從口袋裏的智能手機到為路上越來越多的電動汽車提供動力的磁鐵，稀土元素是當今一些最常用技術的基礎原料。
但在過去三十年裏，中國牢牢控製著世界稀土元素的供應鏈，以至於幾乎所有材料——無論它們在世界何處開采——在用於技術之前都要運往中國進行提煉.
據美國商務部稱，目前，中國控製著近 60% 的稀土開采業務、85% 以上的加工能力和 90% 以上的永磁體生產。
因對華進行技術製裁而心虛的美國，認為這是一個在美國供應鏈中構成漏洞並構成潛在國家安全風險的問題。隨著預計對依賴這些元素的技術的需求將飆升，美國政府在投資旨在確保國內稀土供應鏈“安全”的方法。
盡管被稱為“稀有”，但被稱為稀土的 17 種不同元素在地殼中含量相對豐富。拜登政府將它們視為戰略和關鍵材料和礦物之一，可用於多種現代商業和國防技術——包括智能手機、醫療設備和用於電動汽車、噴氣式戰鬥機和無人機的高度專業化的磁鐵。
但由於稀土元素的化學性質幾乎無法區分，單獨分離和提煉它們以用於製造磁鐵和其他技術是一個複雜的過程。
“兩種不同的稀土元素的直徑可能相差幾分之一埃——這意味著很難用物理方法分離。現在使用的工藝可能高達 100 個步驟，由於用於分離和提純金屬的化學品，這個程序可能非常昂貴，而且還有環境保護的難題。
這些都是為什麽在美國難以維持這種業務的原因。
最近，美國稀土材料公司（MP Materials Corp）正準備在美國最大的稀土礦山莫哈韋沙漠的一座山頂上，建造大型稀土生產基地。並聲稱其規模和能力使MP Materials成為西半球的“磁鐵冠軍”。
公司官方揚言他們正在嚐試做的是建立一個完整的磁性供應鏈，希望能夠製造所有必要的材料並回收必要的材料以擁有該磁性供應鏈。
根據美國地質調查局的數據，自 2017 年收購 Mountain Pass 礦以來，MP Materials 重振了該場地的稀土元素生產，並生產了一種稀土精礦混合物，每年消耗的稀土礦物約占 15%。
很快，MP Materials 將不再需要將這種混合物從海外運到中國進行稀土元素分離和精煉的漫長過程。經過兩年的建設，該公司於 11 月宣布即將在山帕斯工廠開設美國第一家稀土精煉設施。
MP Materials將在 2023 年展開對設施設備進行壓力測試的過程，以確保其按照設計的速度運行，距離生產精煉產品可能還有幾個月的時間。
他解釋說，生產的第二階段從幹燥、焙燒、浸出和提純稀土精礦混合物開始。然後，稀土被送入位於一座比美式足球場還長的建築物中的幾個高聳的坦克之一。他說，在這些大桶中，溶劑萃取過程將混合物分離成單獨的稀土氧化物。
美國希望此舉解決其脆弱的稀土供應鏈問題上邁出了關鍵一步。根據五角大樓的一份新聞稿，2020 年，國防部向這個耗資 2 億美元的項目投資了 1000 萬美元。
Sloustcher 指出，MP Materials 將專注於精煉釹和鐠的化合物——用於製造稀土磁鐵的最常見材料之一鑭和鈰。這些元素被歸類為“輕稀土元素”。
政府還在推動國內生產“重稀土”，這種物質更難提煉，但也可用於製造更專業的磁鐵。例如，製造可在高溫下工作的稀土永磁體需要重稀土鋱和鏑，而釤用於生產航空航天和國防應用中的釤鈷磁體。
國防部於 2022 年 2 月授予 MP Materials 一份價值 3500 萬美元的合同，用於在 Mountain Pass 礦建造一個專門用於處理重稀土元素的設施。Sloustcher 表示，重稀土將在另一座建築中提煉，該項目才剛剛開始。
為全麵國產化磁鐵供應鏈，MP Materials 還於 2022 年 4 月開始建設美國第一家稀土磁性材料工廠。該工廠位於德克薩斯州沃思堡，每年可生產約 1,000 噸釹鐵硼-據該公司稱，硼磁體來自山口工廠開采和提煉的稀土元素。
Sloustcher 指出，由於國防市場僅占美國稀土總需求的一小部分——大約 5%——該公司希望首先滿足商業行業的需求。
隨著世界上需要高度專業化的稀土磁鐵的機器電氣化，稀土的需求信號預計會上升。
根據獨立研究公司 Adamas Intelligence 的一份報告，全球對稀土氧化物的需求預計將增長兩倍，從 2022 年的 150 億美元增至 2035 年的 460 億美元。
世界在方方麵麵都在電氣化——電動汽車、風力渦輪機、無人機、機器人，等等，因此需求前景非常巨大。
他說，MP Materials 已經與通用汽車達成協議，從 2023 年底開始為汽車製造商的電動汽車項目生產稀土合金和磁鐵。
Materials稱，僅靠國防需求甚至無法支撐中等規模的磁性設施，還需要能夠為通用汽車和其他公司供貨……如果我們成功做到這一點，才能維持數量有限的國防需求。
與此同時，他們在 DARPA 的團隊正在研究如何使用一種不同的方法——生物采礦來確保國內稀土供應鏈的安全。
公司高層說，環境微生物作為生物工程資源（EMBER）計劃是 DARPA 的一項計劃，旨在使用微生物和生物分子工程技術來分離和純化稀土混合物，例如山口礦山生產的稀土混合物。該計劃的靈感來自生活在惡劣的火山環境中的微生物，這些微生物利用稀土元素生存。
EMBER 將使用生物采礦來模擬這種自然發生的現象。該技術使用微生物來幫助分解或從更大的混合物中分離出感興趣的元素。該機構表示，由於“微生物對稀土元素的特異性和選擇性較差”，因此該工藝尚未完全開發用於稀土元素。
10 月，該計劃宣布已從勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、巴特爾紀念研究所和聖地亞哥州立大學挑選團隊參與該四年計劃的第一階段。
公司將組成一些團隊，將采用至少包含八種不同稀土元素的不同原材料，使用不同的微生物和生物采礦技術將每種元素相互分離和提煉。有三個小組正在使用原材料、微生物和生物采礦的獨特組合。他們正在考慮許多不同的層麵，以及生物學如何在這個整體過程中發揮優勢。
