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世界上哪种资源最稀缺?

2016-02-26 10:28:13

制造一部手机所使用到的元素在60种到64种之间,其中包括铜、铝、铁以及稀土元素等,有的元素仅仅需要1毫克甚至更少,但它们对手机来说却是至关重要、必不可少的。

人们难免会有这样的担忧:现代社会赖以支撑的矿产资源有一天会不会枯竭?究竟哪一种资源会率先走向枯竭?科学家们认为,资源并不会枯竭。但这并不一定是个好消息,因为资源虽然不会枯竭,但在不久的将来出现的原材料供应情况令人深感忧虑。

 

任何资源都不会“耗尽”

对资源“耗尽”,科学家是这样理解的:首先,证明一种资源已经被耗尽几乎是不可能的,因为我们并没有对地球的每一寸区域做到了如指掌;其次,在接近“耗尽”这个点时,剩余资源的价格会迅速飙升,迫使人们不得不转而寻找其他替代品。例如,20世纪80年代,对冰晶石(用于制铝工业)的开采因为剩余储备太少失去开采价值而停滞,在此之后,人工合成的替代品取代了冰晶石。

从历史上看,如果一种元素走向枯竭,人们便会寻找性能相当的替代品。可惜的是,优秀的替代品很难找到。在最近的一项研究中,耶鲁大学的工业生态学中心负责人托马斯·格拉德尔和他的同事们试图寻找62种金属的最佳替代品。在这些金属中,有12种金属没有找到能够满足主要用途的替代品。62种金属中,能够满足所有用途的替代品更是一个也没找到。一旦使用性能较差的替代材料,电脑的运算速度会变慢,发动机的效率会下降。

 

地球上最稀缺的元素

有研究指出,如果按照地壳中的比重以及对人类社会的重要性来说,铑是地球上最稀缺的元素,紧随其后的是金、铂和碲。

   铑属于铂族金属(铂族金属还包括铂、钯、铱、锇、钌),铂族金属与金、银一样属于稀贵金属,在地球上的含量极少。铂族金属广泛用于石油、汽车、电子、化工、原子能以及环保行业,它们在这些工业中用量不大,但起着关键作用,故有“工业维生素”之称。其中铑在铂族金属中更是稀有中的稀有,其最主要用途是作为汽车尾气净化催化剂,可减少汽车有害物质排放。随着汽车产量日益增长以及环保标准日趋严格,未来汽车工业对铑的需求还将不断增加。

   碲是一种稀有元素,在地壳中含量与金差不多,也是地壳中含量最少的半导体元素。碲的消耗量超过一半用在冶金工业中,以改善钢的性能。碲的化合物还是制造太阳能薄膜电池的主要原料。未来几十年里,碲必将成为非常重要的战略资源之一。

   铋被公认为是一种安全无毒的“绿色金属”,广泛应用于医药、半导体、超导体、电子陶瓷等领域。由于铋的绿色特性,它在许多领域有望替代有毒金属铅的使用。可是,尽管铋的需求不断增长,但受资源限制的影响,铋的产量则在不断下降。

   铟属稀缺战略金属,在地壳中的分布量不仅小还极其分散,只是作为锌和其他一些金属矿中的杂质存在。液晶显示器和平板电脑、智能手机的屏幕对铟的需求占主导地位。此外,在太阳能电池、电子信息、国防军事、航天航空、核工业领域也具有极其重要的战略价值。

   锑是我国储量、产量占世界第一的稀有小金属,其消费的主要领域是在阻燃剂、铅酸蓄电池、催化剂及玻璃工业等领域。中国以全球三分之一的储量,承担着世界九成以上的锑供应。

   钨是世界上最硬的金属,在工业钻头、刀具等领域无可替代,因此被称为“工业牙齿”。钨与锑、锡、稀土并称为中国的四大战略资源。

   镓作为新一代半导体材料,被誉为“电子工业脊梁”,广泛应用在智能手机、LED灯、太阳能发电、军事、医疗等领域。

   钴有“工业味精”之称,是非常稀缺的战略资源之一。绝大部分的钴用于锂离子电池的正极材料,每个手机电池中约含6.6克钴,而每辆新能源汽车所需要钴为10千克以上。可见,未来钴的需求将呈现爆发式增长。

稀土元素    稀土元素是钪、钇和镧系元素共17种金属元素的通称。稀土元素被广泛应用于国防工业、冶金、机械、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织、皮革、农牧养殖等各个领域,如在钢铁和有色金属中,只要加入极少量稀土元素就能明显改善金属材料各项性能。

 

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附表为英国地质调查局发布的“2012风险名单”,名单详细列举了几十种具有经济价值但存在供应风险的元素(元素组)。风险指数数字越大,说明风险越高。

元素/元素组 供应量风险指数 主要供应国

稀土元素   9.5       中国

钨      9.5       中国

锑      9.0       中国

铋      9.0       中国

钼      8.6       中国

锶      8.6       中国

汞      8.6       中国

钡      8.1       中国

碳(石墨)  8.1       中国

铍      8.1       美国

锗      8.1       中国

铌      7.6       巴西

铂族元素   7.6       南非

钴      7.6       刚果

钍      7.6       印度

铟      7.6       中国

镓      7.6       中国

砷      7.6       中国

镁      7.1       中国

钽      7.1       巴西

硒      7.1       日本

镉      6.7       中国

锂      6.7       澳大利亚

钒      6.7       南非

锡      6.7       中国

氟      6.7       中国

银      6.2       墨西哥

铬      6.2       南非

镍      6.2       俄罗斯

铼      6.2       智利

铅      6.2       中国

碳(金刚石) 6.2       俄罗斯

锰      5.7       中国

金      5.7       中国

铀      5.7       哈萨克斯坦

锆      5.7       澳大利亚

铁      5.2       中国

钛      4.8       加拿大

铝      4.8       澳大利亚

锌      4.8       中国

铜      4.3       智利

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