張致吉 / 工研院產科國際所
稀土在台灣的各項應用及其存在的價值，與我國電子產業於國際市場的供應鏈是密不可分的。國際局勢詭譎多變，不免讓吾人感受到此時正當全球供應鏈的重組之際，掌握稀土料源更加突顯其重要性。然而我國缺乏本土礦場的資源，同時產業技術亦無法建置，取而代之的是進口與城市礦山的開採。對台灣產業而言，城市礦山的回收資源是較符合低碳開採原則之趨勢，未來如何建立兼具環保又能富集的回收原料，並且達到循環經濟的效果，不僅是台灣面臨的重要課題，同時也是未來產業的機會。本文從台灣早期稀土產業歷史的探討，到稀土應用範圍、回收料源的管道與類別，以及回收技術的建置，做一完整而淺顯的剖析，也希望讀者能對稀土元素的應用進一步了解，其實稀土就在你我的周遭。
【內文精選】
稀土產業傳統的應用市場
1. 稀土在台灣相關產業應用
台灣稀土應用的下游重點產業包括各類工業用馬達與工具機、資通訊產品以及綠色能源與電動汽車等。從稀土原料應用到4C終端產品供應鏈中可以清楚知道，其中關鍵零組件對於稀土元素的需求直接影響了液晶面板、儲存碟(早期的光碟機，現今的高速伺服器存取)、相機模組、馬達、鎳氫充電電池以及精密電路所不可或缺的被動元件。又由於多年來我國在各類電子終端產品的產量高居全球前三大者，包括桌上型電腦、主機板、伺服器、筆記型電腦等，以及近年來高頻通訊的需求、智慧型手機的功能多樣化，使得單一隻手機就可從介面(觸控螢幕)以及功能涵蓋了之前的電腦、相機、微型馬達以及充電電池等功用；加上工業自動化與電動汽車的興起，多項元件或模組無不與稀土元素息息相關，直接或間接地關係著國內多項產業的競爭力。
台灣發展稀土產業之挑戰
我國稀土產業發展目前進展如圖五所整理。從半導體到工業或能源的範疇，在各種應用領域中皆僅看到自配方技術往下游的應用開枝散葉。值此國際局勢詭譎多變之際，美中科技戰、俄烏戰爭致使全球供應鏈重組的情況下，掌握稀土料源更加突顯其重要性。然而在我國本土除了1990年以前鑫海稀土公司(後併給天弘化學)曾有過短暫的開採、分離與提煉的產業經驗與技術落實之外，隨著礦場的關閉，這三段的產業技術亦隨之沒落，取而代之的是廉價的稀土進口；另一方面美國稀土各礦場因提煉過程中遭到污染而被迫停工，天弘化學公司雖然具有全套提煉技術，卻因生產不符成本而停工，至今沒有再度投入的計畫，輸出稀土原料自此以中國獨大。
圖五、我國稀土產業發展目前進展
稀土產業新興應用–缺乏資源下的解決方案
1. 回收之稀土料源
中國是稀土的主要供應國，長年以來其稀土原料或氧化物產品的大量輸出，已使各國普遍認為中國壟斷全球稀土金屬的生產和精煉供應，同時也帶給各高度仰賴進口國嚴重的供應風險意識與威脅。因此，各個國家廣泛擴展對稀土金屬回收再利用的研究，尤其是鄰近的日本與韓國。因為除了台灣外，中、日、韓也是高度仰賴電子產業經濟的國家，在回收的稀土料源統整中，我國與日、韓甚至包括中國，主要皆是以報廢之電子/電機的終端產品為回收最大宗，回收商從所回收的終端報廢產品中拆解出含稀土元素的元件產品，再進行元素分離，回收稀土(包含稀貴金屬)料源。大致上分為以下步驟：①收集各種含有稀土元素的報廢品；②對所收集的報廢品進行預處理，包括拆解、破碎等；③對含有稀土元素之被破碎產品進行分離和淨化，這裡通常使用冶金法和萃取法；最後進行稀土金屬以及稀土氧化物的回收。
從圖六的綜合整理中也看到，回收之稀土料源主要來自於報廢的電子/電機終端產品廢棄物、電池、風機、合金以及上述所有相關產品的下腳料 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖六、電子電機終端產品與稀土回收再利用循環圖
★本文節錄自《工業材料雜誌》438期，更多資料請見下方附檔。