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Rare Earth Elements (Encore)

2025/4/17
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Everything Everywhere Daily

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
主持人
专注于电动车和能源领域的播客主持人和内容创作者。
Topics
主持人:我将讨论稀土元素对现代社会的重要性及其在国际贸易和政治中的作用。稀土元素是17种化学元素的统称,它们是许多现代科技产品的关键组成部分,包括计算机芯片、光纤电缆、激光器、视频屏幕、电动机和电池等。这些元素的重要性使其成为国际贸易和政治的焦点。 大多数稀土元素并非像字面意思那样稀有,但它们不像铁或硅那样常见。稀土元素在1965年彩色电视机的出现后才开始变得重要,因为其中一种元素——铕——是彩色电视机的关键成分。此后,稀土元素的用途不断扩大,尤其是在制造强力钕磁铁方面,钕磁铁被广泛应用于各种技术产品中。 几乎所有现代科技产品都含有稀土元素,没有它们就没有现代科技。二战前,稀土元素主要产自印度和巴西的砂矿。20世纪50年代,大部分稀土元素产自南非的Steenkampskral矿。后来,美国加利福尼亚州的山谷山口矿成为主要生产地。 然而,中国在邓小平领导下,将稀土元素生产作为优先事项,导致其产量大幅增加,并最终主导了全球市场。中国之所以能够主导市场,与其储量关系不大,而更多的是由于其低廉的价格。尽管中国仍然是最大的稀土元素生产国,但其他国家也在增加产量,以满足日益增长的需求,特别是电动汽车对稀土元素的巨大需求。 世界各国正在寻找更多稀土元素,并研发减少稀土元素用量的替代技术。未来,可能可以在小行星或月球上发现稀土元素。这些曾经默默无闻的元素,如今已成为现代世界不可或缺的一部分,并在未来将变得更加重要。

Deep Dive

Chapters
This chapter introduces rare earth elements, highlighting their crucial role in modern technology. It lists the 17 elements, explains their properties, and details their widespread use in various technologies, emphasizing their economic importance.
  • There are 17 rare earth elements.
  • They are crucial for modern technologies like computer chips, lasers, and electric motors.
  • Their importance has made them a focal point in international trade and politics.
  • Four of these elements are named after the village of Ytterby in Sweden.

Shownotes Transcript

现代社会完全依赖于一系列技术,包括计算机芯片、光纤电缆、激光器、视频屏幕、电动机和电池。所有这些都依赖于一类被称为稀土元素的小型化学物质。它们在技术中的重要性使其成为国际贸易和政治的焦点。在本期《每日环球》节目中,了解更多关于稀土元素以及世界如何完全依赖它们的信息。赞助商 薄荷移动 在 mintmobile.com/eed 上将您的无线账单削减至每月 15 美元

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所有这些都依赖于一类被称为稀土元素的小型化学物质。它们在技术中的重要性使其成为国际贸易和政治的焦点。在本期《每日环球》节目中,了解更多关于稀土元素以及世界如何完全依赖它们的信息。音乐

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另外 15 种是镧系元素。如果您看过元素周期表,您可能会记得有一部分元素与其他元素分开,并在底部形成两行。镧系元素是这两行中的顶行。这 15 种镧系元素是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、銩、镥、

镱和镥。我想说的是,读完这份清单后,我对汤姆·莱勒表示敬意。所以我想可以公平地说,我们大多数人每天都不会接触到这些元素。它们都是柔软的银白色金属,相当重。但是,我不想对每种元素进行化学分析,因为那会非常无聊,你们大多数人最终会把蜡倒进耳朵里。我只会补充一个有趣的事实,即这 17 种元素中有 4 种是以瑞典 Ytterby 小村庄命名的。

稀土元素真正有趣的是它们在世界经济中的重要性,因为它们真的非常重要。如果您还记得我之前关于元素周期表中特定元素的剧集,大多数元素都是在 19 世纪和 20 世纪初发现的。一旦元素周期表确定,就更容易了,并且可以看出哪些空位需要填补。

在这里,我应该指出,大多数稀土元素实际上并不那么稀有。可以肯定的是,它们不像铁或硅那么常见,但大多数与锡或金等其他金属相当。最不常见的元素是钷,它实际上非常稀有且具有放射性,但最常见的元素是铈,它是地壳中第 25 个最常见的元素。

在 1965 年之前,稀土元素并不是什么大问题。它们更像是一种奇特的东西,并没有那么大的经济价值。那么,1965 年发生了什么?答案是彩色电视。事实证明,彩色电视的关键部件之一是铕元素。由于彩色电视对电视制造商来说是一件大事,因此突然之间人们争先恐后地寻找铕。

辉长岩矿物通常含有约 0.05% 的铕。然而,在加利福尼亚州,就在拉斯维加斯边境附近,发现了一个铕含量高达 0.1% 的地方。

多年来,人们发现了越来越多的稀土元素用途。其中最大的用途是在极其强大的天然磁铁中,特别是钕磁铁。它们于 1984 年由通用汽车公司发现,是目前市面上可以买到的最强大的天然磁铁。它们可以承受数千倍于自身重量的重量,并且可以应用于任何可以使用磁铁的地方。您可以获得相同尺寸的磁性更强的产品,或者获得相同磁性的更小尺寸的产品。

您可能熟悉钕磁铁,但稀土元素的应用几乎是无限的。几乎您可以想到的每种科技产品都至少含有少量稀土元素。

激光器、硬盘驱动器、核磁共振成像机、电池、高强度灯、计算机芯片、燃料电池、核反应堆、LED、太阳能电池板、风力涡轮机、喷气发动机、各种军事设备,所有的一切。您现在正在收听的这个播客也含有一些稀土元素。因此,不难看出这些元素对世界经济有多么重要。没有稀土元素,就没有现代技术。

那么,这些稀土元素来自哪里?在第二次世界大战之前,稀土元素的少量生产全部来自印度和巴西易于开采的沙子。因为它是沙子,所以不需要进行大规模作业来提取矿石,而且无论如何需求量也不大,所以不需要生产太多。在 20 世纪 50 年代的大部分时间里,世界上大部分的生产都位于南非的 Steenkampskral 矿。

当上述山隘矿在加利福尼亚州开采时,这种情况发生了变化。同样,这个单一矿山多年来负责世界上大部分稀土矿物的生产。在 20 世纪 80 年代,稀土元素的产量相当低。1980 年,全球采矿作业仅生产约 30,000 吨稀土元素,其中约一半来自美国。

然后,在 20 世纪 80 年代,中国领导人邓小平做出了一个事后看来非常英明的决定。他将稀土矿物的生产和加工作为中国的优先事项。正如他在 1992 年指出的那样,“中东有石油,中国有稀土”。对稀土元素需求的大幅增加是一个很容易预测的事情。即使在 80 年代和 90 年代,越来越多的技术也发现了稀土元素的用途。

中国的生产在整个 20 世纪 90 年代开始急剧扩张,而美国的生产开始下降。到 2010 年,全球产量达到每年 130,000 吨,中国在全球市场的份额超过 97%。虽然中国对稀土元素的生产几乎垄断,但这并不是因为中国拥有所有稀土元素。中国当然拥有很多稀土元素,但据估计,它们仅拥有全球储量的三分之一左右。

他们的全球市场份额如此之大的原因更多的是价格问题,而不是稀土元素的数量。中国能够压低全球价格,这导致许多非中国生产商破产,包括加利福尼亚州的山隘矿。

然而,对稀土金属的全球需求并没有减少。自 2010 年以来,全球产量几乎翻了一番,但中国的产量保持相对平稳。它们仍然是世界上最大的生产商,但现在其他国家也开始增加自己的产量。

在不远的将来,对稀土元素的需求可能会增长得更快。电动汽车严重依赖稀土。电动机需要使用稀土来制造磁铁。一辆丰田普锐斯大约有 25 磅或 10 公斤的镧。

同样,发电机和风力发电机也需要稀土金属,太阳能电池板甚至核聚变反应堆中的磁铁也是如此。虽然世界并没有耗尽稀土金属,但许多公司正在研究替代技术,以消除或减少所需的稀土元素数量。然而,不可能完全消除它们。同样,各国也开始探索更多的稀土元素。

美国、澳大利亚、加拿大、南非和许多其他国家已经开始寻找更多的稀土矿床。这可能很难做到,因为您不能像寻找其他金属那样寻找从地面伸出的矿石。加利福尼亚州的山隘矿被认为是不错的,因为它含有高达 0.1% 的铕,而世界上最好的矿山是中国的一个矿山,其铕含量高达 0.2%。

2011 年在阿富汗发现了一个巨大的矿床,但到目前为止,还不可能开始开采,甚至不知道是否会在不久的将来开始开采。美国军方一直在试图储备战略稀土金属储备。据说美国的总储备可以装在一个手提箱里。这包括重新开放 2015 年关闭的加利福尼亚州山隘矿。另一个项目一直在增加稀土金属的回收利用。因为它们是元素,所以可以有效地回收利用。

随着旧电动汽车和其他电子产品退役,这将变得越来越重要,因为它将回收越来越多的稀土元素。在遥远的将来,甚至有可能在小行星甚至月球上找到一些这些元素。这些名称奇怪的奇怪元素已经成为我们现代世界的重要组成部分,并且在不远的将来会变得更加重要。不到一个世纪前还只是新奇事物的元素,现在已经变得不可或缺了。