中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所陳偉強(qiáng)研究團(tuán)隊(duì)在環(huán)境生態(tài)領(lǐng)域權(quán)威期刊Resources, Conservation & Recycling發(fā)表了題為Supply and demand conflicts of critical heavy rare earth element: Lessons from gadolinium的學(xué)術(shù)成果。 

　　對(duì)資源流動(dòng)過程及供需格局的量化研究是識(shí)別技術(shù)突破方向并促進(jìn)其安全可持續(xù)發(fā)展的重要手段。因此，資源流動(dòng)及格局圖譜繪制對(duì)稀土等關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈瓶頸的識(shí)別、評(píng)估和管理十分重要。釓（Gadolinium）用途廣泛但其供需來源單一：在需求端，作為室溫下具有鐵磁性的四種元素（鐵、鈷、鎳和釓）之一，在磁共振成像的造影劑中得到大量應(yīng)用，此外也廣泛應(yīng)用于光學(xué)玻璃、熒光粉、釹鐵硼永磁體（替代高價(jià)的釹元素）等下游部門；在供應(yīng)端，作為重稀土元素之一，釓資源在稀土礦中的配分較低，且供應(yīng)不確定性較大，容易受到國(guó)際地緣競(jìng)爭(zhēng)、環(huán)境規(guī)制、技術(shù)演進(jìn)、低碳轉(zhuǎn)型等多重因素的影響。 

　　在此背景下，研究組以釓資源為研究對(duì)象，開發(fā)了基于物質(zhì)流分析方法的關(guān)鍵礦產(chǎn)流動(dòng)及格局圖譜繪制模型，量化分析了1990-2018年中國(guó)釓資源全生命周期的物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，系統(tǒng)厘清了中國(guó)釓資源供需格局的變化趨勢(shì)及其驅(qū)動(dòng)因素，有效識(shí)別了中國(guó)釓資源供需瓶頸并提出針對(duì)性的對(duì)策建議。 

　　研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)： 

　　1.中國(guó)釓資源供應(yīng)在歷史上呈現(xiàn)出過剩-短缺-過剩階段特征。1990-2006年，釓資源產(chǎn)量大幅增加，下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，資源嚴(yán)重過剩。2007-2017年，釓資源產(chǎn)量持續(xù)下降，下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已逐漸形成規(guī)模，資源逐漸轉(zhuǎn)向短缺。2018年，釓資源貿(mào)易逐漸轉(zhuǎn)向凈進(jìn)口，資源出現(xiàn)大量過剩。 

　　2.2005年，中國(guó)釹鐵硼永磁產(chǎn)業(yè)的釓需求量超過光學(xué)玻璃，釹鐵硼永磁體成為釓的主要應(yīng)用方向。釓在釹鐵硼永磁體中的作用是替代部分釹元素以節(jié)省成本，而過量添加釓會(huì)顯著降低釹鐵硼永磁體的磁性能。因此，釓主要用于消費(fèi)電子（如耳機(jī)、揚(yáng)聲器）等中低性能釹鐵硼永磁應(yīng)用。 

　　3.釹鐵硼永磁體應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展將帶來釓資源長(zhǎng)期短缺風(fēng)險(xiǎn)。受到釹鐵硼永磁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及釹價(jià)格長(zhǎng)期處于高位的影響，含釓釹鐵硼永磁體的產(chǎn)量將持續(xù)增加且釓添加量也將不斷上升。預(yù)計(jì)到2030年，75%的釓需求量將來自釹鐵硼永磁應(yīng)用，并將產(chǎn)生約830噸的釓資源缺口。 

　　中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所汪鵬研究員為論文通訊作者，中國(guó)科學(xué)院贛江院-江西理工大學(xué)聯(lián)培博士生趙燊為第一作者，其他作者包括城市環(huán)境研究所陳偉強(qiáng)研究員、王翹楚助理研究員、中國(guó)科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院王路副研究員、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士生陳瑋等。該成果在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下完成。 

　　論文鏈接

2000、2006、2011、2018年中國(guó)釓元素供需情況