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工業維他命 珍貴的稀土礦物

文/吳依璇(臺灣大學海洋所碩士) 圖/柯欽耀、達志影像 (2025/4/28)

 稀土有「工業維他命」之稱,成為各國爭搶的重要戰略資源,從俄烏戰爭到美中關稅,都涉及稀土資源議題。為什麼稀土礦物這麼重要?

金屬元素合稱

 稀土礦物是指含有「稀土金屬元素」的礦物,包括鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)以及釔(Y)和鈧(Sc)共十七種金屬元素的合稱。

 雖然稀土元素有「稀」字,好像是比較稀少的元素,但稀土元素在地殼中的含量沒有想像的低,只是因為提煉和分離元素的過程相當複雜且成本很高,因此相對其他元素來得珍貴。稀土對製造先進科技來說是必要條件,從智慧型手機、電腦、LED燈及風力發電機,稀土元素都扮演關鍵角色。

釹可以製作強力磁鐵,應用在許多產業上。

多數延展度佳

 稀土金屬元素大多是具有延展性的銀白色金屬,鑭可以用在油電混合車電池的陽極材料和光纖通訊系統使用的特殊玻璃中;鈰、銪和鋱則會用在顯示螢幕、電視或螢光燈的螢光體;釹鐠玻璃可濾除火焰中刺眼的黃色鈉光,作為護目鏡使用;釹和鏑的最主要作用在製作高強度的磁鐵,如小馬達、麥克風、電腦硬碟的讀寫磁頭,甚至風力發電機。

 鉕是其中帶有放射性的元素,因此有些信號燈是吸收了鉕的放射線而發出螢光;釤能做成耐受攝氏七百度的磁鐵;釓有順磁性,使用在核磁共振成像的造影劑;鈥的特性是可吸收核分裂產生的中子,因此鈥會被用在核反應控制棒;鉺作為光纖訊號傳輸系統的材料,而銩能作為產生雷射的材料。

 鐿是有用到應力而改變電阻的特性,使用在應力儀監測地震的地面變形;鎦可以作為精煉廠裂化石油的觸媒;鈧如果加入鋁合金,可做成戰鬥機零件;釔最常用在製造LED所需要的螢光粉,或是加入藥物治療淋巴癌、大腸癌等癌症。

 飛彈導航系統、戰鬥機引擎和雷達的製造過程也需要多種稀土元素。在一支蘋果手機裡,常見使用的稀土元素約有九種。如果缺少稀土元素,很多高科技產品和技術都難以生產。

回收廢棄電子產品也是獲得稀土的方法之一。

中國存量最高

 稀土礦物被各國視為戰略資源,然而中國從二○○○年以來一直是全球最大的稀土供應國,提供世界九成以上的稀土礦產量,曾經在二○一○年達到百分之九十七。即使近幾年,中國以外的國家不斷開發新的稀土礦場,但中國仍為最大稀土礦出口國。

 二○一二年,中國開始限制稀土礦物出產,主要購買方美國和日本受到極大影響,也促使各國尋找其他礦產資源,稀土礦物演變成國際關係談判的籌碼。目前估計中國有四千四百萬噸稀土礦儲量,占全球稀土礦儲量約百分之三十四,美國約有兩百二十萬噸。