维度网讯，随着全球能源转型、汽车电气化及人工智能发展推动稀土与稀有金属需求激增，北美铝业和废物管理公司正加速从铝土矿残渣（赤泥）中回收钪、镓、稀土等关键材料。ElementUSA计划投资8.5亿美元建设年产100万吨钪、镓和稀土的设施，力拓已成功提取首批原生镓并规划年产40吨的商业规模产能，美铝与METLEN也在推进各自的镓生产项目。这些举措旨在降低美国在稀土和关键金属上对进口的完全依赖，其中中国目前提供了全球超过90%的稀土加工与精炼以及98%的镓初级供应。
稀土元素是一组包含17种软重金属的元素，包括15种镧系元素以及钪和钇，通常分为轻稀土和重稀土。钪对铝工业最为关键，用于制造航空航天铝合金以提升燃油效率、耐腐蚀性和抗疲劳性。研究人员Wu等人发现，稀土元素可将铝合金晶粒尺寸减小多达50%，提高抗拉强度并改善高温稳定性。锂和镓同样具有战略重要性：锂用于锂离子电池，2024年电池用途占锂总需求的87%；镓在化合物半导体和集成电路中优势显著，目前中国开采和生产了全球98%的镓初级供应。
“稀土”一词源于提取这些元素的挑战，而非其地壳丰度。中国提供了超过90%的稀土加工和精炼，全球高品位矿床主要限于中国、美国、澳大利亚、俄罗斯、印度和巴西。根据USGS数据，2025年中国稀土矿山产量为27万吨，储量4400万吨；美国产量为5.1万吨，储量190万吨。美国是第二大稀土生产国，其Mountain Pass矿山由MP Materials Corp.运营，截至2022年拥有证实和概算储量1890万吨矿石，含约136万吨稀土氧化物，平均品位7.06%，每年生产4.2万至4.3万吨稀土精矿，占全球产量的15%以上。美国正积极投资新项目，包括由USA Rare Earth收购的Texas Mineral Resources在德克萨斯州建设Round Top Mountain露天矿，预计到2030年每天提取近4万吨稀土和关键矿物原料。Rare Element Resources Ltd.于2026年3月开始运营其怀俄明州厄普顿的稀土加工和分离示范工厂，并推进Bear Lodge稀土项目。REalloys子公司Terves LLC获得国防后勤局合同，开发模块化钐和钆生产，目标年产300吨，并与萨斯喀彻温研究委员会合作建设中国以外最大的重稀土金属化工厂。加拿大于2021年6月开设首个稀土矿山Nechalacho，由Vital Metals运营，截至2021年9月从North Tardiff矿坑生产了2.8万吨矿石，Tardiff区域测量和指示资源量为1.927亿吨，总稀土氧化物（TREO）品位1.3%，含250万吨TREO。2025年概略研究发现，Tardiff在最初11年矿山寿命内每年可生产5.6万吨稀土精矿，品位为26.4% TREO和3.3%氧化铌。全国有超过20个活跃稀土项目，总储量和资源量为1520万吨稀土氧化物。
铝土矿残渣（赤泥）是拜耳法生产氧化铝的副产品，每生产一吨氧化铝约产生1.23吨赤泥，全球年产生量超过1.7亿吨，累积量超过30至40亿吨。2016年北美有5家氧化铝精炼厂运营，到2026年预计仅有路易斯安那州格拉梅西的大西洋氧化铝公司（Atalco）和加拿大魁北克省容基埃尔的力拓Vaudreuil工厂继续运营。Atalco精炼厂于1957年投产，月产氧化铝能力10万吨，赤泥累积超过30年储存在6个尾矿池中，公司投资3000万美元安装Diemme Filtration GHT2500F压滤机，截至2025年年中实现超过73%的干燥度和60%的干堆产量，环境风险降低超过35%。力拓Vaudreuil工厂成立于1936年，每年生产150万吨氧化铝，年产生约100万吨铝土矿残渣，储存量超过4000至7000万吨，投资2.5亿加元建设过滤和优化工厂，配备4台85吨Diemme脱水压滤机。赤泥中稀土元素浓度为500至1700 ppm（0.05至0.17 wt.%），因拜耳过程富集而高于地壳两到三倍，主要包含铈（300至700 ppm）、镧（80至150 ppm）、钕（90至130 ppm）、钪（120至390 ppm）和钇，其中钪占稀土经济价值高达95%。
ElementUSA于2021年首次宣布计划从Atalco的格拉梅西精炼厂储存的赤泥中回收稀土和关键金属，正在精炼厂附近建设一座耗资8.5亿美元的回收、分离和选矿设施，目标年产能为100万吨钪、镓和稀土。该公司2025年9月在德克萨斯州雪松公园建立3万平方英尺的关键资源加速器，已实现50%的稀土和30%的钪提取率，目标零固体废物。凭借3500万干吨储量，格拉梅西精炼厂可维持约30年稀土提取。ElementUSA于2022年9月与LAlumina签署合同，处理多达1500万吨赤泥。美国国防部2025年11月向ElementUSA拨款2990万美元，用于建立从格拉梅西精炼厂提取钪和镓的能力，该厂每年将提取和纯化多达50吨镓，成为美国首个主要原生镓来源。ElementUSA于2025年12月与Metallium签署有约束力的意向书，包括高达1010万美元的非稀释性资金，用于部署闪蒸焦耳加热技术。美国关键材料公司（USCM）与哥伦比亚大学于2026年4月签署为期两年的赞助研究协议，推进从赤泥中生产镓、钪、钛和稀土的项目，将研究来自不同地点的赤泥并进行表征和工艺开发。
力拓于2024年12月启动研发项目，评估在Vaudreuil氧化铝精炼厂提取和回收镓的潜力，2025年5月与Indium Corporation成功提取首批原生镓。中试工厂将于2027年在萨格奈精炼厂投入运营，计划在同一地点建设年产能高达4吨镓的示范工厂，加拿大政府有条件批准了高达1895万加元的不偿还资助。商业规模工厂年产量可能达到40吨，占当前世界镓产量的5至10%，魁北克省政府提供高达700万加元的财政支持。
在其他国家，美铝公司与美国、澳大利亚政府于2025年10月宣布计划推进西澳大利亚Wagerup氧化铝精炼厂的镓工厂开发，合资特殊目的公司将与日本澳大利亚镓联合公司（日本政府和双日株式会社的合资企业）共同组建，并由美铝运营，该工厂预计每年生产100吨镓。METLEN能源与金属公司于2025年1月做出最终投资决策，在希腊圣尼古拉奥斯的希腊铝业工厂内实施2.955亿欧元项目，目标总产能为每年200万吨铝土矿、126万吨氧化铝（目前为86.5万吨）以及首次每年50吨镓，该项目将使欧洲完全取代镓进口，铝土矿工程计划于2026年投产，氧化铝和镓生产从2027年逐步启动，2028年全面运营。
