稀土元素在全球金属市场中占比不高,但在地缘政治和高端制造领域具有重要战略意义。长期以来,中国在稀土供应链中处于主导地位,并在贸易摩擦中多次被外界视为关键筹码。
为降低对中国供应的依赖,美国等国家近年加快布局,从上游矿山开发到磁体、电机制造环节均有新项目推进。不过,相较于中国经过数十年形成的完整产业体系,这一重构过程仍然缓慢。
总部位于美国的初创公司 Radify Metals 认为,稀土及其他关键金属供应链中有一处关键环节尚未得到足够重视——将金属氧化物转化为可用于合金和器件制造的纯金属。
Radify Metals 联合创始人兼首席执行官 Zach Detweiler 在接受 TechCrunch 采访时表示,要支撑完整的工业体系,供应链各环节的产能必须相互匹配,而金属氧化物向纯金属的转化正是“缺失的中间环节”。
目前主流的金属精炼工艺主要依赖高温冶炼或湿法冶金,通过高温或水溶液体系剥离金属氧化物中的氧,从而获得更易用于制造高性能磁体和电子元件的金属。这些工艺已被广泛应用,但伴随的污染问题也长期存在。
业界此前曾探索利用等离子体进行还原的路线。等离子体是一种由高能粒子构成的高温状态,可用于从金属氧化物中去除氧,理论上该工艺的主要副产物仅为水蒸气。不过,由于成本和工程实现难度较高,这一路线一直未能实现商业化应用。
Radify Metals 称,其团队通过电力电子和工程设计方面的改进,在处理金属粉末等关键环节上取得进展,从而提升了等离子体工艺的效率。该公司近期向 TechCrunch 独家展示了相关技术,并表示已从 Overture、Founders Inc.、Mana Ventures 和 Acequia Capital 等投资方筹集了近 300 万美元资金。

据介绍,Radify 的反应堆可处理多种金属氧化物,目前重点放在镝和钐两种稀土元素上,它们是高性能磁体和部分电子产品的重要原料。
在该公司设计的反应堆中,氢气首先被加热形成等离子体,随后金属氧化物粉末被送入反应腔,在其中发生还原反应,去除与金属结合的氧,最终在另一端产出纯金属。Radify 表示,通过调整反应堆的运行参数,即可适配不同金属品种。
公司称,这一设计使反应堆体积显著小于传统大型装置,有望在降低制造成本的同时提高工艺灵活性。
Detweiler 在谈及市场波动时表示,如果中国将镝价格压至极低水平,例如每公斤 1 美元,试图挤出竞争对手,Radify 仍可将产能转向钛或锆等其他金属。他认为,这种可切换性将增强公司应对金属价格波动的能力。
目前,Radify 的五人团队正在加利福尼亚州坎贝尔的实验室内继续优化工艺。公司目标是在今年年底前实现每天数公斤纯金属的产量,并计划在未来数月内进一步融资,用于建设一台日处理能力约 100 公斤的试点反应堆。
Detweiler 表示,如果公司能够在更大规模上复制当前实验结果,可能会对中国以外地区的稀土供应格局产生影响。现阶段,中国境外的稀土价格通常为中国价格的数倍。他预计,Radify 在近期有望以高出中国价格约 50% 的成本生产稀土,并补充称他预期中国现货价格未来可能上升。按照其设想,随着产能扩大,公司最终有机会实现与中国价格大致持平甚至更低。
除镝和钐外,Radify 还在评估将该技术应用于铪、铀、钪和钛等多种金属,这些金属广泛用于电子和航空航天等领域。公司称,基于等离子体的工艺同样适用于铁和铝等大宗金属,但目前效率尚不足以与现有成熟工艺竞争。Detweiler 表示,如果未来在这些金属上也能达到足够效率,将可能对金属制造方式带来重大改变。