美国每年进口大量稀土，仅2019年就进口了一万五千吨左右的稀土原料，进口稀土花费1.7亿美元。在这些稀土中，80%直接来自于中国，另外还有相当一部分间接来自中国。进口这么多稀土，美国用他们来干什么呢？我们继续探讨稀土系列话题，从民用和军事两个领域介绍一下稀土的应用。

一、美国进口稀土的用途

很多朋友可能认为美国进口稀土主要用来生产武器。其实不是这样的，美国进口的稀土75%用来做催化剂，5%用来冶金或合金，5%用来做玻璃和陶瓷，5%用到抛光领域，其他领域加起来还有10%。像我们前面视频提到的钕铁硼磁铁，虽然用途非常广泛，但美国自己生产的比较少，主要是从中国、日本等国进口。需要提一句，美国虽然每年大量进口稀土及其制品，而且这些年已经开始自己开采稀土资源，但是这些稀土并非都给自己使用的。据一些媒体报道，美国除了充当消费者以外，也充当着中转站的作用，也就是一些稀土会被美国再转卖给其他国家。当然，美国用稀土加工好的产品还会大量销往其他国家，为美国赚取外快。

二、催化剂是稀土的第一大应用

1. 什么是催化剂

我们先给大家介绍一下美国稀土的第一大应用——催化剂。什么叫催化剂？通俗点说，就像是化学反应的中介机构，不管是婚姻中介、房屋中介还是其他中介，都是给交易提供方便的机构。催化剂也一样，对于很多化学反应来说，两个可以发生反应的分子，就算碰到一起也很难发生反应，但是有了催化剂这个中介以后，就会促进两个分子发生反应，从而改变了化学反应的速率。是不是有点像婚姻介绍所，男孩女孩走在大街上互不相识，不太可能变成恋人，但是通过别人介绍，两个人却会坐下来吃顿饭看个电影，然后很可能深入发展。这就是催化剂发挥的作用，从专业角度说，催化剂就是能改变化学反应速率，本身的质量和化学性质并不随着化学反应的进行而发生改变的一类物质。更专业点说，催化剂通过改变化学反应的活化能，也就是反应难度来改变化学反应速率。

目前世界上至少有几千万种化学物质，绝大多数化学物质的合成都需要用到催化剂，可见催化剂的重要性。美国购买稀土制作的催化剂，主要应用于石油化工、汽车尾气净化、化学工业和环境保护等领域。

2. 石油化工应用

先说石油化工，我们都知道石油通过分馏作用可以得到汽油、柴油、航空煤油等油品，但是很多人并不清楚，通过分馏只能获得大概30%的汽油和柴油，远远不能满足市场的需求。要想提高汽油和柴油的产量，就得用到一种技术，叫做催化裂化。所谓催化裂化，就是通过催化剂帮忙把重油给变成轻油，变得过程就像把一个长木条掰断成两段或几段短木条，短木条的性质跟汽油或柴油相似，就可以加入到汽油或柴油里面去了。于是，就可以大大提高汽油或柴油的产量了。目前来说做这种催化剂效果最好的材料就是添加了稀土的沸石。因此，稀土在石油化工领域的需求量非常大，这也是美国使用稀土比较多的一个领域。

3. 尾气净化

第二个需要说的就是汽车尾气净化。汽车尾气净化是几十年以来一直都比较重视的领域。如果没有汽车尾气处理系统，汽车运转产生的尾气里有大量的一氧化碳、一氧化氮等有毒有害气体，还会有大量的黑烟。按照现在的汽车保有量，如果所有汽车都没有尾气处理装置，我们走在大街上，随时都可能会中毒，搞不好我们必须得带上防毒面具才敢在马路上走了，就算不中毒也会被黑烟熏得黑乎乎的。好在西方国家很早就开始让尾气处理系统成为了汽车的标配。但是，尾气处理系统还是比较复杂的，既要能把一氧化碳氧化成二氧化碳、把黑炭颗粒物氧化成二氧化碳，还要能把一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物给还原成氮气，这样才不会污染环境。

早期的尾气处理系统使用的催化剂都是贵重的铂族金属，主要是铂、钯和铑三种金属，价格非常昂贵，还很容易失效。早些年，有人专门回收旧汽车的尾气管，以便回收贵金属来销售。上世纪70年代左右，含有稀土的催化剂逐渐开始替代贵金属做的催化剂。稀土催化剂不仅比贵金属催化剂更便宜，而且催化效果更好，排放的尾气更干净。稀土催化剂，一经面世就迅速占领了市场。但是稀土催化剂，技术含量还是比较高的，净化效果越好，技术含量越高。随着我国不断提升汽车的排放标准，对催化剂的要求越来越高，尤其是正在推广的国六标准，对尾气排放要求非常严格。这些高端的催化剂专利主要掌握在欧美国家手里面，我国每年出口大量的稀土，但也需要进口大量的稀土催化剂及其制品。2018年以前，汽车用的稀土催化剂80%都需要进口。相应地，你也就可以理解美国作为汽车生产大国，对汽车用稀土催化剂需求很高的现状了。人家不仅需要自己使用，还可以出口其他国家赚取利润。

4. 稀土催化剂其他应用

稀土催化剂的第三个大的应用，是化工行业。就像前面说的，很多化学物质的合成都需要催化剂，而用稀土制造的催化剂在里面占据了很大的比例。相应地，我们身边很多东西的生产都有稀土的一份功劳。比如合成的衣物纤维、合成橡胶、合成塑料、合成药物中间体、合成日用化学品、合成香水的香料、合成食品添加剂等等。美国作为世界上最大的发达国家，这方面的需求自然不小。

此外，稀土催化剂还有一个很重要的应用，就是环境治理。这里面包括火力发电站的完全燃烧问题、各种锅炉、工厂的气体排放处理问题，都需要用到稀土催化剂。甚至将来大气环境的治理问题也需要用到稀土催化剂。同时，还有一个前景非常大的应用领域，就是燃料电池，理论上燃料电池可以在不排放有毒废气的前提下大大提高能量的转化效率，很可能成为未来能源的主力军，是各国都在加紧发展的一个领域。

美国作为发达国家，在稀土催化剂领域储备的专利是非常多的，占据了整个行业的高端领域。相应地，稀土在他们手里也就可以创造更高的价值。

我国为了尽快追赶上西方的步伐，加紧了高端稀土催化剂研究和产业化应用推广的力度。最近刚在山东东营建设了国家级稀土催化材料产业园。重在解决稀土催化材料技术在行业应用中的卡脖子问题，主要围绕汽车尾气净化、固定源废气治理、新能源催化等方面进行布局。希望在不久的将来能取得突破性进展。

三、稀土的军事应用

稀土应用在军事上，往往用量不大，却能发挥非常重要的作用。比如，现在的导弹都是激光制导，其激光的发射和接收设备都是离不开稀土的。现在的军用设施都有大量的测距和识别设备，这些测距设备、目标识别设备、目标指示设备都离不开稀土元素的加持。很多红外设备、光学设备，也需要有稀土元素发挥重要的作用。同时，一些战斗装备的合金金属以及涂料也都是添加了稀土材料的。当然，还有一个很重要的应用不能忽略，那就是各种电机使用的永磁材料，这些电机一般都会使用磁性很强的钕铁硼磁铁。关于稀土材料在一些特殊领域的应用原理，前面有些视频已经介绍了，后面我还会继续制作相关视频进行讲解，让大家对稀土的神奇功能多一些了解，别忘了关注东城观星的账号。

稀土有这么多的应用，在军事领域的重要地位自然就不可忽略了。美国一艘弗吉尼亚级核动力潜艇需要使用大概4吨左右的稀土金属，一艘伯克级导弹驱逐舰大概需要2.36吨稀土金属，一架F-35战斗机也需要400多公斤的稀土金属，因为疫情的影响，F-35战斗机的生产因为稀土供应不足而受到了影响，因为很多零部件离开了稀土是无法生产的。相对于催化剂领域应用稀土的量，军事上稀土使用量可以忽略，但其重要性却不能忽略。

四、稀土供应

另外，催化剂使用的稀土往往是产量很高的轻稀土，供应充足，除了中国，还有很多国家的储备都不低。但是军事上还需要用到很多昂贵的重稀土，比如镝、铽、铕等，使用量不大，但难以被替代。而且，重稀土主要来源地是中国，中国经历了前期的无序开采以后，近些年加大了对稀土开采的管控力度，造成了重稀土的价格飙升。以氧化镝为例，2010年还是166美元一公斤，2011年就升高到了1000美元一公斤，今年已经到了1630美元左右一公斤。对于军事应用来说，如果仅仅是价格提高，还能接受，难以接受的是产量的控制。所以，美国非常重视战略稀土的储备和开发问题。

美国大力资助一些国家查找稀土的潜在储备资源，正在推动地球填图计划，也就是了解全球的矿产资源分布。虽然说我国现在是世界上稀土储量最高的国家，但并不是说世界上只有中国才有稀土，也不是说，现在的储量是恒定的，很多国家，尤其是欠发达国家对资源的勘察程度还不高，很多矿产还没有发现。比如，早先认为中国第一，俄罗斯和美国都名列前茅。通过勘察发现，巴西的稀土储量超过俄罗斯和美国，达到了中国储量的一半以上，再后来发现越南的储量和巴西的差不多，并列第二。目前来说，还有广大非洲地区和很多其他国家还没有经过充分地勘察。一旦充分探查，世界稀土储量排名可能还会发生变化，随着不断开采，各国的储量也会发生变化。在这其中，中国的储量下降是最快的，因为我国是主要的稀土出口国。

我们国家的稀土储量不断减少，尤其是重稀土减少更快，同时还给国内带来了环境污染问题。国家出台相关政策限制稀土的无序开采，显然是非常必要的，不能把全世界的稀土需求都压在中国一个国家身上。让巴西、越南、澳大利亚、印度、蒙古国这些稀土大国也都分担一下吧。

多说一句，我国现在是稀土大国，但还不算是稀土强国，因为我国虽然在稀土产业链的上游矿产开采和中游稀土提炼占据比较重要的位置，但在下游产业的稀土应用，还不算强者。稀土下游产业的利润率高，经济效益好，战略价值高。主要专利集中在日本、美国和欧洲企业手里面，很多高端领域甚至依然对我国卡脖子。国内正在加强研究，加速产业化推广，争取到2030年左右成为真正意义上的稀土强国！