两家美企联手押注的色谱法，能撑起美国稀土梦吗？

来源：界面新闻

　　界面新闻记者 | 田鹤琪

　　美国正在加强本土稀土产业链的构建。

　　8月19日，火神元素（Vulcan Elements）官网宣布，与新元素技术（ReElement Technologies）签署了一项商业规模的轻重稀土氧化物承购协议，旨在加速火神元素将其国内稀土磁体制造能力立即扩展至商业化产能。

　　火神元素表示，其将和新元素技术联手推进磁体供应链的本土化，助力美国下一代经济活力和军事优势。该公司并未透露此次交易的具体财务细节。

　　火神元素是高性能稀土磁体制造商，位于北卡罗来纳州的美国初创公司，成立于2023年，目前员工规模不足50人。

　　目前，火神元素已在北卡罗来纳州的“研究三角园区”建立了小规模的商业化制造和研发设施。其所生产的稀土磁体，可用于国防、卫星、人工智能数据中心、半导体制造、工业电机消费电子产品等。

　　新元素技术则聚焦稀土产业链上游，该公司是美国资源公司（American Resources Corp，纳斯达克股票代码：AREC）的子公司，专注于稀土的精炼。其业务不涉及采矿，而是把上游来的稀土原料进行高技术加工，产出高纯度的单一稀土氧化物，供货给火神元素等下游磁体制造商。

　　该公司旗下拥有新元素非洲（ReElement Africa）和肯塔基锂业（Kentucky Lithium）两家子公司。前者主要负责在关键矿产资源丰富的非洲国家部署精炼技术；后者负责回收和重新利用肯塔基州东部的旧煤矿基础设施，将全球采购的锂矿石加工和提炼为电池级碳酸锂。

　　2022年，新元素技术曾与美国稀土磁体公司（USA Rare Earth）签署谅解备忘录，建立了美国首条完全本土化的稀土永磁供应链。

　　美国资源公司是一家总部位于印第安纳州费舍尔斯的美国原材料和基础设施供应商。它主要专注于收购、开发和运营对美国基础设施和能源转型至关重要的矿产和能源资产。

　　稀土被誉为“工业维生素”，是元素周期表中的镧系元素和钪、钇等17种元素的总称。具体包括镧、铈、镨、钕四个轻稀土；钐、铕、钆三个中稀土；铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇八个重稀土。

　　其中，中重稀土是电动汽车、新能源、国防安全等领域必不可少的关键原材料，经济价值较高。

　　一直以来，美国在重稀土供应链上都极为被动。

　　一方面，美国稀土储量本身较少。美国地质调查局 （USGS） 的数据线四，中国稀土储量居世界首位。2024年，中国稀土氧化物（REO）的已知储量为4400万吨，占全球已知储量（9000多万吨）的近一半。相比之下，美国的稀土储量仅为190万吨，高度依赖进口。

　　另一方面，美国稀土加工和冶炼能力非常不足。

　　据同济大学国家创新发展研究院今年7月编撰发布的《海外智库研究：中美稀土之争将如何演进？》一文指出，中国长期占据全球重稀土加工99%的市场份额，唯一能提供少量产出的越南精炼厂因税务纠纷已停产一年，这使得美国在重稀土供应上高度依赖中国。

　　该文章称，2025年，受五角大楼资助的美国公司MP Materials每年仅能生产1000吨钕硼铁磁体，而2018年中国就已经能够每年生产13.8万吨钕铁硼磁体；2024年，MP Materials宣布产出1300吨氧化钕，而这一年中国生成了约30万吨钕铁硼磁体。

　　从稀土矿到制备成氧化物，通常需经过选矿、精矿分解、冶炼、分离、制备等多个流程。

　　值得注意的是，由于稀土元素间物理化学性质极为相似，从含稀土废物中实现高效分离一直是行业技术难点。

　　界面新闻查阅知网论文发现，当前国内对于稀土资源萃取分离技术的方法多集中在化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、萃取色层法和液膜分离法等方法的讨论，对于色谱法研究较少。其中，当前商业领域最主流的稀土分离技术是溶剂萃取法。

　　新元素技术的稀土元素分离工艺，基于其专利的色谱法精炼方法。该方法由普渡大学设计和开发，由新元素技术在美国实现商业化。

　　新元素技术表示，色谱分离与提纯是公司回收关键金属的核心技术，其提纯与分离柱可生产出纯度99.95%以上的稀土氧化物，重新投入全球磁材供应链。

　　该公司主要通过两个渠道采购材料。一是回收，处理从过时电子产品中回收的材料。这种方法可以从硬盘到电动汽车发动机等废弃设备中回收已精炼的稀土元素。

　　二是采矿场地提取，该公司直接处理来自采矿作业的材料，处理需要分离成单个稀土氧化物的精矿。

　　官网显示，新元素技术目前生产的稀土氧化物包括镨、钕、镝、铽。镨钕为轻稀土元素，镝铽为重稀土元素。

　　色谱法又称“色谱分析”、“色谱分析法”、“层析法”。其是利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。

　　这一技术起源于20世纪初，1950年代之后飞速发展。色谱法已广泛应用于多个领域，如石油化工、有机合成、医药卫生、环境保护，乃至空间探索等。

　　目前，色谱法在稀土分离中主要方法有纸色谱与薄层色谱法、气相色谱法、超临界色谱法和液相色谱法。

　　新元素技术表示，与传统的溶剂萃取方法相比，色谱法效率更高，因为色谱法的界面面积高出几个数量级。色谱法中使用的1克吸附剂内部面积高达数百平方米。这使得分离效率更高，化学品和能源消耗更低，占地面积更小。

　　“从近几年研究现状看，色谱分离法具有快速、高效、操作简单、检测灵敏度高等特点，在稀土分离中应用越来越广泛。”据界面新闻查询中国知网，湖南省地质测试研究院博士研究生彭君等人于2017年发表的《基于稀土离子色谱分离法的研究方法进展》文章中提到。

　　新元素技术在官网同时披露，与传统分离方法相比，色谱系统要复杂得多。例如，一个简单的三元分离系统设计和优化就涉及20多个参数。由于每次实验可能需要数天时间，因此无法通过实验反复试验，来找到涵盖所有这些参数的最佳操作条件。

　　去年11月，新元素技术更新了美国最大稀土和锂精炼联合工厂马里恩园区的建设进度。

　　据美国资源公司消息，马里恩园区的初始目标生产能力将扩大到每年5000吨超纯（>99.9%）氢氧化锂或碳酸盐，以及每年1000吨超纯（>99.5%）稀土氧化物，原料来自原矿和再生原料，例如高效电机、电动汽车、风力涡轮机、电动工具和硬盘中的磁铁，并建立中国境外最大的重稀土元素生产商。

　　界面新闻对比发现，新元素技术当前产能与国内稀土公司存在很大差距。北方稀土（600111.SH）去年稀土氧化物生产量15487.79吨，广晟有色（600259.SH）为4443吨，盛和资源（600392.SH）为21758吨。

　　在成本方面，新元素技术表示，其色谱柱采用模块化设计，可根据合作伙伴的具体需求扩展系统，从而节省资本支出。该公司的稀土产品售价将低于110美元/公斤。

　　2024年，中国氧化镨钕价格从年初约45万元/吨下降到年底约40万元/吨，折合56-63美元/公斤。由此可见，新元素技术的价格要低于56美元/公斤才更有优势。其目前成本与中国产品仍存在较大差距。

　　为减少对中国的依赖，美国近年一直在加大对稀土生产的投资。

　　7月，美国国防部同意以4亿美元收购美国最大稀土生产商MP Materials的可转换优先股，成为该公司最大股东。

　　在全球稀土供应链竞争加剧的背景下，作为“后起之秀”的火神元素和新元素技术，近期也频繁获得大额融资。

　　8月11日，火神元素宣布完成6500万美元（约合4.65亿元人民币）A轮融资，由知名投资机构Altimeter Capital领投。

　　火神元素称，凭借此笔融资，其将在未来几年内将磁铁年产量扩大到数百吨，到本世纪末达到数千吨，公司的所有材料和设备均来自美国及其盟友。

　　今年6月，新元素技术获得美国进出口银行（EXIM）的意向书支持，融资金额1.5亿美元（约合10.74亿元人民币）。这笔融资将用于支持新元素技术的稀土、关键矿物和国防矿物精炼项目的扩建，该项目有望成为美国最大的多矿物、多原料稀土和关键矿物精炼厂。

　　新元素技术背靠高校科研体系，火神元素的管理层则集结了国防、高端制造与供应链领域的资深人才。

　　火神元素的CEO John Maslin为前美国海军核推进项目的财务经理。CTO Piotr Kulik博士为美国仅有的四位磁学教授之一，其建立了美国20年来首个稀土磁学实验室。曾为美国特种作战司令部等提供技术支持。COO Jake Bowles是前SpaceX高级工程师和Ursa Major总监。

　　美国想要打造稀土本地产业链的意图不言而喻，但其在产能规模、技术等方面与中国存在不小差距。上述《海外智库研究：中美稀土之争将如何演进？》一文指出，MP Materials相关设施计划到2027年才能满足国防需求。

　　就在本周一，美国总统特朗普还声称，中国必须确保美国的稀土磁铁供应，否则将面临200%的关税。

　　中国外交部发言人郭嘉昆对此回应称，我们已就关税问题多次阐明了中方立场。中方一贯按照相互尊重、和平共处、合作共赢的原则来处理和推进中美关系，同时坚定维护自身的主权安全和发展利益，我们希望美方相向而行，共同推动中美关系稳定、健康、可持续发展。