日本深海稀土開發(fā),路尚遙遠!
2016年11月22日 9:38 5195次瀏覽 來源: 中國礦業(yè)報 分類: 稀土 作者: 王淑玲
稀土是日本可再生能源等尖端領域不可缺少的元素。日本是世界第三大的稀土消費國,其稀土進口量的82%來自中國,占中國出口總量40%,用日本的話說是“一直以來高度依賴于中國的廉價稀土”。
日本從2000年開始一直在探討確保稀土穩(wěn)定供應的對策。特別是2010年中國加強稀土限制出口措施以來,日本政商各界對其稀土資源供應以及高科技發(fā)展的可持續(xù)性產生了極大的擔憂。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向中國施壓,建立稀土儲備,積極拓展資源外交,尋求中國以外的稀土進口來源以及合作勘探與開發(fā)稀土項目,鼓勵再生回收、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)等等措施加以應對。
近幾年,日本利用其海洋資源勘查開發(fā)技術的優(yōu)勢,加強了對海洋稀土資源勘查開發(fā)研究和相關模擬實驗,旨在為日本提供穩(wěn)定的稀土供應源,保持日本制造業(yè)的國際競爭力,以及開發(fā)新用途和新產業(yè)領域等方面的優(yōu)勢。
2012年,分布于水深5000米~6000米的海底,稀土含量達到數(shù)千ppm以上的海底沉積物,被認為有望成為新型資源的含稀土沉積物,已被確認在日本南鳥礁周邊的海底存在。
在此背景下,2013年4月日本內閣會議修訂的《海洋基本計劃》中,明確提出要加強“對含稀土的海底沉積物進行基礎科學調查和研究,探討其作為未來稀土資源的潛力”。據(jù)此,經(jīng)濟產業(yè)省于2013年12月制定的《海洋能源礦產資源開發(fā)計劃》中決定,“為探討未來的稀土資源潛力,利用3年左右的時間對海底稀土沉積物的賦存狀況進行調查,確定有前景的稀土富集海域,探明遠景資源量,同時,對具高粘度等特性的稀土沉積物的采泥技術和從深海底的揚泥技術,開展以開發(fā)和開采為目標的廣泛的技術領域的調查和研究”。
由日本石油天然氣金屬礦物資源機構(JOGMEC)牽頭,歷時3年于2015年末完成了上述工作任務,并提交了《稀土沉積物的資源潛力評價報告》(以下簡稱《報告》)。《報告》主要成果如下。
一是對南鳥礁周邊海域高品位稀土沉積物開展了資源評價。利用活塞取樣器,JOGMEC在日本南鳥礁周邊43平方千米海域內采集了70個樣品。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個樣品,采樣點間距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%。稀土資源評價結果顯示,若以濕態(tài)、平均品位2652ppm計,該區(qū)域現(xiàn)階段估算的稀土氧化物遠景資源量約為77萬噸。
二是開展了采泥、揚泥及冶煉實驗。該項目使用模擬泥進行采泥試驗,據(jù)此選定最理想的采泥刀頭,通過陸上氣動升降(Airlift)試驗確認實施揚泥作業(yè)的可能性,取得了與采泥、揚泥相關的基礎性技術數(shù)據(jù)與應用前景的評估。在選礦技術研究中,進行了包括選擇性回收稀土精礦的海底選礦研究,實施了粒度分選和浮選法等方面的基礎實驗。實驗結果證實,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。設置海底停錨系和沉降粒子捕集器的同時,對海底沉積物樣品進行了生物含量分析。根據(jù)分析結果,確定該區(qū)域在現(xiàn)階段并不屬于異常海域。
三是進行了開采系統(tǒng)的研究和經(jīng)濟性評價。根據(jù)基礎性開采技術研究結果,項目提出了揚泥量為3500噸/日的開采系統(tǒng)及其作業(yè)流程方案,同時對該開采系統(tǒng)提進行了成本估算。為了確保經(jīng)濟可行性,選擇高品位海域進行采泥和揚泥,并以提高品位為目標進行了相應的技術研發(fā),得出的結論是:如果稀土價格能以過去的最高價保持20年的話,開采具有經(jīng)濟效益。
四是JOGMEC提出了對下一步工作的建議。第一,為了搞清楚未來開發(fā)可行性,在資源量評價方面,有必要在高品位地區(qū)進一步縮小取樣間距,以便更加準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)造計劃)和民間的共同努力,在成因分析等科學技術領域取得新的成果。第二,通過3年技術方面的調查與研究,特別是通過揚泥試驗,盡管取得了技術上的前景,但是,為了在水深超過5000米以上的實際海域中應用,還應該研究大規(guī)模揚泥試驗和最佳模擬方法的構建問題,進一步厘清其技術前景。第三,JOGMEC認為,切合實際的做法是:當這些研究成果和國內外技術開發(fā)的動向已被掌控、且富集區(qū)的確定、稀土價格的上漲以及開采成本的降低等前景明了的時候,再開展資源量和經(jīng)濟效益評價,并著手進一步研究商業(yè)性開采系統(tǒng)和法律制度及環(huán)境影響評價。
稀土消費量巨大的日本,其稀土需求高度依賴于其它國家,這是其最大的憂慮,也是一個經(jīng)濟巨人卻是資源侏儒的悲哀。
近年來,日本加強了海洋稀土研究,如能在海里解決稀土的資源問題,對日本擺脫資源依賴無疑是意義深遠的。但深海稀土的開采成本很高,技術難度甚大,經(jīng)濟上是否可行,目前還有相當多的難題。根據(jù)JOGMEC的此項研究成果,如果利用現(xiàn)行技術開采南鳥礁的稀土礦床,在高品位區(qū)、采礦、楊礦、冶煉、價格等諸多假設條件均成立的條件下,商界仍處于利潤邊界附近,幾近無利可圖,市場價格稍有波動,開采企業(yè)就可能面臨滅頂之災?!秷蟾妗冯m然進一步肯定了海洋稀土發(fā)現(xiàn)的價值,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,日本對發(fā)現(xiàn)深海稀土所進行的宣傳,實際上帶有一定的資源政治的色彩。
首先,從資源評價看,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,需要進一步確認含礦層橫向的連續(xù)性和品位分布情況,以便計算出更加準確的資源量,因此其評估的77萬噸稀土遠景資源量尚有許多疑問。
其次,從采泥和揚泥實驗看,進行的是陸上空氣升降系統(tǒng)模擬實驗,與稀土泥高粘度性、5000米~6000米深海底情況尚有巨大的差距,且實驗的規(guī)模也小,與實際復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),只是提出了一個建設性的方案,尚未進行研究及開發(fā)。
第四,從經(jīng)濟性評估看,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,且稀土價格在歷史最高2011年水平保持20年才能有經(jīng)濟效益。稀土價格自2011年開始一直呈下跌趨勢,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年稀土最高價的可能性尚是疑問。
最后,從現(xiàn)在的儲量調查和技術調查的程度、經(jīng)濟性、采泥、揚泥以及冶煉分離技術等綜合考慮,我們認為現(xiàn)階段把稀土作為資源,對其綜合潛力的評價下結論是不合適的。日本深海稀土開發(fā),路尚遙遠!中國稀土資源仍將在世界稀土資源和市場上占絕對主導地位?!?br /> ?。ū疚南抵袊刭|調查局地學文獻中心“周邊國家海洋地質調查及資源開發(fā)”研究中關于“日本對南鳥礁周邊海域稀土沉積物的資源潛力評價”的研究成果)
責任編輯:周大偉
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