近年来，稀土元素频繁进入新闻，尤其是在美国与中国关于这17种元素的交易协议，以及特朗普政府正在制定的优先考虑和资助被视为国家安全关键的稀土项目的计划之后。
根据彭博社6月12日的报道，官员们正在讨论使用《国防生产法》来获取融资、贷款和其他手段，支持与稀土元素相关的项目，包括采矿、加工和其他下游技术，以增强美国的能力，建立国内供应链。
目前尚未确定具体的行动方案或时间表。
了解将获得资金的上游采矿项目，尤其是将开发哪些矿藏是至关重要的，因为并非所有稀土矿床都是相同的。
轻稀土元素比较容易提取和分离，而重稀土的分离则复杂且成本高昂，而且在没有严格监管的情况下，可能造成环境退化。
然而，军用和高科技应用中最需要的是重稀土元素。稀土元素钐和关键金属钴结合起来形成钐钴永磁材料，这些材料因其对高温和腐蚀的抵抗力而备受重视。
防务承包商洛克希德·马丁是美国钐的主要消费者，F-35战斗机中大约有50磅的钐钴磁铁。
这些磁铁能够在足以熔化铅的高温下保持其磁性。
《纽约时报》报道称，拜登政府在2022年试图启动钐的加工工作，向MP材料公司和澳大利亚的Lynas稀土公司提供资助。
然而，MP材料公司告诉《纽约时报》，市场规模太小，无法支持美国的生产。
《投资者商业日报》指出，行政命令14241指示联邦机构简化审批程序，加速美国矿产项目的发展，同时援引《国防生产法》来优先考虑和资助公共土地上的关键矿物的采矿和加工。
目前，美国没有重稀土分离能力，尽管建立这一能力的努力正在进行中。
事实上，中国在稀土生产的各个方面都拥有主导地位——从采矿到精炼/分离，再到制造需要的稀土金属，用于永磁体等最终产品。中国每年开采全球60%的稀土元素，并加工87%。
这种金属主导地位使得美国处于脆弱的地位——如果中国限制对美国的稀土出口，美国军事的战斗能力将受到严重影响。
本文将证明，美国最新的减少对中国稀土进口依赖的举措实际上并没有有效减轻中国对稀土元素的控制，尤其是那些用于制造军用级磁铁的元素。
6月11日，美国和中国官员在伦敦有关稀土元素的新贸易框架达成协议。根据战略与国际研究中心（CSIS）的消息，此协议包括来自北京的承诺，恢复对美国的稀土元素和磁铁的出口，结束两个月以来的出口限制，这一限制影响了汽车、机器人和国防等关键行业。
自四月初以来，中国因国家安全担忧和回应美国关税而对七种稀土元素及相关永磁体采取了出口控制，涉及的元素包括钐、钆、铽、镝、铥、钪和钇。
尽管自四月以来，已有数百份出口许可证提交给中国当局，但仅有四分之一得到了批准。
出口许可证的审批延迟对美国、欧洲和日本的公司造成了重大影响，尤其是汽车制造商。
据CSIS称，福特在5月份因稀土短缺而停产了在芝加哥的福特探险者生产线；多个欧洲汽车供应商的工厂和生产线关闭；日产和铃木汽车报告了供应中断；德国的稀土磁铁出货量从三月到四月减少了50%。
恢复美国获得中国稀土元素的协议中，报道称，作为中国提前就向美国提供稀土和永磁体的交换，此协议允许美国对中国进口征收55%的关税，包括10%的基础“互惠”关税、与芬太尼贩运相关的额外20%关税以及25%的现有关税。
中国将对美国进口征收10%的关税。
值得注意的是，中国在过去两年中已将多种矿物作为武器，包括限制对镓、锗、石墨、锑、钨和稀土的出口。作为回应，稀土成为特朗普政府的一个重要支柱。
例如，在对沙特阿拉伯的国事访问中，特朗普签署了一份谅解备忘录，促成美国的MP材料公司与沙特阿拉伯的Ma’aden矿业公司之间合作，以推进从矿山到磁铁的完整供应链。
澳大利亚将成为减少对中国依赖的重要盟友，例如Iluka Resources的Eneabba稀土精炼厂获得12.5亿美元的政府贷款支持；Arafura Rare Earths Limited的Nolans项目获得8.4亿美元的联邦资金，并预计于2032年开始供应全球需求的4%的钕和镨。
据估计，从2025到2027年，澳大利亚的稀土氧化物产量将增加三倍。
国防部在其2024年国家防御工业战略中设置目标，力求到2027年建立能够满足美国国防需求的完全集成的矿山到磁铁的稀土供应链。
自2020年以来，国防部已投资超过4.39亿美元来增强国内供应链。这包括2020年向MP材料授予的960万美元，用于在加利福尼亚的山口建设轻稀土分离设施，随后2022年又给予3500万美元，用于建设重稀土处理设施。
CSIS指出，解决稀土危机的唯一长期解决方案是建立能够减少对中国依赖的其他供应链。
这将包括建设和扩展国内稀土采矿、精炼和磁铁制造能力，既包括轻稀土也包括重稀土，同时与国际伙伴合作，开发新的矿藏和建立加工与制造中心。
回到6月11日的协议，虽然特朗普在他的社交媒体平台上写道：“我们与中国达成的协议已经完成，待总统习近平和我最终批准”，但这一协议并未对美国有利，因为中国让步太少。
路透社周日报道称，重新达成的美国与中国稀土贸易休战协议在国家安全相关的出口限制方面并没有触及关键领域。
北京并没有承诺为美国军事供应商需要的某些特殊稀土磁铁提供出口批准，而这些磁铁用于战斗机和导弹系统。
财政部长斯科特·贝森特表示，不会针对稀土的输出换取对中国的AI芯片出口放宽限制的“互惠协议”。
的确，美国对中国先进人工智能芯片的出口仍然保持限制，因其也有军事应用。
虽然中国承诺会加快稀土出口申请的审批，但这些申请均来自非军事的美国制造商，而且许可证的有效期仅为六个月。
换句话说，美国并未从中国获得任何用于国防目的的稀土，而民用目的的出口许可证是临时的，每六个月需重新申请。
重要的是，路透社指出，中国在特殊稀土方面毫无松动，包括钐，由于军事应用需要，而这些稀土不在伦敦达成的加快审批清单之中。
汽车制造商和其他制造商主要需要其他稀土磁铁，包括铽和镝。
因此，达成的伦敦协议远不如特朗普在上周三的社交媒体公告中所说的那样：“中国将全力以赴，提前提供所有必要的稀土和完整的磁铁。”
《投资者商业日报》表示，谈判未能解锁用于特殊国家安全需求的稀土磁铁的出口，这可能会成为洛克希德·马丁的F-35战斗机库存下降的问题，尤其是在库存减少时。
稀土短缺还可能使美国的汽车、机器人和其他高科技设备的制造受到抑制。
在伦敦达成的稀土协议宣布后不久，彭博社刊登了一则新闻标题：“特朗普考虑用国防权利资助稀土项目”。
如上所述，国防部在2020年向MP材料公司提供了960万美元，用于在其山口矿区开发轻稀土分离设施，随后在2022年又提供了3500万美元，用于重稀土处理设施。
根据彭博社，官员们正在讨论使用《国防生产法》来获取融资、贷款和其他与稀土元素相关的项目，包括采矿、加工和其他下游技术，以增强美国建立国内供应链的能力。
目前，美国没有规模有效的矿山到磁铁能力，通过援引紧急权力将使国防部和其他机构获得加速采购的工具，这一进程明显滞后于中国在该行业的主导地位。
这种紧迫性自北京在过去一个月中以稀土能力为谈判杠杆展开贸易谈判以来愈发明显。
虽然项目的细节不多，但报道称，MP材料公司，唯一目前在国内生产稀土的公司，“将是主要受益方”。
MP材料公司至今主要从山口开采轻稀土元素并送往中国进行加工，这引发了对该公司在将美国从稀土采矿转变为稀土精炼和永久磁铁生产的质疑。
事实上，该公司由美国对冲基金JHL资本集团和QVT金融LP控股53.8%的股份，首席执行官詹姆斯·利廷斯基也持有股份。
中国国有企业盛和资源持有该公司8%的股份，盛和是负责加工的公司；然而在2025年4月，MP材料停止向中国运输稀土浓缩物，原因是中国实施了稀土出口控制措施和报复性关税。
今年1月，该公司宣布取得了一个里程碑。
在得克萨斯州的独立设施开始商业生产镨钕（NdPr）金属，并针对汽车级的烧结镨铁硼（NdFeB）磁铁进行试生产。
MP已提高了来自山口矿区的稀土浓缩物生产能力，并在独立设施中将其转化为镨钕（NdPr）金属磁铁。
然而，重要的是NdFeB磁铁。
根据该公司，镨铁硼磁铁是“世界上最强大、最有效的永磁体——是汽车、无人机、机器人、电子以及航空航天和国防系统的关键组成部分”。
独立设施预计每年生产约1000吨的NdFeB磁铁，并于2025年末开始逐步增加生产。
该设施将向通用汽车和其他制造商供应磁铁，其原材料将来自山口矿区。
（在2021年，MP材料公司与通用汽车签署协议，供应美国来源和制造的稀土材料、合金及用于电动机的最终磁铁，涉及GMC HUMMER EV、凯迪拉克LYRIQ、雪佛兰Silverado EV以及十多款使用通用汽车Ultium平台的车型。）
我注意到一组数据显示，MP材料公司预计每年生产1000吨的NdFeB磁铁，而中国在2024年的产量预计为300,000吨，较2023年增加了20,000吨。
1000吨与300,000吨的对比表明，MP材料只能够满足中国NdFeB磁铁产能的0.003%。
此外，山口矿区生产的稀土种类也很重要。
去年，MP材料公司生产了创纪录的45,000吨稀土氧化物浓缩物，且中游生产了约1300吨镨钕氧化物（制造磁铁所需）。MP材料几乎未生产用于国防/军事应用的任何稀土。
山口矿区主要生产镨钕（NdPr）氧化物，它是NdFeB永久磁铁的关键组成部分。其他稀土化合物包括碳酸铈和氯化铈，以及巴斯德矿浓缩物和重稀土浓缩物。
就我所了解，后者尚未被纳入独立永久磁铁设施之中。
Lynas公司是唯一其他非中国稀土生产商，生产来自其在澳大利亚Mount Weld矿的稀土，然后在马来西亚精炼。这一公司与MP材料公司相似，也在德克萨斯州建设稀土处理设施。
一个人工智能概述表示，位于德克萨斯州Seadrift的设施将是一个重稀土分离工厂，和轻稀土分离工厂共处，以生产对高性能磁铁至关重要的铽和镝等重稀土元素，特别是在电动汽车和风力涡轮机中使用。
该概述说，这些元素被添加至镨钕铁硼磁铁中，以增强其耐热性，但没有说明这些磁铁是否适用于军用，亦未明确设施是否生产用于多种军事应用的钐钴磁铁。
该工厂获得了美国国防部一笔1.2亿美元的合同支持，预计将在2026年投入运营。
稀土元素是一组由17种元素组成，包括钪、钇和镧系元素。镧系元素是一组15种（铈、镝、铒、铕、钆、铬、镧、铥、铈、钕、钨、铽、钽、铽、铥、铷）化学相似的元素，原子序数在57到71之间。
镧系元素分为轻稀土元素（LREE）和重稀土元素（HREE）。轻稀土元素包括镧（La，原子序数57）、铈（Ce，原子序数58）、镨（Pr，原子序数59）、钕（Nd，原子序数60）、钷（Pm，原子序数61）和钐（Sm，原子序数62）。
重稀土元素包括：铕（EU，原子序数63）、钆（Gd，原子序数64）、铽（TB，原子序数65）、镝（Dy，原子序数66）、铒（Ho，原子序数67）、铒（Er，原子序数68）、铥（Tm，原子序数69）、镱（Yb，原子序数70）和铥（Lu，原子序数71）。
采矿REEs相对简单，但分离和提取单一REE需要大量时间、精力和专业知识。
稀土矿石的获取过程是通过破碎机和旋转磨矿机、磁性分离（巴斯德矿和独居石具有很强的磁性，可通过反复电磁分离将其与矿石中的非磁性杂质分开）和浮选工艺，提取出最低价值的可出售产品：浓缩矿石。
磨矿设备（破碎机、磨矿机、浮选装置和静电分离机）必须根据开采的矿石类型配置，因为不同的矿石对处理的反应各不相同。
浓缩矿石：通过化学处理将复合稀土矿从浓缩矿石中提取。浓缩矿石需要经过化学处理，以允许进一步分离和升级REEs。
此过程称为裂解，采用烘烤、盐或碱熔融合、高清硫化和酸浸等技术，使浓缩矿石中的REEs溶解。此过程将混合稀土金属与可能存在于矿石中的其他金属分开。
最终得到还混合在一起的稀土。
稀土氧化物（REO）：稀土处理的主要价值在于生产高纯度的REOs和金属，但这并不容易。
REE炼油厂采用离子交换和/或多级溶剂提取技术来分离和纯化稀土元素。溶剂提取过程包括将经过处理的矿石浸入不同的化学溶液中以分离单个元素。由于这些元素在原子质量上非常接近，因此每个过程都需要多个阶段来完成。
在某些情况下，这可能需要几百个不同溶液的罐子来分离一种稀土元素。HREEs是最困难且耗时的分离元素。
永久磁铁简介
MP材料公司在其Fort Worth设施中，将从其加州山口矿中提炼而来的稀土材料转化为金属、合金和最终产品NdFeB磁铁。
NdFeB磁铁或称镨钕磁铁，对电动车、机器人和风力涡轮机至关重要。某磁铁制造商列出了其用途的前8项：MRI、磁疗、音频设备、举起大负荷、永磁电动机、磁分离技术、微波通信技术以及磁化技术。
此外，这些磁铁还用于防御应用。一篇名为《美国对稀土永磁体依赖的需求与保障》的论文中，美国空军中校贾斯廷·戴维表示：“镨和钐对所有高技术业务，特别是国防行业有着不成比例的影响。
它们与其他元素（具体是铁、硼和钴）结合，制成优良的永磁体。 钐钴（SmCo）磁铁具有最高的抗去磁化能力。这意味着该磁铁具有更高的矫顽力，使其能够在高温环境中发挥功能，而不损失磁强度——这一特性对大多数军事应用至关重要。
同样，镨铁硼(NdFeB)磁铁也极其强大——是最强的商业磁铁。与相同质量的传统铁磁体相比，NdFeB磁铁的磁能量产品约为其超过10倍。因此，在任何特定的应用中，只需较少的磁铁即可满足要求。
这一特性使得它们非常理想用于电动机、电子和电气部件的微型化。
钐钴磁铁自70年代首次被引入。由于其较高的成本，它们的受欢迎程度低于最常见的稀土磁铁NdFeB。钐钴磁铁高度耐腐蚀，但同时也脆弱，极端高温会使其膨胀而破裂。
镨铁硼磁铁则与钐钴磁铁具有相似的特性，但耐氧化能力较差，需要表面处理，并且抗高温的能力不如钐钴磁铁。由于其具有强大的磁功率，NdFeB磁铁可以放置在紧凑的空间内，例如电动机和无绳工具中。
铽和镝有时被添加至NdFeB磁铁中，以提高其耐高温性能。
“微型高温耐受的永磁体是开发尖端军事技术的关键因素，”戴维中校的论文继续指出，“它们具有众多的军种应用，“几乎每位国防部员工桌面上的商业计算机硬盘中都含有NdFeB磁铁。
“精确制导弹药依赖于钐钴磁铁作为驱动其飞行控制表面的电机。而没有这些先进的小型磁铁，‘智能炸弹’中的电机需要更昂贵且体积三倍大的液压系统。
为飞机电气系统提供电力的发电机也依赖于钐钴磁铁，隐身技术也依靠发电机产生白噪声以掩盖直升机旋翼的声音。其他永久磁铁应用包括“喷气发动机和其他飞机部件、电子对抗、反潜武器探测、反导系统、定位和基于卫星的电力和通信系统”，据美国地质调查局（USGS）统计。
陆军依赖REE磁铁用于其M1A2艾布拉姆斯主战坦克的导航系统，海军开发了类似依赖的电动驱动，以节省阿利·伯克级驱逐舰的燃料。
空军的F-22战斗机依赖于微型永久磁铁电动机以控制其尾舵和舵面。
根据美国国防部，稀土永久磁铁不仅是多种国防能力的关键部分，包括F-35闪电II战机、弗吉尼亚级和哥伦比亚级潜艇以及无人飞行器，还在美国的商业应用中也占据重要地位。它们还用于为飞机及其电气系统产生电力并在雷达系统中聚焦微波能量。
自2020年以来，国防部已为建立国内稀土元素供应链授予超过4.39亿美元的合同。这包括在美国开采的稀土分离和精炼，以及将这些精炼材料转换为金属然后生产磁铁所需的下游措施。
除了F-35、弗吉尼亚级和哥伦比亚级潜艇外，稀土元素生产的磁铁在战斧导弹、各种雷达系统、捕食者无人机以及“联合直接攻击弹药”系列智能炸弹中也占据关键角色。
例如，F-35每架需要900多磅的稀土元素，而阿利·伯克DDG-51级驱逐舰每艘需要5200磅，弗吉尼亚级潜艇需要9200磅。
以色列的反弹道导弹系统“铁穹”在导弹引导和控制系统中使用钐钴和镨钕磁铁，最近有报告指出，以色列和美国正在迅速使用弹道导弹拦截器，因为与伊朗的四天冲突后，导弹库存急剧下降。有美国官员表示，直接对伊朗进行打击可能会导致以色列采取更大规模的反击，从而耗尽美国在全球的弹道导弹拦截器库存至“可怕”的水平。
其他军事应用
稀土在国防技术的整个光谱中都占据核心地位，对每种军事力量至关重要。没有它们，各国将难以制造所需的军事硬件和设备。此外，几乎没有替代品。因此，切换当前供应商（例如中国）将对供应链造成重大干扰。根据美国政府问责局的评估，彻底改变国防供应链需时15年，这意味着任何改变都需要大量前期准备。
除了永磁体，稀土元素的其他应用还包括：
用于防止碰撞的雷达和声纳，作为监视和导航辅助系统。爱国者导弹防御系统利用射频环流器来控制雷达和导弹中的电子信号流动。
所需稀土元素包括钆、钐和钇。
士兵、海员和空军员所需的通信和显示器，帮助他们查看模拟和数字数据。例子包括激光，它们帮助建立卫星和陆基系统之间的视线通信链接；旧式和新型计算机显示器；以及航空电子学终端。所需稀土元素包括镝、铒、铕、钕、镨、铽和钇。
用在车辆上系统的激光，可以识别远达22英里处的敌方目标。根据DefenseMediaNetwork，“艾布拉姆M1A/2坦克上配备有激光的计算机主炮瞄准系统，将雷神的测距仪和集成设计ator瞄准系统相结合，达到较高概率的首次命中。”
精确制导弹药（PGM），包括多种导弹类别，包括巡航导弹、反舰导弹（ASM）和地空导弹（SAM），以及针对地面目标的智能炸弹。追踪目标的导弹的控制面，均依靠稀土磁铁来控制其飞行轨迹。
所需稀土元素包括镝、钕、镨、钐和铽。
激光制导和控制系统，引导导弹和炸弹向目标接近。
所需稀土元素包括铽、镝、钐、镨和钕。
电子对抗设备，包括高容量电源、存储电池和电子干扰设备。
所需稀土元素包括钇铁榴石。
喷气发动机中，稀土元素铒与铬合金，使其更易于制成含铬的不锈钢，虽然严格来说，铝并不属于稀土元素，但稀有元素铼与钼、钨合金使用。F-22猛禽和F-35闪电II隐形战斗机据说在其发动机中使用了6%的铼。
飞机电气系统中可依赖钐钴磁铁供电。
供不应求
根据美国地质调查局，MP材料公司生产的稀土浓缩物每年约占稀土矿物消费的15%。
MP材料专注于精炼生成钕钕（NdPr）的一种化合物，这是一种用于制造永磁体的常见材料，以及镧和铈。
这些元素被归类为“轻稀土”。美国政府显然希望MP材料还能够生产重稀土浓缩物，以便生产特殊磁铁，尤其是用于航空航天和国防应用的钐钴磁铁。国防部在2022年向MP材料授予3500万美元的合同，用于建设一座处理重稀土的设施。
《国家防务杂志》2023年一篇报道称，重稀土的铽和镝是制造能在高温下稳定运行的永久稀土磁铁所需，而钐则用于生产用于航空航天和国防应用的钐钴磁铁。
如我之前所提及的，我没有看到任何独立设施会将HREEs转化为磁体。
Lynas的重稀土分离设施的生产能力在明年投入运营，但产品数量有限。根据Fastmarkets的数据，Lynas的设施将每年预计生产1000-1300吨轻稀土镨钕氧化物，以及2500-3000吨重稀土氧化物。
该公司一年前宣布计划开始在其马来西亚轻稀土精炼厂生产分离后的重稀土产品，年产量预计为1500吨。
至于重稀土，莫名其妙的是，其市场主要在中国，外界希望通过去中国化来克服当前的稀土危机。
不幸的是，前景仍然相当不乐观。
关于美国国内的处理能力，MP材料公司表示正处于良好发展中。然而，这仍然难以满足对钍金属需求激增的预期。
我们需要记住MP材料在德克萨斯州的工厂每年仅能生产1000吨的镨铁硼磁铁，而中国却生产多达300,000吨。
因此，MP材料能满足大约3%至4%的全球需求，而难以与全球任何需求水平相匹配。
国家利益的网站上的一篇文章详细解释了这个问题：OP-ED指出，美国军方要求每年大约1000吨的永久磁铁，但根据最新的调查结果，实际需求可能还高，达到了3000吨。
这显然超出了MP材料当前的生产能力。
另一方面，Lynas如能在重稀土氧化物战略方面取得成功，这将定能令人振奋。然而尚无清晰指引说明，Lynas优秀的元素是否能创造出可认可的永久磁铁。
“能否打造一个幅员广泛的稀土永久磁铁产业，达到全球的成本竞争力”，这是一个严峻的问题。大多数分析师对此不抱乐观态度，认为需要相当长的时间才能建起现有生产设施。就算他们具备许多初步的优势，但大规模供应的结果并不乐观。
最后，虽然在过去的近12年里，滥用的现象开始得到遏制，但仍然不清楚美国是否能够通过自身的努力，打破对中国主导该领域的依赖。
美国和全球的经济问题加上地缘政治风险，都与稀土、稀土永磁体以及重稀土相结合，这些是高技术领域和国防需求的基本要素。随着世界局势愈发紧张，稀土的里程碑14年可能暂且不开发，前方的路尚需拭目以待。
然而，对于美国而言，稀土战役显然并未结束，而对中国的依赖愈发凸显。
经谨慎筹备，依赖中国的每一项投资成本都意味着美国军事能力的潜在损伤。
图片源于：mining
