用於製造手機的元素從60到64種,包括銅、鋁、鐵和稀土元素。有些元素只需要1毫克或更少,但他們是製造手機不可缺少的稀有元素。

人們難免會有這樣的擔憂:現代社會賴以生存的礦產資源有一天會枯竭嗎?哪種資源會先被耗盡?科學家相信資源不會枯竭。但這未必是好消息,因爲雖然資源不會枯竭,但在不久的將來出現的原材料供應情況令人深感憂慮。

任何資源都不會“耗盡”

科學家對資源枯竭的理解是:第一,幾乎不可能證明一種資源已經枯竭,因爲我們不可能對地球的每一寸區域做到了如指掌;第二,當某種資源接近“枯竭”的時候,剩餘資源的價格將迅速飆升,迫使人們轉向其他替代品。例如,在20世紀80年代,冰晶石(用於鋁工業)的開發由於剩餘儲量太少而停滯,失去了開採價值。之後,人工合成的替代品取代了冰晶石。

歷史上,如果一個元素被耗盡,人們會尋找性能相當的替代品。不幸的是,很難找到一個好的替代品。在最近的一項研究中,耶魯大學工業生態學中心主任托馬斯·格拉德爾和他的同事們試圖找到62種金屬的最佳替代品。在這些金屬中,有12種沒有找到主要用途的替代品。在62種金屬中,還沒有找到可以替代所有用途的金屬。一旦使用性能較差的替代材料,計算機的計算速度會變慢,汽車的發動機效率也會降低。

地球上最稀缺的元素

有研究指出,從銠在地殼中的比例和對人類社會的重要性來看,銠是地球上最稀缺的元素,其次是金、鉑和碲。

銠屬於鉑族金屬(鉑族金屬還包括鉑、鈀、銥、鋨、釕)。鉑族金屬和金、銀一樣,都是稀有貴金屬,它們在地球上的含量很小。鉑族金屬廣泛應用於石油、汽車、電子、化工、原子能、環保等行業。它們不用於這些行業,但起着關鍵作用,因此被稱爲“工業維生素”。其中,銠是最稀有的鉑族金屬。其主要用途是作爲汽車尾氣淨化催化劑,減少有害物質的排放。隨着汽車產量的增加和環保標準的日益嚴格,未來汽車工業對銠的需求量將繼續增加。

碲是地殼中的一種稀有元素。它的含量與金相似,也是地殼中最少的半導體元素。一半以上的碲消耗用於冶金工業,以改善鋼的性能。碲化合物也是薄膜太陽能電池的主要原材料。未來幾十年,碲將成爲最重要的戰略資源之一。

鉍在電子陶瓷、電子陶瓷等領域有着廣泛的應用。由於鉍的“綠色特性”,有望在許多領域取代鉛。然而,儘管對鉍的需求不斷增長,但由於資源的限制,鉍的產量正在下降。

銦是一種稀有的戰略金屬。它在地殼中的分佈不僅很少,而且非常分散。它只作爲雜質存在於鋅和其他金屬礦石中。銦對液晶顯示器、平板電腦和智能手機的需求占主導地位。此外,在太陽能電池、電子信息、國防軍事、航空航天、核工業等領域具有極其重要的戰略價值。

銻是我國儲量、產量佔世界第一的稀有小金屬,主要消費領域爲阻燃劑、鉛酸蓄電池、催化劑和玻璃工業。中國擁有世界三分之一的儲量,佔世界銻供應量的90%以上。

鎢是世界上最堅硬的金屬。它被稱爲工業用鑽頭中不可替代的工具。鎢、銻、錫、稀土被稱爲中國四大戰略資源。

鎵作爲新一代半導體材料,被譽爲電子產業的中堅力量,廣泛應用於智能手機、LED燈、太陽能發電、軍事、醫療等領域。

鈷被稱爲“工業味精”,是最稀缺的戰略資源之一。絕大多數的鈷被用作鋰離子電池的陰極材料。每個手機電池含有約6.6克鈷,而每輛新能源汽車需要10公斤以上的鈷。可以看出,未來對鈷的需求將呈現爆發式增長。

稀土元素

稀土元素是鈧、釔、鑭系元素等17種金屬元素的總稱。稀土元素廣泛應用於國防工業、冶金、機械、石油、化工、玻璃、陶瓷、紡織、皮革、農業、畜牧業等領域。例如,在鋼鐵和有色金屬中,只有少量的稀土元素才能顯著改善金屬材料的性能。

相關文章