https://bbs.wenxuecity.com/currentevent/3801972.html
又来聊稀土系列：美国本土的稀土永磁体供应链（尾声，随想和讨论）
在讨论Ramoco公司之前，先把稀土磁体方面的行家里手btpine在我博客上留言贴上来：
“上文和此文标题都是“美国本土的稀土永磁体供应链”，讲的都是钕铁硼稀土永磁体，实际上美国还用另外一种稀土永磁体--钐钴永磁体，特别是美国军方，例如F35战机用的稀土永磁体就不是钕铁硼磁体，而是第二代的钐鈷磁体（Sm2Co17），每台战机用量大概是22公斤左右，钐鈷磁体在高温和恶劣环境中的表现强于钕铁硼，使用温度可高达摄氏350度，相比之下添加了金属DyTb的高矫顽力钕铁硼磁体使用温度也超不过250度，钐鈷磁体的磁能级略低于钕铁硼“。
我认为他说的很对， 虽然我在“中国卡全世界脖子的稀土永磁体” 那篇提到了钐钴永磁体， 但没提中稀土Sm(钐)的供应链， 这里做个补充。Sm目前也是中国限制的稀土之一， 其实Sm 在MP公司的中重稀土混合物SEG+中含量是最多的，达0.8% 。 在Lynas公司的中重稀土混合物 SEGH含量更高， 达2.5%， 现在Lynas网页的产品目录就有Sm，如果美军方没有Sm储备， 现在就能在Lynas 买到。 1-2年美国本土MP的中重稀土量产， 按6000吨NdPrO规模对比算了算， Sm氧化物的理论年规模可达294吨，这个量应该远远超过制造军用Sm2Co17磁体所需要的Sm用量了。
回到Ramaco公司（美股代号METC）
7月下旬我在本城时坛的一个帖子提了这家公司，这是当时我写的那段：
“怀俄明的一家煤矿公司Ramaco跳出来了，它的煤矿里居然有重稀土和其它关键金属蕴藏（https://www.forbes.com/sites/christophe ... ard-ofyet/），其老板自吹自擂，说比起美国的其它竞争对手，他的稀土矿不是石头，开采和初加工容易。比起Mountain Pass， 他的稀土矿主要是重稀土，而且没有放射性元素，环保处理也简单”。
随后花时间对Ramoco做了一番研究，发现稀土和其它关键矿产的煤矿名为Brook Mine，这个矿除了稀土，还有镓（Ga）锗（Ge）钪（Sc）3个重要的非稀土金属氧化物，这些都是关键金属氧化物（CMO，critical metal oxides）。所有的稀土氧化物（TREO）和镓锗钪氧化物的量，夯不郎当加在一起就等于CMO的量，下表百分比那行是值得我们关注的磁体稀土氧化物和镓锗钪氧化物的含量，数据来自Ramoco网页上该矿的技术报告。
这个矿的储量还不错，有130万吨CMO。现在正在建pilot plant，如果pilot plant 验证了工艺路线及商业可行性，2026年建商业性分离厂，预计2027年投产，规模是3400吨CMO。这个时间表是不是有点过于乐观了，可能吧，但考虑到煤老板拿到开采稀土矿许可的高效率，我觉得还是应该给他一些credit，希望他的稀土梦想成真。顺便提一下，就在同一州另外一家公司的稀土矿The Bear Lodge Project还没有拿到开采许可，虽然它有pilot plant。
规模3400吨CMO对应的各个关键金属氧化物产量是多少呢？上面表格的最后一行是我计算的理论产量。一个个说吧，NdPrO 产量580吨，估计会占那时美国5-8%的产能（取决于Lynas德州厂是否建成）；Dy/Tb氧化物71吨/13吨，对比MP公司6000吨NdPrO 规模产能，才有Dy/Tb氧化物17吨/22吨，这就看出了煤老板对美国最重要的重稀土Dy/Tb的贡献了。
更不得了的是镓锗钪(Ga/Ge/Sc)氧化物的预计产量，分别是285吨/34吨/260吨。这三都是中国限制出口或者禁止出口美国的关键金属。钪（Sc）全球需求在2024年也不过30-40吨（折合金属计算），生产国有中国菲律宾还有前苏国家。好家伙，要是一下来了260吨Sc氧化物(折合成金属约170吨)，这Sc国际市场还不得崩溃，价格会猛跌的，煤老板的那个技术报告里 Sc价格是按现行市场价格算的， 那就不对的， 因为煤老板块头太大会严重扭曲市场价格。
锗(Ge)的美国进口量折合成金属30吨左右，其中从加拿大进口的约7吨实际上是美国货，小跨国公司Teck把在美国生产锌的副产品锗粗品运到加拿大总部，精炼及生产成锗化合物，再卖给美国客户。这个例子可见川普对加拿大征税的荒唐，本来是一家不分彼此，现在说不定一进一出被双重征税。
2023夏中国宣布对美限制出口镓锗，有趣的是至2024年底为止美国统计的锗进口量不受影响，空缺主要由欧洲进口填补，欧洲产能新增30吨 (实际上是刚果出产粗品到比利时精制，算作欧洲产能），锗的欧洲市场还有欧洲国家回收来源的锗，还有中国出口货，以及可能的经转手或走私来的俄国货（中国对美限制出口镓锗后，中国的“亲密战友“老毛子宣布扩大锗产能），所以美国从欧洲进口来的锗实际上也不能排除部分锗是经第3方转手的中国货或俄国货，但这很难追踪来源，可以说至2024年底为止中国对美的锗限售是失败的。2024年底中国对镓锗又发布更严厉的措施加紧控制中国企业出口并禁止对美出口，但我估计对锗很难奏效，因为中国产量占全球的60%。不是绝对控制，而美国进口量不大，减掉加拿大的进口量，就20余吨，欧洲市场也容易调剂。
如果Ramoco将来能出产锗氧化物34吨，折合成锗金属计约是24吨，加上加拿大的7吨，就完全取代了进口，这对于美国还是很有意义的。顺便提一下，在我的帖子或博文里，有人说锗是用于f35战斗机生产，这是不对的，锗的军事主要用途是士兵的夜视仪，还有卫星的太阳能电池，如果这个卫星是军用的话。另外，与民用比，军用市场总是很小的，无论对稀土还是镓锗，美国军用量一般就占美国市场的5%，最多不会超过10%。
镓就更有趣了，中国生产了98%的粗镓，其余2%是日韩和俄国，中国应该具有绝对控制力。2023年中国发布对美出口限令后，美国来自中国的镓在纸面上的比例不断缩小。但美国进口量和消耗量也基本保持不变，折合成金属20吨左右，2024年底中国对镓锗又发布更严厉的措施，对美完全出口禁止。理论上，美国进口货应该是其盟友国家的回收镓，但今年大约在8月我读到一篇报道，说虽然中国在纸面上对美出口镓数据是0，但实际上还有不少转口来的中国货，还感叹中国商人找Loophole的本领令人惊叹， 但问题是， 美国和西方的下游产商是不可能一直依赖这些不可靠和不正规渠道的。
美国没有镓生产厂，在纽约有来源边角余料的镓回收厂，该厂同时也有把粗镓提纯成精镓的生产线。砷化镓和氮化镓是所谓的2/3代半导体（这名称严重误导，应该改为非硅半导体），做半导体是需要高纯度原料，所以精镓纯度可高达7个N（99.99999%）。这里要提一下美国加州的AXT公司，它是精镓和2代半导体材料的生产商， 该公司把生产线搬到中国大陆去了，在中国分公司叫通美晶体（看这名取得！），出口产品是大头， 但现在通美公司的镓出口就通不了美了。该公司技术总监在中国接受采访时说，他的公司是中国第2代半导体的黄埔军校。该公司技术人员很多被中国本地公司挖走，这样中国本土企业也可以规模化生产精镓了。
不断有人说中国稀土怎么怎么高纯度，我怀疑这些人是不是把稀土与2/3代半导体原料高纯度镓混为一谈，生产NdFeB稀土永磁体的稀土工业原料，纯度达到一定标准就可以了，比如NdPrO质控的benchmarks大都99.5%， 少数是99.9%，没必要越纯越好，因为成本上划不来。NdFeB永磁体的级别主要是按磁性能和使用温度分的，取决于多种因素：重稀土的成分，晶粒控制，晶界扩散， 以及加工方式等。如果个别稀土的用途（我猜， 比如光学应用）可能需要极高纯度，多花钱再提纯也不是啥大事，多过几趟各种柱子，不行再电解，或转成化合物提纯再还原，手段有的是，只要肯花钱。
再回到镓，2年前我以为美国政府或盟友澳大利亚会在氧化铝厂里建一个小型副产镓厂， 来对付中国的镓限令。可是， 美国军方仅提出一个资助废旧电子产品里回收镓的项目，似乎也有道理，军用量很小，每年最多2吨就够了，简单地说军用主要就是雷达，民用主要是通讯射频芯片（手机里就有，美国生产射频芯片公司有好几个，都是此行业的头部企业，他们才是进口镓的主要用户），当然也有军用射频和民用雷达，我这里就是图省事。 中文媒体常有有啥啥“中国禁镓美国f35战机造不出来”的传闻， 估计他们说就是飞机雷达，为啥就盯f35呢，这就不知道原因了，美国别的飞机也有雷达，导弹也有雷达，马斯克的starlink那么多低轨卫星也要通讯射频，为啥没听说老马缺镓呢？
随着2024年底中国对镓出口更严厉的措施，我猜美国应该坐不住了，应该说是整个西方都坐不住了，2个项目在规划或进行之中，一个是欧盟要在希腊的氧化铝厂区里建一个镓厂，欧洲很多国家以前是有镓产能的，但在2018年前就因为中国便宜粗镓的冲击纷纷关闭，现在不一样了，是国家，哦不，是欧盟的安全问题了，亏本也要重开，预计要到2027年投产，2028年产出达50吨设计规模。另一个是日本官办的日本金属和能源安全组织和日本Sojitz集团与美国铝业（Alcoa）合作，在后者位于澳大利亚的Pinjarra氧化铝厂那里建一个镓厂，今年年底做最后投资决定，如果投资获批，期待2026年内就能投产，到2028年达到规模生产达每年55吨。Alcoa这个氧化铝厂不是第一次做副产镓了，1980年代法国公司就在那建了个镓厂，但因为亏本关闭，1990年代又重开，后又关闭。另外，现在澳洲和加拿大还各有一个公司也在计划建镓厂，这里就不赘述了。
不得不再次纠正中文圈又一个错误说法，即中国镓生产至所以占绝对优势，是因为中国有大规模电解铝生产这套体系， come on，镓与电解铝没一点关系，镓是氧化铝(alumina)的副产，氧化铝厂西方那里都有（其实西方电解铝也是那里都有），澳大利亚是铝土生产大国，也生产大量氧化铝，中国都要从澳洲进口。中国镓生产至所以占绝对优势，道理很简单，环保和人力成本低，用中国某退休高官说法，中国人吃草都能活。镓来自电解铝这个错误说法2年前我就纠正过，现在又有人在给我的回帖里提起，嘿，估计以后还会有人说的。
回到Ramoco煤老板，预期285吨的氧化镓产量，折合成镓金属是212吨！ 这要是投放西方市场，那就彻底解决西方世界的镓问题了，澳洲和希腊那2个氧化铝副产镓项目怎么办（如果他们下定决心做）？他们会不会又破产？不同的是， 这次可能是被同盟军冲击破产。
关于稀土永磁体，稀土氧化物及其它，啰里啰唆说了这么多，该做个总结了。
美国及西方在稀土和其它关键矿产金属方面，主要问题有两，一是主要因环保而导致的严厉监管，一家稀土矿开采许可，7-10年最起码，只有Ramoco是例外， 它家得益于已有煤矿开采和无放射性，以及稀土问题的紧迫还有煤老板当地的人脉。 二是中国货低成本冲击，中国以环境和“人矿”为代价倾销，利用全球化把西方相关企业击垮，然后再向下游发展，一旦市场占据优势，中国政府就可能以此当“武器”使用了。西方解决方案应该是作为西方总体对中国货加重税来保护自己，但川普已经导致西方团结大大减弱， 其次是用补贴保护本国关键矿产的生产商了，这只限于市场不大的领域比如稀土，镓锗等，因为市场不大，国家补贴也花不了几个钱，代价还可以接受。
至于生产工艺和技术，从来就不是什么大问题。中文圈广泛流传的所谓中国“串联迭代萃取“技术如何如何厉害，我从来是不当一回事的，液液萃取历史悠久，我原以为是18xx年代的技术，直到上周偶尔听到一海外大V，我认为相对客观的人，也在说这个技术是中国某院士做得如何如何了得，这才真正引起我的注意，正好我在上一贴文章中也看到一位我很尊重的网友也问了这个问题。这是啥东西？dig-in 查了查，原来是 Multistage Counter-Current Extraction，美国人Lyman Craig上世纪中叶发展出来的，看来我还是小瞧这个技术了，出现时间比我原来想的要迟，但也是与离子交换技术的出现同期，那时就应用于盘尼西林的规模化提纯。它现在当然是传统技术了，广泛用于制药/化工/食品/环保工业。根据诺本尔奖档案，Lyman Craig 从50年代直到到70年代他去世， 获得32人次诺本尔奖提名（31次化学奖提名，1次生物医药奖提名）。美国这边公司的稀土分离技术， 如果不是特别提起的，应该是用Multistage Counter-Current Extraction这个传统技术，其实Extraction（萃取）仅仅是稀土分离手段之一，一般是结合其它分离手段比如分步沉淀/离子交换等等达到分离效果。如果美国公司特别提到的，就是相对比较不太老的技术，比如上篇我提到的Ucore公司的固液萃取分离和ReElement公司的配体色谱柱分离，美国现在还有1家公司获得DARPA资助在捣鼓用蛋白质或peptide来分离稀土，就不细说了，因为我觉得还没成熟。
稀土这个产业在美国，原来说是夕阳产业都是恭维了，应该是半截身体入土，中国稀土限制加美国政府补贴，被刺激得一下子从墓地里一跃而起，居然开始稀土大跃进时代，这些稀土公司都趁机发现新股或转化债来筹钱，另外我也感觉多数公司彼此之间也似乎同行是冤家，各干各的。要注意的是，即使美国政府补助，美国稀土产业的市场盘子仍然不大，讲故事的空间有限，那么多公司挤进来，最后肯定会淘汰一批或合并一些。MP是美国稀土老大，UUUU核电概念和稀土双重加持，Ramoco除了稀土还有镓锗，想象的空间大一些，这三也都拥有各自的active稀土矿，可能相对要安全一些。
至于美国稀土自给的时间表，轻稀土方面，Ce/La现在就过剩，重要磁体稀土Nd/Pr氧化物现在就够用，以后也够用，因为其产能会不断增加以适配不断增加的下游NdFeB永磁体产能。中重稀土方面，虽然MP的中重稀土含量很低，但架不住它家的整体稀土生产规模大，所以在1-2年内，MP的中重稀土商业化分离就足够军用了，MP不过是恢复mountain pass在上世纪60-90年代的荣光，那时各种稀土它都有产。如果2-3年内Lynas美国厂顺利的话，那么除了2个重稀土Dy/Tb以外，其它稀土全部都能满足美国国内需要。在3-5年内，UUUU和Ramoco会加入Dy/Tb的供货行列，加上VAC公司那个技术（即无需添加Dy/Tb生产NdFeB 永磁体部分产品的技术），美国的Dy/Tb也应该也够用了。至于CRML，稀土终级武器，但时间线不确定，我看与Ucore合并在一起吧，一个有巨大资源一个有相当好的分离能力。
如果美国那个Niron公司无稀土新型永磁体铁氮合金(Fe16N2)成功，会彻底颠覆整个NdFeB 永磁体产业， 哪怕是50%成功，也会引起巨震，需要密切关注这家公司及其领域。
