn)行調(diào)查,確定有前景的稀土富集海域,探明遠(yuǎn)景資源量,同時(shí),對(duì)具高粘度等特性的稀土沉積物的采泥技術(shù)和從深海底的揚(yáng)泥技術(shù),開展以開發(fā)和開采為目標(biāo)的廣泛的技術(shù)領(lǐng)域的調(diào)查和研究”。
由日本石油天然氣金屬礦物資源機(jī)構(gòu)(JOGMEC)牽頭,歷時(shí)3年于2015年末完成了上述工作任務(wù),并提交了《稀土沉積物的資源潛力評(píng)價(jià)報(bào)告》(以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》)。《報(bào)告》主要成果如下。
一是對(duì)南鳥礁周邊海域高品位稀土沉積物開展了資源評(píng)價(jià)。利用活塞取樣器,JOGMEC在日本南鳥礁周邊43平方千米海域內(nèi)采集了70個(gè)樣品。分析表明,在南鳥礁拓洋第5海山的東部海域,發(fā)現(xiàn)了海洋稀土沉積物的高品位分布區(qū),該區(qū)共取了13個(gè)樣品,采樣點(diǎn)間距12.5千米,稀土品位(50厘米區(qū)間的平均品位)最高5366ppm,平均品位1221ppm。稀土沉積物中重稀土類的含量較高,為45.8%,尤其釔含量特別高,占重稀土總含量的65.2%。稀土資源評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,若以濕態(tài)、平均品位2652ppm計(jì),該區(qū)域現(xiàn)階段估算的稀土氧化物遠(yuǎn)景資源量約為77萬噸。
二是開展了采泥、揚(yáng)泥及冶煉實(shí)驗(yàn)。該項(xiàng)目使用模擬泥進(jìn)行采泥試驗(yàn),據(jù)此選定最理想的采泥刀頭,通過陸上氣動(dòng)升降(Airlift)試驗(yàn)確認(rèn)實(shí)施揚(yáng)泥作業(yè)的可能性,取得了與采泥、揚(yáng)泥相關(guān)的基礎(chǔ)性技術(shù)數(shù)據(jù)與應(yīng)用前景的評(píng)估。在選礦技術(shù)研究中,進(jìn)行了包括選擇性回收稀土精礦的海底選礦研究,實(shí)施了粒度分選和浮選法等方面的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),稀土元素富集在粗粒(20μm以上)磷灰石中,浮選分離效果顯著。在冶煉方法研究中,確認(rèn)了碳酸鈉是從選礦后提取液中回收稀土的最佳沉淀劑。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),通過使用能夠選擇性吸附重稀土的吸附劑,可以高效回收稀土元素。設(shè)置海底停錨系和沉降粒子捕集器的同時(shí),對(duì)海底沉積物樣品進(jìn)行了生物含量分析。根據(jù)分析結(jié)果,確定該區(qū)域在現(xiàn)階段并不屬于異常海域。
三是進(jìn)行了開采系統(tǒng)的研究和經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。根據(jù)基礎(chǔ)性開采技術(shù)研究結(jié)果,項(xiàng)目提出了揚(yáng)泥量為3500噸/日的開采系統(tǒng)及其作業(yè)流程方案,同時(shí)對(duì)該開采系統(tǒng)提進(jìn)行了成本估算。為了確保經(jīng)濟(jì)可行性,選擇高品位海域進(jìn)行采泥和揚(yáng)泥,并以提高品位為目標(biāo)進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)研發(fā),得出的結(jié)論是:如果稀土價(jià)格能以過去的最高價(jià)保持20年的話,開采具有經(jīng)濟(jì)效益。
四是JOGMEC提出了對(duì)下一步工作的建議。第一,為了搞清楚未來開發(fā)可行性,在資源量評(píng)價(jià)方面,有必要在高品位地區(qū)進(jìn)一步縮小取樣間距,以便更加準(zhǔn)確地把握稀土資源量。并且,為了查明稀土沉積物富集層和發(fā)現(xiàn)新的富集區(qū),JOGMEC期待通過SIP(戰(zhàn)略創(chuàng)新創(chuàng)造計(jì)劃)和民間的共同努力,在成因分析等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得新的成果。第二,通過3年技術(shù)方面的調(diào)查與研究,特別是通過揚(yáng)泥試驗(yàn),盡管取得了技術(shù)上的前景,但是,為了在水深超過5000米以上的實(shí)際海域中應(yīng)用,還應(yīng)該研究大規(guī)模揚(yáng)泥試驗(yàn)和最佳模擬方法的構(gòu)建問題,進(jìn)一步厘清其技術(shù)前景。第三,JOGMEC認(rèn)為,切合實(shí)際的做法是:當(dāng)這些研究成果和國(guó)內(nèi)外技術(shù)開發(fā)的動(dòng)向已被掌控、且富集區(qū)的確定、稀土價(jià)格的上漲以及開采成本的降低等前景明了的時(shí)候,再開展資源量和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià),并著手進(jìn)一步研究商業(yè)性開采系統(tǒng)和法律制度及環(huán)境影響評(píng)價(jià)。
稀土消費(fèi)量巨大的日本,其稀土需求高度依賴于其它國(guó)家,這是其最大的憂慮,也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)巨人卻是資源侏儒的悲哀。
近年來,日本加強(qiáng)了海洋稀土研究,如能在海里解決稀土的資源問題,對(duì)日本擺脫資源依賴無疑是意義深遠(yuǎn)的。但深海稀土的開采成本很高,技術(shù)難度甚大,經(jīng)濟(jì)上是否可行,目前還有相當(dāng)多的難題。根據(jù)JOGMEC的此項(xiàng)研究成果,如果利用現(xiàn)行技術(shù)開采南鳥礁的稀土礦床,在高品位區(qū)、采礦、楊礦、冶煉、價(jià)格等諸多假設(shè)條件均成立的條件下,商界仍處于利潤(rùn)邊界附近,幾近無利可圖,市場(chǎng)價(jià)格稍有波動(dòng),開采企業(yè)就可能面臨滅頂之災(zāi)。《報(bào)告》雖然進(jìn)一步肯定了海洋稀土發(fā)現(xiàn)的價(jià)值,肯定了深海稀土的商業(yè)意義,但是字里行間還是透露出來重重的憂慮。因此,日本對(duì)發(fā)現(xiàn)深海稀土所進(jìn)行的宣傳,實(shí)際上帶有一定的資源政治的色彩。
首先,從資源評(píng)價(jià)看,目前的富集帶取樣間距約為12.5千米~25千米,由于海底表面的起伏性較大,需要進(jìn)一步確認(rèn)含礦層橫向的連續(xù)性和品位分布情況,以便計(jì)算出更加準(zhǔn)確的資源量,因此其評(píng)估的77萬噸稀土遠(yuǎn)景資源量尚有許多疑問。
其次,從采泥和揚(yáng)泥實(shí)驗(yàn)看,進(jìn)行的是陸上空氣升降系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn),與稀土泥高粘度性、5000米~6000米深海底情況尚有巨大的差距,且實(shí)驗(yàn)的規(guī)模也小,與實(shí)際復(fù)雜的海底情況差距巨大,尚存在許多不確定性。
第三,陸上冶煉分離系統(tǒng),只是提出了一個(gè)建設(shè)性的方案,尚未進(jìn)行研究及開發(fā)。
第四,從經(jīng)濟(jì)性評(píng)估看,海洋稀土的開發(fā),需要有高品位海域稀土礦區(qū)的保障前提條件下,且稀土價(jià)格在歷史最高2011年水平保持20年才能有經(jīng)濟(jì)效益。稀土價(jià)格自2011年開始一直呈下跌趨勢(shì),未來還面臨陸上稀土新資源的發(fā)現(xiàn)、替代品等因素影響,要保持20年的2011年稀土最高價(jià)的可能性尚是疑問。
最后,從現(xiàn)在的儲(chǔ)量調(diào)查和技術(shù)調(diào)查的程度、經(jīng)濟(jì)性、采泥、揚(yáng)泥以及冶煉分離技術(shù)等綜合考慮,我們認(rèn)為現(xiàn)階段把稀土作為資源,對(duì)其綜合潛力的評(píng)價(jià)下結(jié)論是不合適的。日本深海稀土開發(fā),路尚遙遠(yuǎn)!中國(guó)稀土資源仍將在世界稀土資源和市場(chǎng)上占絕對(duì)主導(dǎo)地位?!?br /> ?。ū疚南抵袊?guó)地質(zhì)調(diào)查局地學(xué)文獻(xiàn)中心“周邊國(guó)家海洋地質(zhì)調(diào)查及資源開發(fā)”研究中關(guān)于“日本對(duì)南鳥礁周邊海域稀土沉積物的資源潛力評(píng)價(jià)”的研究成果)
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