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战略金属钨短缺:美国重振本土采矿业

战略金属钨短缺:美国重振本土采矿业

钨,这种以其卓越硬度著称的“超级金属”,正因其在全球供应链中的日益稀缺而重新点燃美国的本土采矿雄心。作为国防工业不可或缺的关键战略金属,钨广泛应用于各类军事弹药,包括“战斧”导弹等。然而,自全球主要生产国中国于2025年实施出口限制以来,钨的供应变得异常紧张。尽管美国本土钨矿生产曾因进口成本过低而在2015年停滞,但当前的供应危机,特别是中东地区冲突导致的弹药消耗激增,正促使美国企业和政府重新审视并积极推动国内钨的勘探与生产。

钨以其无与伦比的坚韧性而闻名。在元素周期表中,钨是所有元素中熔点(6,192华氏度,约3,422摄氏度)和沸点(10,706华氏度,约5,920摄氏度,接近太阳表面温度)最高的元素。它拥有所有金属中最高的抗拉强度,且密度大于铅,这些独特的物理特性使其成为制造穿甲弹和地堡克星弹药的理想材料。除了军事用途,钨也是切割和钻孔工具(如锯片和钻头)的关键成分,在基础设施建设中扮演着不可或缺的角色。美国钨业公司(American Tungsten)首席执行官阿里·哈吉(Ali Haji)指出:“没有钨、碳化钨或钨尖工具,任何基础设施的普遍建设都几乎不可能实现。”

根据美国地质调查局(U.S. Geological Survey)今年早些时候发布的一份报告,2025年中国生产了全球近94,000吨钨,占全球供应量的78%以上。随着出口限制的实施,全球钨矿石价格自2025年初以来稳步上涨。在美国,钨的进口成本自2018年以来持续攀升,尽管最近几个月价格有所回落,但整体供应紧张的局面并未缓解。这一危机在近期中东地区的军事冲突中尤为凸显。2月27日,为应对钨及其他关键金属的短缺,美国五角大楼致函1500多家与美军合作的公司和学术机构,敦促其增加国内生产。次日,美国对伊朗发动了首次空袭。

在随后的四周内,美国发射了超过850枚“战斧”导弹,这一数量是国防部年度采购量的九倍多。此外,据战略与国际研究中心(Center for Strategic and International Studies)4月份的一份报告显示,美国还使用了至少40枚“精确打击导弹”(Precision Strike Missiles),而其总库存估计为90枚。这些导弹设计为在空中爆炸,向外喷射超过18万颗钨弹丸。3月底,《纽约时报》报道称,这些导弹于2月在伊朗拉梅尔德市的平民区上空引爆。随着伊朗冲突的持续,此类武器的使用量预计将进一步增加,国防工业领导人计划与白宫会面,讨论导弹供应日益减少的问题。

面对严峻的供应形势,美国政府和企业正积极行动。美国地质调查局的报告显示,美国西部地区拥有丰富的钨矿藏。美国能源部于去年1月宣布,向德克萨斯州的MELT Technologies公司提供超过570万美元,用于生产碳化钨。同时,国防部去年向Guardian Metal Resources公司拨款620万美元,用于对内华达州的一处矿山进行预可行性研究。国防部工业基地政策代理助理部长维克·拉姆达斯(Vic Ramdass)在宣布2025年对Guardian Metal Resources拨款的新闻稿中强调:“开发国内钨来源是我们最重要的关键和战略矿产优先事项之一。”

私营企业也纷纷响应。美国钨业公司计划在2027年前使其爱达荷州矿场投产,哈吉表示,该矿最终有望满足美国8%的钨需求。今年2月,该公司公布了对该矿场初步勘探结果,表明其蕴藏着大量的三氧化钨和银。国际采矿公司Almonty Industries去年收购了蒙大拿州的一处钨矿,并于今年早些时候将总部从多伦多迁至蒙大拿州。

钨矿石开采后,通常被加工成精矿,然后运往加工厂,转化为仲钨酸铵(APT)。随后,APT通过煅烧过程在高温下加热,并用氢气还原,生成销售给制造商和其他最终用户的钨粉。尽管钨本身在很大程度上无毒,但采矿副产品——尾矿——可能含有砷、铜、锌和铅等有害金属,并可能渗入环境。哈吉表示,美国钨业公司的矿山通过在水位以上钻探来避免这些问题,确保“现场没有排放物”,并且矿石品位“普遍比目前生产的全球平均水平高出三倍”。

除了传统应用,科学家们也在探索钨的新用途。2024年,法国和美国科学家成功地在一个内衬钨而非传统石墨瓦的托卡马克核聚变装置中,将5000万摄氏度的等离子体约束了六分钟。普林斯顿等离子体物理实验室先进项目负责人路易斯·德尔加多-阿帕里西奥(Luis Delgado-Aparicio)将其比作“试图抓住家里的猫和试图抚摸最凶猛的狮子之间的区别”,形象地说明了处理钨的挑战性。随着钨供应持续紧张,美国工业界也在调整策略。例如,为石油和天然气行业服务的钻头制造商正用磨损更快的钢钻头替代钨钻头。哈吉希望美国政府能通过价格保护等措施,支持新兴的国内关键超级金属供应商,以保护已投入大量资本的北美本土生产项目。


参考文献: Ari Sen, Megha Satyanarayana. Tungsten crunch rekindles U.S. mining ambitions. Scientific American, 2026; DOI: N/A
(责任编辑:scinews)