日本“地球号”科考船在南鸟岛以东约200公里海域完成为期30天的深海泥浆取样作业,现场未对外发布任何样品分析报告,亦未公开钻探过程视频。船上工作人员仅向随行记者简短说明“设备运行基本稳定”,随后整艘船悄然返航横滨港。这一结果,与出发前东京媒体铺天盖地的“历史性突破”“稀土自主倒计时”等标题形成明显落差。
这次作业的起点,其实是日本经济产业省一份内部评估报告。报告指出,若全球稀土供应链出现连续90天以上中断,国内汽车、机器人、医疗影像设备等37个核心制造领域将面临停产风险,预估单月经济损失超过2200亿日元。而当时中国海关总署发布的2022年度稀土出口配额同比缩减11%,虽然整体出口量仍在增长,但高纯度氧化镝、氧化铽等六类重稀土品种的实际出货节奏明显放缓。这种变化被日本通商产业研究所标记为“橙色预警”,直接触发了深海稀土采样计划从纸面加速落地。
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南鸟岛周边海域的地质调查,实际已持续十年。2013年起,日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)就用多波束声呐反复扫描该区域海床,发现一处面积约2400平方公里的软泥沉积带。泥层平均厚度达10米,最深处达22米,富含黏土矿物——特别是能高效吸附稀土离子的“水铝英石”和“绿泥石”。2018年,“深海1号”无人潜器在5700米海底采集的首批样本显示,每吨泥浆含稀土氧化物约590克,其中镝含量达127克/吨,钇为89克/吨,远高于陆地矿山平均品位。但当时实验室提纯试验遇到瓶颈:泥浆中同时富集的铁、锰、铝杂质浓度极高,传统酸浸工艺回收率不足32%。
为突破瓶颈,日本海洋科技中心在2021年启动“深海稀土精炼工程”,与东北大学、产业技术综合研究所合作,在茨城县筑波市建起一座小型中试厂。他们放弃常规硫酸浸出法,改用低温有机酸循环萃取系统,把浸出温度从95℃压到42℃,并引入微型离心分离模块。这套设备在陆上模拟5700米静水压环境持续运行180小时后,镝回收率提升至64%,但能耗比陆地矿山高出3.7倍。更现实的问题是,整套系统日处理能力仅1.2吨泥浆,而要支撑一家中小电机厂全年用量,理论上需同步运行23套相同规模装置。
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“地球号”此次下潜,并非单纯取泥。船体加装了三套新型模块:一套是伸缩式液压抓斗,可在软泥层表层快速刮取0.5米×0.5米样本;一套是带实时X射线荧光分析仪的钻探臂,每钻进10厘米自动检测元素成分;最关键的是第三套——重力驱动式泥浆泵,通过管内负压差将泥浆抽送至甲板,全程不依赖电力驱动。试采期间,船舶共完成17次定点抽吸,单次最长连续作业4小时17分钟,管道最深段承受压强达56.8兆帕。但第五次作业时,泵体滤网被细粒度钛铁矿微粒堵塞,导致系统停机2小时23分钟,维修人员不得不拆开泵腔手动清理——这段影像后来被剪辑出正式汇报材料。
北京方面对整件事的反应异常安静。外交部例行记者会上,有记者第三次追问“如何看待日本深海稀土进展”,发言人只回应:“日方近年持续开展此类调查活动,中方科研机构长期跟踪相关海域地质数据。”这句话背后,是中国大洋协会自2016年起在西北太平洋海山区布设的23个长期观测浮标,其中5个搭载了稀土溶解态监测传感器。2023年数据显示,南鸟岛泥层上方100米水体中,溶解态钇浓度出现周期性上升,峰值达0.41纳摩尔/升,印证了该区域稀土确实存在缓慢释放现象,但释放速率不足以支撑大规模开采形成的浓度梯度。
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真正让中国稀土行业更在意的,是另一组数字。工信部2024年一季度统计显示,全国17家具备重稀土分离资质的企业中,有12家已建成电子废弃物稀土回收线,单条产线年处理废旧硬盘磁体能力达420吨,从中提取的钕、镨氧化物纯度稳定在99.9983%。而广东清远一家再生材料厂,甚至开始用AI视觉分选系统,从报废智能手机主板中精准定位含镝焊点,再以微波辅助浸出技术提取,单机日产出氧化镝2.1公斤,成本仅为原矿冶炼的61%。
“地球号”返港后,横滨港务局收到一份特殊申请:要求为后续作业预留专用泊位,承重标准须满足单次卸载500吨湿泥浆。但至今未见日本方面提交环评补充材料。按《联合国海洋法公约》附件八规定,深海采矿环境影响报告需包含3年以上基线生态数据,而当前南鸟岛海域仅完成2019—2021两年浮游生物监测。国际海底管理局官网显示,该区域勘探许可申请目前仍处于“资料待补正”状态。
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东京某半导体设备制造商的采购总监最近在内部邮件里提到一件事:他们刚签下的新一批溅射靶材订单,供应商主动将交货周期从45天缩短至28天。对方解释是因为“广西工厂新投运的离子交换塔提升了一倍分离效率”。这位总监没写出来的是,这批靶材所需的高纯度钆,正是去年底才从广西梧州某再生资源园区的废旧核磁共振仪废料里提纯出来的。
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