为什么开采钕等稀土元素如此具有挑战性（如图所示）？
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稀土元素具有许多有用的特性，使它们受到科技和能源行业的追捧。这一系列 17 种金属包括元素周期表底部的 15 种金属元素，以及钇和钪元素。
其中最有价值的是钕、镨、铽和镝，它们充当超强微型磁铁，是智能手机、电动汽车电池和风力涡轮机等电子产品的重要组成部分。然而，它们有限的全球供应是需要这些金属来继续制造各种现代必需品的政府和公司的一大担忧。
但为什么稀土元素如此稀有呢？
事实证明，它们并不是那么罕见。美国地质调查局（U.S. Geological Survey）对不同元素的“晶体丰度”（即如果你平均地壳，有多少可用元素）的研究发现，大多数稀土“与铜和锌等普通金属处于同一数量级”，弗吉尼亚理工大学采矿和矿物工程系教授兼负责人亚伦·诺布尔（Aaron Noble）说， 告诉《生活科学》。“它们肯定不像银、金和铂等金属那么稀有。
虽然这些元素相当常见，但它们很难从其天然来源中提取。
“'麻烦的地球'会是一个更好的名字，”西弗吉尼亚水研究所所长Paul Ziemkiewicz告诉Live Science。“问题是，他们只是没有那么集中在一个地方。在美国，所有页岩中大约有每公斤300毫克[每磅0.005盎司]的稀土。这就是你在后院挖一个洞会得到什么。
通常，由于不同的地质过程，如熔岩流、热液活动和山体形成，金属集中在地壳内。然而，稀土元素的不寻常化学性质意味着这些金属在这些特殊条件下通常不会聚集在一起。因此，这些元素的痕迹遍布全球，使得这些材料的开采效率特别低下。
有时，地下极端酸性条件会略微增加某些地区存在的稀土元素的数量。但找到这些难以捉摸的丰富网站只是第一个挑战。
在自然界中，金属以称为矿石的化合物形式存在，其包含通过强离子键与其他非金属物质（称为反离子）连接的金属颗粒。为了获得纯金属，必须打破这些键并去除抗离子 - 但这种分离的难度取决于所讨论的金属和抗衡离子。
矿石可以存在于各种金属中，而不仅仅是稀土元素。例如，铜和铁也可以形成矿石。
“铜矿石通常以硫化物的形式出现。您将矿石加热到它以气体形式驱除硫化物的程度，纯铜从反应容器的底部掉出。这是一个非常容易的提取，“Ziemkiewicz解释说。“其他的，如氧化铁，需要添加剂来使它们释放金属。但稀土的分离要复杂得多。
稀土金属天然具有三个正电荷，并与磷酸盐反离子形成令人难以置信的强离子键，每个离子具有三个负电荷。因此，提取过程必须克服正极金属和负极磷酸盐之间非常强烈的吸引力——这不是一件小事。
“这是一个非常漫长而复杂的纯金属供应链，”Noble说。“稀土矿石是非常化学稳定的矿物 - 你必须投入大量的能量和化学强度来分解它们。通常，该过程使用非常低的pH值，非常激进的条件和非常高的温度，因为将矿石结合在一起的键非常牢固。
正是这种提取纯元素的困难使稀土元素得名。一些研究人员正在研究从旧电子产品和工业废物中回收和提取这些有价值的金属的新方法，以减轻当前供应的压力;其他人正试图在新化合物中重现不寻常的磁性和电子特性，以提供这些难以捉摸的金属的替代品，并且可以在更容易获得和人造化合物中发挥作用，这些化合物的行为类似于稀土元素。
不过，就目前而言，即使需求飙升，麻烦的稀土也无可替代。
