What the seventeen elements are actually used for, every step that turns a rock into a magnet, a catalyst, a laser or a phosphor, and who controls what along the way. Written for a reader with no chemistry or mining background.
The magnet story dominates the headlines, but it is roughly a third of the market. The other two thirds are refineries, glass, screens, lasers and ceramics, and they matter because they are what keeps the light elements economic.
Rare earths are fifteen lanthanides plus scandium and yttrium. They are not scarce in the ground. Cerium is more common in the earth's crust than copper. What is hard is separating them from each other, because chemically they behave almost identically. Every element below occurs in the same ore body, so a producer cannot choose to make only the profitable ones. That single fact, called the balance problem, shapes the entire industry.
| Element | Class | What it is actually used for | Why that element, and supply note |
|---|---|---|---|
| Scandium Sc, 21 | Special | Aluminium-scandium alloys for aerospace frames, high-end bicycles and additive manufacturing. Electrolyte in solid oxide fuel cells. Metal halide stadium lamps. | Adding under 0.5% scandium to aluminium gives large strength and weldability gains. Almost no primary mine exists; it comes as a by-product of titanium, uranium and nickel laterite processing, which is why it stays expensive. |
| Yttrium Y, 39 | Heavy | Yttria-stabilised zirconia: thermal barrier coatings on jet engine turbine blades, oxygen sensors in cars, dental crowns, cutting tools. Red phosphors. Host crystal for YAG lasers. YBCO high-temperature superconductors. Microwave filters in radar. | Yttria stabilises zirconia in its tough tetragonal form and survives above 1,200°C, which is why jet engines can run hotter than their metal should allow. Grouped with the heavies commercially and comes largely from ionic clay. |
| Lanthanum La, 57 | Light | Fluid catalytic cracking catalyst in oil refineries, the single largest use by volume. Nickel metal hydride battery electrodes in hybrids. High refractive index optical glass for camera and phone lenses. Hydrogen storage alloys. | In a refinery, lanthanum stabilises the zeolite so it keeps cracking heavy oil into petrol at 700°C. Abundant and cheap, and the world has more of it than it needs. |
| Cerium Ce, 58 | Light | Cerium oxide polishing powder for display glass, optical lenses and semiconductor wafers. Oxygen storage in petrol autocatalysts. Ultraviolet blocking glass. Diesel fuel-borne catalyst. Mischmetal and lighter flints. Cerium-doped YAG, the yellow phosphor that makes white LEDs white. Scintillator crystals. | Cerium flips easily between two oxidation states, so it can absorb and release oxygen on demand. That is what an autocatalyst needs. The most abundant rare earth, and structurally in surplus. |
| Praseodymium Pr, 59 | Light | Blended with neodymium as NdPr in permanent magnets. Yellow ceramic and glass pigment. Didymium glass in welding and glassblowing goggles. High-strength alloys in aircraft engines. | Chemically so close to neodymium that separating the two adds cost for little benefit, so the industry ships and prices them together as NdPr. Didymium glass absorbs the sharp yellow sodium flare, which is why a glassblower can see the work. |
| Neodymium Nd, 60 | Light | NdFeB permanent magnets, by far the dominant use. Nd:YAG industrial and medical lasers. Violet glass and ceramic colouring. Capacitor dielectrics. | The compound Nd2Fe14B has an exceptionally strong preference for magnetising along one crystal axis, which is what makes the strongest commercial magnet possible. This is the element that carries the entire investment case. |
| Promethium Pm, 61 | Special | Nuclear batteries for spacecraft and pacemaker research, luminous paint, thickness gauges in manufacturing. | Has no stable isotope and does not occur in usable quantity in nature; it is made in reactors. Commercially negligible, listed here only for completeness. |
| Samarium Sm, 62 | Mid | Samarium-cobalt permanent magnets for defence, aerospace, motorsport and downhole tools. Neutron-absorbing reactor control rods. Samarium-153 for bone cancer pain therapy. | SmCo is weaker than NdFeB but keeps working past 300°C and does not corrode, so it goes where heat or reliability beats raw strength. Japan's 2026 supply agreements specifically added samarium, which tells you where defence demand is heading. |
| Europium Eu, 63 | Heavy | Red and blue phosphors in displays, fluorescent lamps and LED lighting. Anti-counterfeiting markers in euro banknotes. Reactor control rods. | Europium gives an extremely pure narrow-band red, which no cheap substitute matches. Demand fell sharply when compact fluorescent lamps died out, so it is one of the few rare earths in genuine oversupply. |
| Gadolinium Gd, 64 | Heavy | Contrast agents injected for MRI scans. Neutron shielding and control rods. X-ray intensifying screens. Magnetic refrigeration research. | It has the highest neutron capture cross-section of any stable element and seven unpaired electrons, which is exactly what makes it visible on an MRI. A rare case where a rare earth ends up inside a patient. |
| Terbium Tb, 65 | Heavy | Diffused into the surface of NdFeB magnets so they survive engine bay heat. Green phosphor in displays and lamps. Terfenol-D magnetostrictive alloy for sonar transducers and precision actuators. | The most expensive of the magnet elements and the tightest supply of all. Terfenol-D physically changes length in a magnetic field, which is how a naval sonar makes sound. |
| Dysprosium Dy, 66 | Heavy | The heat-resistance additive in NdFeB magnets for electric vehicles and wind turbines. Nuclear control rods. Terfenol-D. Radiation dosimeters. | Without dysprosium or terbium an NdFeB magnet starts losing its magnetism around 80°C, which is below the temperature inside a car motor. This is the element that export controls are really aimed at. |
| Holmium Ho, 67 | Heavy | Holmium lasers used in urology to break kidney stones and treat the prostate. Magnetic flux concentrators in research magnets. Yellow and red glass colouring. | Holmium has the highest magnetic moment of any element. Its laser wavelength is strongly absorbed by water, so it cuts tissue precisely without burning deep, which is why surgeons like it. |
| Erbium Er, 68 | Heavy | Erbium-doped fibre amplifiers, which regenerate the light signal every 80 to 100 km along every long-haul and submarine fibre optic cable in the world. Er:YAG dental and dermatology lasers. Pink glass and glaze colouring. Burnable neutron poison in reactor fuel. | Erbium amplifies light at exactly 1,550 nm, the wavelength where glass fibre loses the least signal. The modern internet runs on this coincidence. Volumes are tiny and the strategic value is enormous. |
| Thulium Tm, 69 | Heavy | Portable X-ray sources for field radiography using thulium-170. Tm:YAG surgical lasers. Blue security phosphor in euro banknotes. | The rarest of the stable lanthanides. A thulium source lets a technician X-ray a weld on a pipeline with no electrical power supply. |
| Ytterbium Yb, 70 | Heavy | Ytterbium-doped fibre lasers for industrial cutting, welding and marking, a large and fast-growing use. Optical atomic clocks. Stainless steel grain refinement. Stress and pressure gauges. | Fibre lasers have displaced CO2 lasers across sheet metal cutting, and almost all of them are ytterbium-doped. This is the quiet growth story that gets no press. |
| Lutetium Lu, 71 | Heavy | LSO and LYSO scintillator crystals inside PET scanners. Petroleum cracking and alkylation catalysts. Lutetium-177 radiopharmaceuticals for prostate and neuroendocrine cancer. | The densest and heaviest lanthanide, and the most expensive. Its scintillator stops gamma rays fast enough to give a PET scan usable resolution. |
Two different pictures are both true, and confusing them causes most of the bad analysis in this sector. By tonnage, catalysts, polishing and glass are enormous. By value and by strategic leverage, magnets dominate and everything else is a rounding error.
| Application | Share of demand | Elements involved | Character of the demand |
|---|---|---|---|
| Permanent magnets | Roughly 31% to 41%, the largest single block | Nd, Pr, Dy, Tb, Sm | Growing fast with electric vehicles, wind, robotics and defence. Carries almost all the strategic risk. |
| Catalysts | Roughly 16% to 20% | La, Ce | Refinery cracking catalyst plus petrol autocatalysts. Large, stable, and slowly declining as internal combustion vehicles fade. |
| Polishing powders | Roughly 12% | Ce | Display glass, optical lenses and semiconductor wafer polishing. Tracks electronics production. |
| Glass additives | Roughly 10% | Ce, La, Nd, Er | Ultraviolet blocking, high refractive index lenses, decolourising, tinting. Mature. |
| Phosphors and pigments | Roughly 8% | Y, Eu, Tb, Ce | Fell hard when fluorescent lamps died, now stabilised by LED and display use. |
| Nickel metal hydride batteries | Roughly 7% | La, Ce, Nd, Pr | Hybrid vehicles and industrial cells. Shrinking as lithium ion takes over, though hybrids have lasted longer than expected. |
| Metallurgy and alloys | Remainder | Ce, La, Y, Sc | Steel and aluminium treatment, superalloys, thermal barrier coatings. Low value per kilogram, high volume. |
| Ceramics, lasers, medical | Small but critical | Y, Nd, Yb, Er, Gd, Lu | Tiny tonnage, extremely high value per kilogram, and no substitute in most cases. |
Shares are indicative and vary between sources depending on whether they measure tonnes or dollars, and whether they count oxide or magnet value. Treat the ranking as reliable and the decimals as noise.
If you understand one application, make it this one. Everything about the geopolitics, the export controls, the Japanese contracts and the Malaysian policy follows from how a neodymium magnet is built and why it fails.
The working material is a compound called Nd2Fe14B. Its crystal has an extremely strong preference for pointing its magnetism along one particular axis. Manufacturing exploits this: the alloy is ground into powder so fine that each particle is essentially a single crystal, the powder is aligned in a magnetic field so all those axes point the same way, and then it is pressed and sintered solid. The result stores far more magnetic energy per unit volume than anything else available commercially, which is why an electric motor using it can be dramatically smaller and lighter than one that is not.
Two properties define the product. Remanence is how strong the magnet is. Coercivity is how hard it is to demagnetise. A magnet grade like N45SH encodes both: the number is the energy product, and the letters are the temperature class.
The problem is heat. Plain NdFeB starts irreversibly losing magnetism at around 80°C. An electric vehicle traction motor runs hotter than that. The fix is to add dysprosium or terbium, which raise the coercivity and push the usable temperature up toward 150°C to 200°C. That single engineering requirement is what turned two obscure heavy rare earths into instruments of trade policy.
| Class | Max operating temperature | Typical Dy or Tb content | Where it is used |
|---|---|---|---|
| N | About 80°C | None | Speakers, headphones, sensors, magnetic separators, consumer electronics |
| M | About 100°C | Low | Hard drives, small motors, appliances |
| H | About 120°C | Moderate | Air conditioning compressors, pumps, e-bike motors |
| SH | About 150°C | Higher | Industrial servo motors, robotics, generators |
| UH | About 180°C | High | Electric vehicle traction motors |
| EH / AH | 200°C and above | Highest | Aerospace, defence, downhole tools, demanding traction applications |
Temperature limits also depend on the shape of the magnet and how it sits in the magnetic circuit, so grade tables are a guide, not a guarantee.
SmCo magnets are roughly 20% to 30% weaker than the best NdFeB, and cobalt makes them expensive. They win on three things: they keep working past 300°C, they barely change strength with temperature, and they resist corrosion so well that they usually need no coating. That combination is why they end up in missile guidance, aircraft actuators, satellite mechanisms, motorsport, and oil and gas measurement tools that sit in a hot borehole. When a defence supply chain worries about rare earths, samarium is usually in the conversation alongside dysprosium.
| Product | NdFeB content, indicative | Notes |
|---|---|---|
| Electric vehicle traction motor | About 1.5 kg, range 1 to 2 kg | Roughly 7 g per kW of drive power. Of that, around a third is NdPr metal. Around 80% to 95% of electric vehicles use a rare earth magnet motor. |
| Hybrid vehicle | 1 to 2 kg magnet | Older hybrids also carried 10 to 15 kg of lanthanum-rich mischmetal in the nickel metal hydride battery, a large but declining use. |
| Conventional car, no electrification | 0.2 to 0.5 kg | Spread across dozens of small motors: windows, seats, wipers, fuel pump, steering assist, speakers, sensors. |
| Direct drive offshore wind turbine | 160 to 650 kg per MW | Low speed direct drive designs sit at the top of that range, mid speed around 160 kg per MW, geared high speed designs around 80 kg per MW. A 15 MW direct drive turbine can carry several tonnes. |
| Industrial robot | 1 to 5 kg | Spread across six or more servo motors. Robotics and humanoid development is the demand story most often underestimated. |
| Inverter air conditioner compressor | 100 to 250 g | Very high unit volumes in Asia. This is a genuinely large aggregate use. |
| E-bike or scooter hub motor | 300 to 500 g | Enormous unit numbers in China and Southeast Asia. |
| Hard disk drive | 10 to 20 g | Voice coil motor and spindle. Declining per unit but data centre drive shipments keep the total meaningful, and drives are the best feedstock for recycling. |
| Smartphone | Under 1 g | Speaker, haptic vibration motor, camera autofocus and stabilisation, magnetic accessories. Tiny per unit, but billions of units. |
| Consumer drone | 50 to 300 g | Four to eight brushless motors, all rare earth magnet based. |
| F-35 fighter aircraft | About 417 kg of rare earth material | Widely cited United States Congressional estimate, covering magnets, alloys and coatings across the whole airframe. |
| Virginia class submarine | About 4,200 kg | Same source basis. An Arleigh Burke destroyer is usually put around 2,360 kg. These figures explain the defence procurement urgency better than any market forecast. |
Defence figures are widely quoted United States Congressional Research Service and Government Accountability Office estimates, are dated, and cover total rare earth content rather than magnet mass alone. Use them directionally.
This is the largest use nobody talks about, and it is the reason lanthanum and cerium have any market at all.
Every oil refinery has a fluid catalytic cracking unit that breaks heavy oil molecules into petrol and diesel. The catalyst is a zeolite, a crystalline aluminosilicate, and it works at roughly 700°C in a stream of steam and abrasive particles. Left alone the zeolite would collapse in that environment. Lanthanum ions sit inside the zeolite cage and hold the structure open, which keeps the catalyst active and improves how much petrol you get per barrel. A large refinery consumes tonnes of catalyst a day and the rare earth is not recovered, so this is genuinely consumed demand rather than a stock. Cerium is used alongside lanthanum in some formulations.
A three-way catalyst has to oxidise carbon monoxide and hydrocarbons while simultaneously reducing nitrogen oxides, and those two jobs want opposite amounts of oxygen. Cerium oxide solves this by absorbing oxygen when the engine runs lean and releasing it when the engine runs rich, smoothing the swings so the platinum group metals can do their work. Without that oxygen buffer, modern emissions limits are not achievable. Demand here declines slowly as internal combustion vehicles are replaced, which is one of the few structurally negative lines in the rare earth demand picture.
Polishing. Cerium oxide polishes glass better than anything else known, and it does it through a mild chemical reaction with the glass surface rather than pure abrasion, which is why it leaves an optically perfect finish. It is used on smartphone cover glass, display panels, precision optics, and in chemical mechanical planarisation of semiconductor wafers. Every screen you have ever looked at was polished with cerium.
Optical glass. Lanthanum raises the refractive index of glass without raising dispersion, which is exactly what a lens designer wants. Compact camera modules in phones, high-end camera lenses and microscope optics depend on lanthanum glass. Cerium blocks ultraviolet light and prevents glass browning under radiation, so it goes into aerospace windows, medical glass and television glass. Neodymium and erbium are used as colourants, giving violet and pink respectively.
Specialist glass. Didymium, the neodymium and praseodymium mix, absorbs the intense yellow flare that sodium gives off when glass is worked at high temperature. That is why glassblowers' and welders' goggles have that characteristic colour: it is not tinting, it is a notch filter.
A phosphor absorbs energy at one wavelength and re-emits it at another. Rare earths are unusually good at this because their inner electron shells are shielded from the surrounding crystal, so they emit very pure, very narrow colours that do not shift with the host material.
| Use | Elements | What is going on |
|---|---|---|
| White LED lighting | Ce in a YAG host | A blue LED chip is coated with cerium-doped yttrium aluminium garnet, which converts part of the blue into yellow. Blue plus yellow reads as white to the eye. Almost every white LED in the world works this way. |
| Display and lamp phosphors | Eu red and blue, Tb green, Y host | Europium gives a narrow-band red that colour standards were effectively written around. This was a huge market in the fluorescent lamp era and shrank dramatically afterwards. |
| Medical imaging | Lu, Gd, Y, Ce | LSO and LYSO scintillator crystals in PET scanners convert gamma rays into light fast enough to locate the event. Gadolinium screens do the same job in X-ray. Gadolinium is also the injected MRI contrast agent. |
| Industrial lasers | Nd, Yb, Er, Ho, Tm | Nd:YAG has been the workhorse solid state laser for decades. Ytterbium-doped fibre lasers have since taken over metal cutting and welding. Holmium and thulium lasers are surgical tools. |
| Fibre optic telecommunications | Er | Erbium-doped fibre amplifiers boost the optical signal directly, without converting it to electricity and back. Every submarine cable and long-haul route on earth depends on them. Tiny tonnage, total dependence. |
| Security and authentication | Eu, Tm, Y | Invisible phosphors printed into banknotes, including euro notes, that fluoresce in a specific pattern under ultraviolet light. |
Substitution is real but partial, and the pattern is consistent: you can usually design the rare earth out if you accept a worse product, more weight, more cost, or more complexity somewhere else.
| Application | Substitutable? | What the alternative costs you |
|---|---|---|
| Electric vehicle traction motor | Partly | Induction motors and externally excited synchronous motors use no magnets at all and are already in production at Tesla, Renault, BMW and others. They are typically heavier, less efficient at part load, or need brushes and more power electronics. Ferrite-assisted designs cut magnet content rather than eliminating it. |
| Dysprosium and terbium in magnets | Reducible, not removable | Grain boundary diffusion has already cut heavy rare earth content by well over half for the same temperature rating. Going to zero means accepting a lower operating temperature or a bigger magnet. |
| Wind turbine generator | Yes | Geared designs use far less magnet, but add a gearbox, which is historically the least reliable part of a turbine and the most expensive thing to replace offshore. |
| Refinery cracking catalyst | Partly | Low-rare-earth zeolite formulations exist and were adopted quickly during the 2011 price spike, at some cost in yield and catalyst life. |
| Cerium polishing powder | Poorly | Zirconia and alumina alternatives exist but give a worse finish or work slower. Cerium survived the 2011 price spike as the standard. |
| Erbium fibre amplifiers | No | No practical alternative for long-haul optical amplification at 1,550 nm. |
| Phosphors | Partly | Quantum dots substitute in some display applications. Colour purity and lifetime trade-offs remain. |
| MRI contrast, PET scintillators | No | The physics is specific to the element. |
Ten stages. The first three are ordinary mining. The middle four are chemistry, and that is where China's control is close to absolute. The last three are precision manufacturing. Value, difficulty and political leverage all rise as you move down the list.
| Stage | Who can do it | China's share | Why the difficulty rises |
|---|---|---|---|
| 1 to 2 Mining and concentration | Many countries | Around 70% of mined ore | Standard mining and mineral processing. Capital intensive but not technically exotic. Genuinely contestable. |
| 3 to 4 Cracking and leaching | A handful of operators | High | Hot concentrated acid or caustic at scale, plus radioactive residue handling. The permitting problem starts here. |
| 5 to 6 Separation to oxide | Very few | Around 85% to 90% of oxides, and up to 99% of heavy rare earths | Hundreds to thousands of extraction stages, decades of operating know-how, and enormous reagent inventories. This is the real moat. |
| 7 to 8 Metal and alloy | Very few | Around 90% | Molten salt electrolysis at 1,000°C and above, with fluoride chemistry and severe corrosion problems. Power hungry. |
| 9 Magnet manufacture | China and Japan, with new Western entrants | Around 90% to 94% of sintered NdFeB | Precision powder metallurgy with oxygen control, magnetic alignment and tight dimensional tolerance. Highest value step. |
Before any processing question can be answered you have to know what kind of rock you are dealing with, because the deposit type decides the flowsheet, the radioactivity problem, the element mix and the capital cost. There are four that matter commercially.
| Deposit type | Typical grade | Element bias | What it means in practice |
|---|---|---|---|
| Bastnasite in carbonatite Mountain Pass, Bayan Obo, Mount Weld | 3% to 8% REO, sometimes higher | Strongly light: Ce, La, Nd, Pr | The classic high-grade hard rock deposit. Relatively low thorium. Excellent for NdPr, gives you almost no dysprosium or terbium. Mount Weld feeds the Lynas plant in Malaysia. |
| Monazite and xenotime Mineral sands by-product, India, Brazil, Australia | Variable, often recovered as by-product | Monazite light, xenotime heavier | Monazite carries thorium, typically several percent. That single fact creates the licensing, storage and public opposition problem that has defined the industry outside China. Often available as a by-product stream from titanium mineral sands operations, so the mining cost is already paid. |
| Ionic adsorption clay Southern China, Myanmar, Malaysia, Laos | 0.05% to 0.3% REO, very low | Heavy rich: Dy, Tb, Y | Weathered granite where rare earth ions are loosely stuck to clay particles. The grade looks terrible but the ions wash off with a simple salt solution at room temperature, so there is no crushing, no grinding and no acid bake. Low thorium. This is where the world's dysprosium and terbium actually come from, and it is the resource Malaysia holds. |
| Secondary and recycled Magnet scrap, drives, phosphate gypsum, coal ash, tailings | Effectively very high for magnet scrap | Follows the source | End-of-life magnets are roughly 30% rare earth by weight, which beats any ore on earth. The constraint is collection and sorting, not chemistry. |
The ore is crushed and then ground to a powder fine enough that individual mineral grains come free of each other, usually tens of micrometres. Then the rare earth minerals are separated from the gangue using differences in physical properties:
Rare earths are locked inside a crystal lattice, chemically bound as phosphates or fluorocarbonates. They will not dissolve in water. Cracking is the brute force step that destroys that lattice so the rare earths can be washed out. Three routes are used:
| Route | Conditions | How it works and what it leaves behind |
|---|---|---|
| Sulphuric acid bake | Concentrated H2SO4, roughly 200°C to 500°C in a rotary kiln | The standard route for monazite and for bastnasite. Converts rare earths into water-soluble sulphates. Generates large volumes of acidic off-gas including sulphur dioxide and hydrogen fluoride, which needs a serious scrubbing plant. Thorium mostly reports to the residue. |
| Caustic crack | Concentrated sodium hydroxide, roughly 140°C to 200°C | Converts phosphate minerals to rare earth hydroxides and produces trisodium phosphate as a saleable by-product. Cleaner off-gas than the acid route, higher reagent cost, and it works best on high-grade concentrate. |
| Oxidative roast | Air, roughly 600°C | Used on bastnasite to drive off carbon dioxide and oxidise cerium so it can be selectively rejected early. Often a precursor step rather than a complete crack. |
The single most misread part of this industry. Worth getting exactly right.
The rare earths themselves are not radioactive. All seventeen are stable in the forms that occur in ore. The radioactivity is a passenger, and it is thorium.
| Ore type | Thorium content | What it means |
|---|---|---|
| Monazite | Commonly about 5% to 7% thorium oxide, up to around 10% | The problem child. Usually recovered as a mineral sands by-product, so the ore is cheap but the residue liability is real. |
| Xenotime | Lower thorium, but carries uranium | Different element, same regulatory category. |
| Bastnasite | Well under 1% | Why Mountain Pass and Mount Weld are the comparatively easy ores. |
| Ion adsorption clay | Essentially none | Thorium is insoluble, so it never becomes a loosely held exchangeable ion in the first place. Weathering leaves it behind in the residual minerals. The same physics that puts the rare earths loosely on the clay is the physics that excludes the thorium. This, not luck, is why Malaysia's clay is politically attractive. |
Why Malaysia reacts the way it does. This is the part usually missing from the coverage. Malaysia has done this before. Asian Rare Earth, a joint venture involving Mitsubishi Kasei, now Mitsubishi Chemical, processed monazite from tin tailings at Bukit Merah in Perak from 1982. After sustained litigation and protest it ceased operating in 1992 and became one of Asia's largest radioactive cleanup operations, reported at around USD 100 million. Malaysian opposition to Lynas is not abstract anxiety. It is a specific memory, and any project in this sector will be measured against it.
The cracked solids are washed with water or dilute acid, dissolving the rare earths into solution. Then everything that is not a rare earth has to come out, because the separation circuit downstream is intolerant of impurities. Iron, aluminium, calcium, phosphate, thorium, uranium and radium are removed by controlled pH adjustment and selective precipitation: raise the pH in steps and different impurities drop out at different points.
The clean solution is then treated with sodium carbonate or oxalic acid and the rare earths drop out together as a mixed rare earth carbonate or oxalate, typically 92% to 96% rare earth oxide equivalent after drying. This is the standard traded intermediate product.
Every rare earth carries the same +3 charge and differs from its neighbour only by a tiny change in ionic radius, a fraction of a percent. Nothing separates them cleanly in one pass. What the industry does instead is repeat a barely-effective separation an enormous number of times.
Countercurrent solvent extraction is the method. Two liquids that do not mix, an acidic water phase carrying the rare earths and an organic phase carrying a specialised extractant, are contacted in a mixer-settler: a stirred chamber that mixes them, followed by a quiet chamber where they separate by density. In each contact, one element moves into the organic phase very slightly more readily than its neighbour. The separation factor between adjacent elements is often only 1.5 to 3, and for the hardest pairs it approaches 1.
Hundreds of these mixer-settlers are plumbed in series, with the aqueous phase flowing one way and the organic phase the other, so the tiny per-stage advantage compounds. A full plant separating all the elements to high purity can run hundreds to well over a thousand stages, arranged as a tree of circuits that split the feed into two groups, then split each group again, and so on. Heavy rare earths need more stages, more reagent, and tighter control than the lights.
| Element pair | Relative difficulty | Why |
|---|---|---|
| Cerium from the rest | Easy | Cerium can be oxidised to the +4 state, which behaves completely differently. It is usually rejected first and cheaply. |
| Light group from heavy group | Moderate | Enough radius difference across the gap to give a workable separation factor. |
| Neodymium from praseodymium | Hard | Adjacent elements, very small separation factor. The industry mostly does not bother and sells NdPr as one product. |
| Dysprosium from terbium, and the heavies generally | Very hard | Separation factors close to 1, so stage counts and reagent inventories balloon. This is why heavy rare earth separation is around 99% Chinese. |
The Chinese head start. The chemist Xu Guangxian developed a countercurrent extraction theory in the 1970s that let engineers design a separation circuit mathematically rather than by trial and error. It let Chinese plants hit 99.99% purity at a fraction of the previous cost, and it was diffused across the industry as national policy rather than held as a company secret. Combined with cheap power, a tolerance for the environmental cost, and thirty years of continuous operation, that is how a single country ended up with roughly 90% of world separation capacity.
| Technology | Maturity | Status |
|---|---|---|
| Countercurrent solvent extraction | Commercial | The global standard. Nothing displaces it today. |
| Ion exchange and chromatography | Commercial, niche | Used for very high purity small volumes, historically for the heaviest elements. |
| Ligand-assisted displacement chromatography | Pilot | The most credible challenger. Demonstrated high purity neodymium at far higher throughput than older chromatography, still pre-commercial. |
| Membrane processes and electrodialysis | Lab to early pilot | Cut solvent use dramatically. Not yet at scale. |
| Bioleaching and biosorption | Early research | Lower footprint biological route. Long way from a plant. |
Oxalic acid or a carbonate is added and the single element drops out as an oxalate or carbonate. That solid is filtered, washed and then calcined, meaning heated in air to roughly 800°C to 1,000°C, which drives off the organics and leaves a pure metal oxide. Particle size and morphology are controlled here, and they matter to the downstream customer, because a magnet maker and a polishing powder maker want very different powders from the same chemical formula.
This is the point at which the material becomes a recognisable traded commodity with a published price. When you read a headline about neodymium oxide at US$113 per kilogram inside China and about US$184 per kilogram for export in March 2026, this is the product being quoted, and that roughly 63% spread is the entire commercial argument for building capacity outside China.
An oxide is not a metal, and a magnet needs metal. Two routes:
The metals are melted together under vacuum or argon in the right proportions and then strip cast: the molten alloy is poured onto a water-cooled rotating copper wheel, where it solidifies almost instantly into thin flakes. The speed of cooling is the point. Cool it slowly in a mould and you get coarse grains and patches of free iron, both of which ruin magnetic performance. Strip casting gives a fine, uniform grain structure with the neodymium-rich grain boundary phase in exactly the right place, and that grain boundary phase is what allows the magnet to be sintered properly later.
| # | Sub-step | What happens, and why it matters |
|---|---|---|
| 1 | Hydrogen decrepitation | The flake is exposed to hydrogen gas at roughly 0.1 to 0.25 MPa for one to three hours. Hydrogen enters the crystal lattice, expands it, and shatters the alloy into coarse friable powder without any mechanical force. The hydrogen is then driven off by heating to about 300°C to 400°C. Elegant, and much gentler on the material than crushing. |
| 2 | Jet milling | The coarse powder is fired against itself in a high velocity nitrogen stream until the particles are ground down to a mean size of about 2 to 5 micrometres, which is roughly one crystal grain each. Everything from here on is done under nitrogen or vacuum, because powder this fine will oxidise, and oxygen is the enemy of magnetic performance. It is also pyrophoric, so this is a real fire and explosion hazard step. |
| 3 | Alignment and pressing | The powder is placed in a die and a strong magnetic field is applied, which rotates every particle so its easy magnetisation axis points the same way. While the field holds them aligned, the powder is pressed into a compact. This is the step that turns a pile of powder into an anisotropic magnet, and alignment quality directly sets the final strength. Isostatic pressing is often used afterwards to raise density evenly. |
| 4 | Sintering | The compact is heated in a vacuum furnace to roughly 1,000°C to 1,100°C. The neodymium-rich grain boundary phase melts and pulls the grains together, densifying the part to nearly full theoretical density. The part shrinks substantially and not evenly, which is why the next step is unavoidable. |
| 5 | Two stage annealing | Heat treatment at roughly 850°C to 950°C and again at 400°C to 600°C. This optimises the structure of the grain boundary phase, which is what actually sets coercivity. Get this wrong and an otherwise perfect magnet demagnetises in service. |
| 6 | Machining | Sintered NdFeB is hard and brittle and cannot be turned or milled conventionally. It is cut with diamond wheels and wire saws and ground to final tolerance, often within a few hundredths of a millimetre. Material loss at this step is significant, commonly a fifth to a third of the block, and that swarf is a valuable recycling stream. |
| 7 | Grain boundary diffusion | The clever modern step. Instead of mixing expensive dysprosium or terbium through the whole magnet, a heavy rare earth compound is painted or sputtered onto the machined surface and the part is heated so the heavy element diffuses along the grain boundaries into the interior. Coercivity is set at the grain boundaries, so this achieves the same temperature rating using a fraction of the heavy rare earth. This single technique has cut dysprosium and terbium intensity dramatically over the last decade and is a large part of why heavy rare earth demand has not grown as fast as electric vehicle sales. |
| 8 | Coating | NdFeB corrodes readily, so magnets are nickel-copper-nickel plated, zinc plated, epoxy coated or given a combination. Coating failure is one of the most common field failure modes. |
| 9 | Magnetising and test | The part is finally exposed to a very strong pulsed field to saturate it, then measured for flux, dimension and coating integrity. Many magnets are shipped unmagnetised and magnetised by the customer after assembly, simply because a magnetised block is dangerous and difficult to handle. |
Finished magnets are bonded or clipped into a rotor, encapsulated, balanced and assembled into a motor, generator, actuator, speaker or sensor. For an electric vehicle traction motor this means rotor lamination stacking, magnet insertion, adhesive cure, balancing and end-of-line test. The magnet is typically 10% to 20% of the motor's cost but effectively 100% of its supply risk, which is why automakers have spent the last five years trying to either secure magnet supply or design around it.
Worth noting on siting: motor and rotor assembly is a much larger employer and occupies far more floor space than magnet making itself, and it has none of the chemical baggage. If a magnet plant lands somewhere, the assembly work often follows, and that is where the employment sits.
The same kilogram of rare earth, tracked from concentrate to finished magnet. Prices in this sector are volatile and differ enormously between Chinese domestic and export markets, so treat the ranges as indicative and the shape of the ladder as the real point.
| Product | Indicative value | What has been added |
|---|---|---|
| Run of mine ore | Effectively no market | Nothing. Not a traded product. |
| Mineral concentrate, 30% to 60% REO | Low, single digit US$ per kg of contained oxide | Crushing, grinding, flotation. A commodity. |
| Mixed rare earth carbonate | Low, roughly US$10 per kg order of magnitude | Cracking and leaching. Still a commodity, and the product Malaysia banned exporting. |
| Separated NdPr oxide | Neodymium oxide around US$113 per kg in China and about US$184 per kg for export, March 2026 | Separation. This is where roughly an order of magnitude of value appears, and it is the reason the entire industry structure looks the way it does. |
| Separated dysprosium oxide | Several hundred US$ per kg | Much harder separation, far scarcer feed. |
| Separated terbium oxide | Roughly an order of magnitude above dysprosium | The tightest and most expensive of the magnet elements. |
| NdPr metal | Oxide price plus a conversion margin | Electrolysis. Modest value added, high power cost, and a genuine bottleneck outside China. |
| Strip cast NdFeB alloy | Metal price plus alloying margin | Melting and rapid solidification. |
| Finished sintered magnet | Highly variable, driven by grade and heavy rare earth content | Powder metallurgy, alignment, sintering, machining, diffusion, coating. Highest value and highest barrier step. |
| Assembled motor or generator | Magnet is 10% to 20% of cost | Component assembly. Large employer, low technical barrier, follows the magnet plant. |
The practical table for anyone assessing whether a given stage can physically be hosted on a given site.
| Stage | Power | Water | Effluent and waste | Radiological | Site implications |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 Mining | Moderate | High | Tailings, in-situ leach solution | Depends on ore | Mine site only. Not a park activity. |
| 2 Beneficiation | High, grinding | High | Very large tailings volume, flotation reagents | Depends on ore | At the mine. Needs a tailings facility. |
| 3 Cracking | High heat load | Moderate | Acid gas, sulphur dioxide, hydrogen fluoride, solid residue | Yes if monazite | Dedicated heavy chemical site, full scrubbing, licensed residue storage. |
| 4 Leaching | Moderate | High | Acidic and saline wastewater, neutralisation sludge | Possible | Bunded, corrosion resistant, on-site effluent treatment. |
| 5 Separation | Moderate | High | Saline and acidic wastewater, organic solvent losses | Low by this point | Very large flat footprint. Long mixer-settler halls, extensive bunding, solvent fire risk, dedicated treatment plant. |
| 6 Calcination | High heat load | Moderate | Combustion off-gas, particulate | Low | Standard chemical plant. |
| 7 Metal making | Very high | Moderate | Fluoride emissions, spent salt, slag | Low | Needs firm cheap baseload power and fluoride capture. Effectively a smelter. |
| 8 Alloying | High | Moderate, cooling | Minimal | None | Vacuum melting shop. Conventional heavy manufacturing. |
| 9 Magnet making | High | Moderate, plating and cooling | Plating effluent, grinding swarf, both recoverable | None | Clean advanced manufacturing. Nitrogen supply, vacuum furnaces, climate control, fire protection for pyrophoric powder. Fits a normal high specification industrial site. |
| 10 Assembly | Moderate | Low | Minimal | None | Ordinary light to medium manufacturing. The largest employer of any stage. |
Recycling is a genuine second source, not a green talking point, but it is limited by collection rather than by chemistry. Global end-of-life recycling of rare earths is still in the low single digit percentages.
Pull the magnet out of a hard drive or a motor, clean it, re-magnetise it, and put it back to work. Cheapest by far, and limited to cases where the original geometry suits a new application. Mostly a niche.
The same hydrogen decrepitation trick used in Stage 9, applied to scrap. Hydrogen shatters the magnet into powder inside its own casing, which separates it from steel and glue. The powder can be re-pressed into a new magnet, skipping Stages 1 through 8 entirely. This is the most promising route and is being commercialised in the United Kingdom and elsewhere.
Dissolve the scrap and feed the solution back into a separation circuit at Stage 4 or 5. Handles mixed and contaminated feed, tolerates any magnet grade, and produces virgin quality oxide. Most flexible, most expensive, and it needs a separation plant to feed into.
Reading the chain backwards from the siting question rather than forwards from the geology.
| Stage | Can a general industrial estate host it? | Assessment |
|---|---|---|
| 1 to 2 Mining, beneficiation | No | Mine site activity, tied to the ore body. |
| 3 to 4 Cracking, leaching | Only a dedicated site | Radiological licensing if monazite is in the feed, heavy acid handling, licensed residue storage. This needs a purpose-built chemical estate with the right permits, not a general industrial park, and it carries reputational risk that attaches to the host site as much as to the operator. |
| 5 to 6 Separation, calcination | Conditionally | Very large flat land, heavy water and effluent infrastructure, solvent fire risk. Possible only on a dedicated chemical-zoned estate. Low employment per hectare. High political visibility. |
| 7 Metal making | Conditionally | Effectively a smelter. Needs firm cheap power above all else. Power price and reliability decide the location more than any other factor. |
| 8 to 9 Alloying and magnet making | Yes, and this is the entry point | The realistic entry point. Clean advanced manufacturing, high specification building, reliable power, nitrogen, good logistics, skilled workforce. No radiological issue. Strong Japanese and Korean corporate interest, and a live precedent already in Kuantan. |
| 10 Assembly, and recycling | Yes | Ordinary manufacturing, largest employment per hectare, follows wherever the magnet plant lands. Recyclers are small and clean, and want to sit next to the magnet plant for its swarf. |
Merged in from the standalone global rare earth report of July 2026. Who controls what, how China built the position, what Japan did about it, and where the money is going. Findings carry the confidence rating and vote count from that report's adversarial verification pass.
China's grip is best understood as a mining share that is large but contestable, sitting on top of a processing share that is close to absolute. Confusing the two produces most of the bad commentary in this sector.
| Stage | China's share | Source basis |
|---|---|---|
| Mine production, ore | About 62% in 2019, rising to about 70% by 2024 | European Commission Joint Research Centre and United States Geological Survey |
| Rare earth oxides | About 85% | Joint Research Centre, citing Adamas Intelligence |
| Rare earth metals | About 90% | Joint Research Centre |
| All rare earth processing | About 90% | Center for Strategic and International Studies |
| Heavy rare earth processing | About 99% | Center for Strategic and International Studies |
| Sintered NdFeB magnets | About 94% | International Energy Agency |
| Refining leadership across strategic minerals | Leads 19 of 20 minerals, about 70% on average | International Energy Agency, Global Critical Minerals Outlook 2025 |
Outside China only a handful of processors operate at scale, chiefly Lynas in Australia and its Advanced Materials Plant in Malaysia.
| Country | Role | Notes |
|---|---|---|
| China | About 70% of mining, about 90% of processing | Bayan Obo in Inner Mongolia is the world's largest deposit. Ionic clay mines in the south supply the heavy rare earths. |
| United States | About 12% of mining | Mountain Pass, operated by MP Materials, is the only at-scale mine-and-process site in North America. |
| Myanmar | About 10% of mining | A critical source of heavy rare earths feeding Chinese separation plants. Supply is politically unstable. |
| Australia | About 10% of mining | Home to Lynas, the largest non-Chinese processor. |
The response to China's dominance has an Asian centre of gravity. Japan wrote the playbook, Malaysia hosts the hardware, Indonesia is a late entrant with more potential than delivery, and Singapore's role is money rather than material.
Japan is the country that first treated rare earths as a national security question, and its response over fifteen years is the template the West is now copying.
Singapore has no mines, no refining and no operating magnet production. Its relevance is real but almost entirely as a finance, trade and policy node. An honest read by angle:
| Angle | Verdict | Detail |
|---|---|---|
| Trading and finance hub | Real but generic | A genuine commodity trading and mining finance centre. Traders have held rare earth oxide in Singapore bonded warehouses as a hedge against Chinese supply cuts. But the large books here are battery metals, lithium, cobalt and copper, not rare earths, and no rare-earth-dedicated desk is identifiable. |
| Recycling and urban mining research | Adjacent | NTU's SCARCE programme, with France's CEA, does advanced separation from electronic waste and batteries, but there is no evidence of a dedicated NdFeB magnet or rare earth separation programme. |
| Manufacturing that uses rare earths | Legacy | Singapore was the world's hard disk drive hub, using Nd, Pr and Dy magnets, into the 1990s, but Seagate closed its last local drive plant in 2009. Today's semiconductor and precision base is a rare earth consumer, not a maker. |
| Policy and neutral hub | Strongest angle | Singapore positions itself as a neutral logistics, finance and trade hub amid United States and China rivalry, pursuing supply chain diversification and upstream investment in resource-rich neighbours such as Indonesia and Australia. |
| Rare earth corporate headquarters or joint venture | Not found | No rare earth company headquarters, joint venture or deal is anchored in Singapore. The nearest regional activity, Lynas processing and the JS Link magnet joint venture, sits in Malaysia. |
Demand drivers. Magnet-grade demand, meaning neodymium, praseodymium, dysprosium and terbium, is anchored to three long-run trends: electric vehicles, wind power and defence. Industry analysts including the International Energy Agency, IDTechEx and Adamas Intelligence broadly describe magnet material demand as having roughly doubled since 2015 and continuing to grow through 2030 and beyond, with electric vehicles the dominant single driver. Because each vehicle and each turbine embeds a fixed magnet content, demand scales directly with electrification and installed wind capacity.
Price dynamics. NdPr is the benchmark price. Prices are notoriously volatile because supply is concentrated and policy sensitive: quota changes, export controls and stockpiling decisions in China move the market more than incremental demand does. Heavy rare earths carry a scarcity premium over the lights because their supply is even more concentrated. The 2025 export control cycle drove renewed price strength in medium and heavy rare earths.
Since mid-2023 China has used its processing dominance as strategic leverage, through a widening sequence of export controls on critical minerals.
This is the essence of the chokepoint dynamic. A country does not need to control the ore if it controls the one processing step through which nearly all supply must pass. Western governments have responded with stockpiling, friend-shoring, price floors and direct equity stakes, a sharp break from prior reliance on open markets.
The thesis is straightforward. Demand is anchored to electric vehicles, wind and defence, while supply security is the dominant risk. Value therefore accrues to whoever can build non-Chinese processing and magnet capacity, which is the scarce and defensible step. The flagship case is MP Materials.
The broader field. Beyond MP and Lynas, capacity is emerging in Texas, Canada, Brazil, Africa and Europe, plus recycling ventures. The open strategic question is whether these can collectively break China's roughly 90% processing share within a decade. That is a question of capital, permitting, technical scale-up and sustained political will, not geology.
Each finding below survived a three-vote adversarial verification in the source report. A claim was killed only if two of three independent reviewers refuted it. Votes are shown so the reasoning is auditable.
Rare earths are indispensable to high-performance NdFeB magnets, the dominant magnet for electric vehicle motors and wind generators, using neodymium and praseodymium for strength and dysprosium and terbium for heat resistance. This makes them structurally critical to clean energy technology.
Global rare earth ore production is not monopolised by China, about 62% in 2019 rising to about 70% by 2024, with the United States, Myanmar and Australia each around 10% to 12%. China's true dominance is downstream: about 90% of processing, about 99% of heavy rare earth processing, and refining leadership in 19 of 20 strategic minerals at about 70% on average.
China produces about 85% of rare earth oxides and about 90% of metals, with separation carried out almost exclusively in China. Its sintered NdFeB magnet share has risen to about 94%.
China built this dominance through policy: 2010 export quotas, lifted in 2014 after a World Trade Organization ruling, post-2016 consolidation into two state groups controlling nearly all quota, and industrial policy pulling magnet making into China. Only Lynas processes at scale outside China.
China rolled out escalating export controls: gallium and germanium in July 2023, graphite in October 2023, antimony in August 2024, tungsten and tellurium in February 2025, medium and heavy rare earths in April 2025, expanded in October 2025.
The International Energy Agency estimates around USD 6.5 trillion in annual downstream production outside China could be jeopardised if the October 2025 controls are fully enacted, with automotive accounting for over USD 3 trillion of that exposure.
MP Materials is the largest rare earth producer in the Western Hemisphere and owns Mountain Pass, the only at-scale mine-and-process site in North America. It supplies more than 10% of global rare earth content.
MP ceased concentrate shipments to China in April 2025 and agreed to cease all sales to China in July 2025, recognising zero concentrate revenue in the third quarter of 2025 against USD 43.1 million in the same quarter of 2024.
The July 2025 Department of Defense partnership includes a USD 400 million preferred equity investment, a USD 150 million heavy rare earth loan, a ten year USD 110 per kg NdPr floor, a ten year magnet offtake, and about 15% Department of Defense ownership.
MP posted record third quarter 2025 NdPr production of 721 tonnes, up 51% year on year, and 13,254 tonnes of rare earth oxide. A Mountain Pass heavy rare earth separation facility began commissioning in mid-2026, supporting planned NdFeB magnet output of about 10,000 tonnes a year.
Kept at the back on purpose. Nothing here is needed to follow the report, but every recurring word and every site named above is defined here.
A reference list, not a prerequisite. Every term and every mine, plant and port named in the report is here, so come back the moment something stops making sense.
The most misunderstood fact in this industry is that the place the material is dug up and the place it is processed are different countries.
Both ends are the same company, Lynas. The mine is Australian and the plant is Malaysian. Malaysia is not processing its own ore. It supplies the site, the workforce, the power and the water, and it keeps the radioactive residue. Almost every argument in Malaysia traces back to that single arrangement.
| Term | In one line | The fuller version |
|---|---|---|
| REO rare earth oxide | The industry's common yardstick | Grade, reserves and production are all quoted as the oxide, not the metal. Two reasons. First, the oxide is the first stable, weighable, saleable form the material takes. Second, each of the seventeen elements has a different metal-to-oxide weight ratio, so you cannot add them up unless you convert everything to oxide. "A deposit grading 5% REO" means 100 kg of rock yields 5 kg of oxide, not 5 kg of metal. For the light elements the metal weighs roughly 80% to 85% of the oxide. |
| Concentrate | What is left after you throw the waste rock away | Ore that has been physically upgraded by removing worthless gangue. A few percent in the ground becomes 30% to 60% in the concentrate. No chemistry has happened yet. |
| Tailings | The rock you threw away | The very large volume of waste rock and slurry rejected during beneficiation. The volume is the problem: a tailings storage facility needs land, engineering and permanent management, and it is one of the biggest liabilities on a mine site. |
| Slurry | Ground rock mixed with water into a thick mud | Ore crushed to powder and suspended in water. Why bother making it a liquid? Because a liquid can be pumped, stirred, and dosed with reagents evenly. A dry powder can do none of those three things. Almost all wet mineral processing runs on slurry. Solids are typically 30% to 60% by weight, so the consistency is close to what is inside a concrete mixer before it is poured. |
| Flotation | Stick it to a bubble and float it off | Reagents are added to the slurry that make the surface of the target mineral water repellent, then air is blown through. The target mineral sticks to the bubbles and rises as a froth, which is skimmed off. It looks simple, but finding the reagent combination that works on a specific ore is genuinely hard, and it is a classic place for a new project to stumble. |
| Ion adsorption clay | Rare earths merely stuck to the surface of clay, not locked inside a crystal | Granite weathered by rain over millions of years. The rare earths released from the original minerals did not form new crystals. They are held on the surface of clay particles as loose ions, by electrical attraction alone. Because they are stuck on rather than chemically bonded, a room-temperature salt solution swaps them off. That single property produces three consequences: grade is extremely low at 0.05% to 0.3%; processing is nonetheless cheap because there is no crushing, grinding or acid bake; and the weathering process concentrates the heavy rare earths while leaving thorium behind. This is where the world's dysprosium and terbium actually come from, and it is the resource Malaysia holds. |
| Three-way catalyst | The device that cleans a petrol car's exhaust | The canister in the exhaust line that cleans the gases. "Three-way" means it deals with three pollutants at once: carbon monoxide, unburned hydrocarbons, and nitrogen oxides. The hard part is that the first two must be oxidised, meaning oxygen added, while nitrogen oxides must be reduced, meaning oxygen removed. Two opposite reactions in the same box. Platinum, palladium and rhodium do the chemistry, but cerium oxide absorbs and releases oxygen to smooth the swings, which is what allows both reactions to work. Diesel aftertreatment is a different architecture and is not called a three-way catalyst. |
| Fluid catalytic cracking FCC | The refinery unit that breaks heavy oil into petrol | Distilling crude alone leaves far too much heavy oil, so a catalyst is used to break those large molecules into petrol and diesel. The catalyst is a fine powder that circulates through the unit behaving like a fluid, which is where the name comes from. Lanthanum is what keeps the zeolite catalyst from collapsing at operating temperature. |
| Roasting and cracking | Burning the mineral to break it open | Rare earths are locked inside a crystal lattice and will not dissolve in water. Baking the concentrate with concentrated sulphuric acid at 200°C to 500°C, or boiling it in concentrated caustic, destroys that lattice and converts the rare earths into a soluble form. This is the step that concentrates thorium into the residue. |
| Solvent extraction Mixer-settler | Using two liquids that will not mix to separate elements a sliver at a time | Contact two liquids that do not mix, like water and oil, and one element will move into the oil side very slightly more readily than its neighbour. One pass is far too small a difference to be useful. So a unit that combines a stirred mixing chamber with a quiet settling chamber is repeated hundreds of times in series, compounding the tiny advantage. China's dominance lives in this step. |
| Strip casting | Pouring molten alloy onto a spinning cooled wheel so it freezes instantly into thin flakes | Molten magnet alloy is poured onto a water-cooled copper wheel spinning at speed, and freezes within a fraction of a second into flakes 0.2 to 0.4 mm thick. Why the hurry? Metal cooled slowly grows large crystals and throws out free iron, and both wreck magnetic performance. Cooled fast, the crystals are fine and uniform and the neodymium-rich grain boundary phase is spread thinly in exactly the right places. That grain boundary phase is what makes sintering and grain boundary diffusion work later. Ice is a fair comparison: frozen slowly it grows big cloudy crystals, frozen fast the crystals are tiny. This is the same effect in an alloy. The technique spread in the 1990s and magnet performance rose sharply as a result. |
| Sintering | Fusing powder into a solid with heat, without fully melting it | Pressed powder is heated to just below the melting point, 1,000°C to 1,100°C for NdFeB, so the particles bond and the gaps close to near full density. Because it is not fully melted, the crystal alignment set during pressing survives. That is how an anisotropic magnet is made. |
| Grain boundary diffusion | Painting the expensive element onto the surface instead of mixing it through | Rather than blending dysprosium or terbium through the whole magnet, it is applied to the surface of the finished part and heated so it travels inward along the boundaries between crystals. Heat resistance is set at those boundaries, so the element only needs to be where it does the work. The same performance for a fraction of the heavy rare earth, which is why intensity has fallen so much over the last decade. |
| Coercivity Remanence | Resistance to demagnetising / raw strength | Remanence is how strong the magnet is. Coercivity is how hard it is to demagnetise. In an electric vehicle motor the second one is the problem: coercivity falls as temperature rises, and past a certain point the loss is permanent. Dysprosium and terbium are added specifically to raise it. |
| Thorium NORM | The reason any of this is a radiation question | Thorium rides along inside monazite because it is a chemical lookalike for the light rare earths. The rare earths themselves are not radioactive. NORM means naturally occurring radioactive material, the regulatory category that also covers phosphate fertiliser plants, oil and gas pipe scale and tin slag. Full explanation in Stage 3. |
| NdPr | Neodymium and praseodymium sold as one product | The two are so chemically similar that separating them costs more than it is worth. The industry ships and prices them together. When you see an NdPr price quoted, this is what is being quoted. |
| Mischmetal | Unseparated rare earth metal | Mostly cerium and lanthanum. Cheap because no separation was done. Used as a steel additive and in lighter flints. |
| Name | Where it is | What it is, and why it matters |
|---|---|---|
| Bayan Obo | Inner Mongolia, China About 150 km north of Baotou | The world's largest rare earth deposit. It was developed as an iron ore mine and still produces iron ore. The rare earths come out alongside the iron, which is part of why Chinese costs are so hard to match. This single deposit accounts for a large share of world light rare earth supply, operated by China Northern Rare Earth. The name means "rich mountain" in Mongolian. |
| Mountain Pass | California, United States Mojave Desert near the Nevada border About 85 km southwest of Las Vegas | The only site in North America that both mines and processes at commercial scale. Owned and operated by MP Materials. It is a bastnasite deposit that supplied most of the world's rare earths from the 1960s to the 1980s, closed in 2002 under Chinese price pressure and environmental problems, and was later restarted. This is the asset the United States Department of Defense took a stake in. |
| Mount Weld | Western Australia Near Laverton About 800 km northeast of Perth, inland desert | One of the highest grade deposits in the world, owned by Lynas. What happens here is mining and concentration only. No separation. The concentrate is shipped from Fremantle to Kuantan in Malaysia. Mount Weld is the mine, Kuantan is the plant. Confusing those two makes the entire Malaysian debate impossible to follow. |
| Kuantan | Capital of Pahang state, Malaysia On the peninsula's east coast, facing the South China Sea About 250 km east of Kuala Lumpur, roughly three and a half hours by road | An industrial city with a deepwater port. The Lynas separation plant sits inside the Gebeng industrial estate just north of the city. Press coverage calls it "the Kuantan plant" and "the Gebeng plant" interchangeably; they are the same facility. The magnet plant joint venture with South Korea's JS Link announced in 2026 is planned near the same refinery. Malaysia's east coast is less industrialised than the west, which is part of why the government is keen to attract industry there. |
| Gebeng | Immediately north of Kuantan | A heavy chemical and petrochemical industrial estate. The Lynas Advanced Materials Plant occupies about 100 hectares inside it. Because the estate is zoned for heavy chemicals, it can host processes an ordinary industrial park cannot. |
| Pahang, Perak and Kerian | Pahang is on the east of the peninsula and contains Kuantan Perak is in the northwest Kerian is an industrial park in Perak | Malaysia's ionic clay resource sits in five states: Kelantan, Terengganu, Pahang, Perak and Kedah. Kerian in Perak is a frequently cited candidate location for magnet manufacturing, because it sits next to the northern semiconductor cluster and because Perak is one of those five states. |
| Minamitorishima | Inside Japan's exclusive economic zone About 1,900 km southeast of Tokyo | Seabed mud containing rare earths lies at roughly 6,000 metres depth. The mix is attractive, high in heavies and low in thorium, but nobody anywhere has ever lifted mud commercially from that depth. A lift test was targeted for January 2026 and a demonstration phase for 2027. Manage expectations on this one. |
| Kalgoorlie | Inland mining city, Western Australia | Lynas is building cracking and leaching capacity here. It is the move that would take the radioactive residue step out of Malaysia and back to Australia. The implication is that the Malaysian plant's role could narrow over time to separation and downstream only. |
Sources and basis. Process descriptions draw on EuRARE and EAG Laboratories process documentation, a 2025 Journal of Sustainable Metallurgy review of rare earth separation, published sintered NdFeB manufacturing process literature including strip casting, hydrogen decrepitation and jet milling parameters, IRENA's 2022 critical materials paper, and peer reviewed work on ion adsorption clay leaching in Malaysia. Application intensity figures draw on published magnet intensity studies for electric vehicles and direct drive wind, and on widely quoted United States Congressional Research Service and Government Accountability Office estimates for defence platforms. Market share and price figures draw on S&P Global and industry price reporting on neodymium oxide as at March 2026.
Part C sources. Part C is merged from the standalone global rare earth industry report of July 2026, which drew on the European Commission Joint Research Centre, the United States Geological Survey, the Center for Strategic and International Studies, the International Energy Agency Global Critical Minerals Outlook 2025, World Economic Forum and JOGMEC material on Japan's post-2010 response, Lynas Rare Earths disclosures, South China Morning Post reporting on the Malaysian licence conditions, National Bureau of Asian Research on Indonesian downstreaming, Global Trade Alert on the export control sequence, and MP Materials SEC filings and quarterly releases. Findings carrying a vote count survived a three-vote adversarial verification in that report; a claim was killed only where two of three independent reviewers refuted it.
Caveat. Figures are indicative, are drawn from sources of differing dates and methodologies, and should be re-verified before any external use or investment decision. Process parameters are typical industry ranges, not the specification of any particular plant. Nothing in this document is investment advice.
World Finance Edu · August 2026
17元素が実際に何に使われているのか。一つの岩石が磁石、触媒、レーザー、蛍光体に変わるまでの全工程。そしてその過程で誰が何を握っているのか。化学や鉱山の予備知識がない読者を想定して書いています。
報道は磁石の話に偏りますが、磁石は市場のおよそ3分の1です。残りの3分の2は製油所、ガラス、ディスプレイ、レーザー、セラミックスであり、これらが軽希土の採算を支えているという意味で重要です。
レアアースはランタノイド15元素にスカンジウムとイットリウムを加えた17元素です。地中に少ないわけではありません。セリウムは地殻中で銅より豊富です。難しいのは互いを分離することで、化学的な振る舞いがほとんど同じだからです。以下の元素はすべて同じ鉱体に一緒に入っており、生産者が儲かる元素だけを選んで作ることはできません。この一点が業界構造のすべてを規定しています。これを「バランス問題」と呼びます。
| 元素 | 分類 | 実際の用途 | なぜその元素なのか、供給上の注記 |
|---|---|---|---|
| スカンジウム Sc, 21 | 特殊 | 航空機構造材、高級自転車、金属積層造形向けのアルミ・スカンジウム合金。固体酸化物形燃料電池の電解質。メタルハライドランプ。 | アルミに0.5%未満加えるだけで強度と溶接性が大きく改善します。単独鉱山はほぼ存在せず、チタン、ウラン、ニッケルラテライトの副産物として得られるため、価格が高止まりします。 |
| イットリウム Y, 39 | 重希土 | イットリア安定化ジルコニア:ジェットエンジンタービン翼の遮熱コーティング、自動車の酸素センサー、歯科用クラウン、切削工具。赤色蛍光体。YAGレーザーの母材結晶。YBCO高温超伝導体。レーダー用マイクロ波フィルター。 | イットリアはジルコニアを靭性の高い正方晶に安定化し、1,200度を超えても持ちこたえます。ジェットエンジンが金属の耐熱限界を超えて運転できるのはこのためです。商業上は重希土に分類され、主にイオン吸着鉱から得られます。 |
| ランタン La, 57 | 軽希土 | 製油所の流動接触分解(FCC)触媒。数量ベースでは単一用途として最大。ハイブリッド車のニッケル水素電池の電極。カメラやスマホレンズ向けの高屈折率光学ガラス。水素吸蔵合金。 | 製油所では、ランタンがゼオライトの構造を保持し、700度の環境で重質油をガソリンに分解し続けられるようにします。豊富で安く、世界には必要以上の量があります。 |
| セリウム Ce, 58 | 軽希土 | ディスプレイガラス、光学レンズ、半導体ウェハー向けの酸化セリウム研磨材。ガソリン車の三元触媒における酸素貯蔵。紫外線カットガラス。ディーゼル燃料添加触媒。ミッシュメタルと発火合金。白色LEDを白くしている黄色蛍光体(セリウム賦活YAG)。シンチレータ結晶。 | セリウムは2つの酸化状態を容易に行き来するため、必要に応じて酸素を吸ったり吐いたりできます。これが三元触媒に必要な性質です。最も豊富なレアアースで、構造的に供給過剰です。 |
| プラセオジム Pr, 59 | 軽希土 | ネオジムと混ぜてNdPrとして永久磁石へ。黄色のセラミックおよびガラス顔料。溶接とガラス加工用ゴーグルのジジミウムガラス。航空エンジン用高強度合金。 | ネオジムと化学的に近すぎて、分離してもコストに見合わないため、業界はNdPrとして一体で出荷し値付けします。ジジミウムガラスはナトリウムの強い黄色光を吸収するので、ガラス職人が手元を見られるようになります。 |
| ネオジム Nd, 60 | 軽希土 | ネオジム磁石(NdFeB)。圧倒的に最大の用途。Nd:YAG産業用・医療用レーザー。ガラスやセラミックの紫色着色。コンデンサ誘電体。 | Nd2Fe14Bという化合物は特定の結晶軸方向に磁化しようとする性質が極端に強く、これが世界最強の実用磁石を可能にしています。投資テーマ全体を背負っている元素です。 |
| プロメチウム Pm, 61 | 特殊 | 宇宙機やペースメーカー研究向けの原子力電池、夜光塗料、製造ラインの厚み計。 | 安定同位体がなく、自然界に使える量では存在しません。原子炉で作ります。商業的にはほぼ無視できますが、網羅のために挙げています。 |
| サマリウム Sm, 62 | 中希土 | 防衛、航空宇宙、モータースポーツ、掘削機器向けのサマリウムコバルト磁石。中性子を吸収する制御棒。骨転移がん疼痛治療のサマリウム153。 | SmCoはネオジム磁石より弱いものの、300度を超えても機能し、腐食もしないため、生の磁力より耐熱性や信頼性が優先される場面で使われます。2026年の日本の供給契約でサマリウムが明示的に追加されたことは、防衛需要の方向を物語っています。 |
| ユウロピウム Eu, 63 | 重希土 | ディスプレイ、蛍光灯、LED照明の赤色および青色蛍光体。ユーロ紙幣の偽造防止マーカー。制御棒。 | ユウロピウムは極めて純度の高い狭帯域の赤を出し、安価な代替がありません。電球型蛍光灯の消滅で需要が急減したため、数少ない本当の供給過剰元素です。 |
| ガドリニウム Gd, 64 | 重希土 | MRI検査で注射される造影剤。中性子遮蔽と制御棒。X線増感スクリーン。磁気冷凍の研究。 | 安定元素の中で中性子吸収断面積が最大で、不対電子を7個持ちます。これがMRIで見えるようになる理由です。レアアースが患者の体内に入る珍しい例です。 |
| テルビウム Tb, 65 | 重希土 | ネオジム磁石の表面から拡散させ、エンジンルームの熱に耐えられるようにする。ディスプレイと照明の緑色蛍光体。ソナー用振動子や精密アクチュエータのテルフェノールD磁歪合金。 | 磁石用元素の中で最も高価で、供給が最も逼迫しています。テルフェノールDは磁場中で実際に伸縮するため、艦艇のソナーが音を出せます。 |
| ジスプロシウム Dy, 66 | 重希土 | 電気自動車と風力タービン向けネオジム磁石の耐熱添加元素。制御棒。テルフェノールD。線量計。 | ジスプロシウムかテルビウムがないと、ネオジム磁石は摂氏80度あたりから磁力を失い始めます。これは自動車のモーター内部より低い温度です。輸出規制が本当に狙っているのはこの元素です。 |
| ホルミウム Ho, 67 | 重希土 | 尿路結石破砕や前立腺治療に使うホルミウムレーザー。研究用磁石の磁束集中器。ガラスの黄色・赤色着色。 | 全元素中で最大の磁気モーメントを持ちます。レーザー波長が水に強く吸収されるため、深部を焼かずに組織を精密に切開でき、外科医に好まれます。 |
| エルビウム Er, 68 | 重希土 | エルビウム添加光ファイバー増幅器。世界中の長距離および海底光ケーブルで、80から100kmごとに光信号を再生しています。Er:YAG歯科・皮膚科レーザー。ガラスと釉薬のピンク着色。原子炉燃料の可燃性毒物。 | エルビウムはちょうど1,550nm、ガラスファイバーの損失が最小になる波長で光を増幅します。現代のインターネットはこの偶然の上に成り立っています。数量はごくわずかで、戦略的価値は絶大です。 |
| ツリウム Tm, 69 | 重希土 | ツリウム170を使った可搬型X線源による現場非破壊検査。Tm:YAG外科レーザー。ユーロ紙幣の青色セキュリティ蛍光体。 | 安定なランタノイドの中で最も希少です。ツリウム線源があれば、電源のない現場でもパイプラインの溶接部をX線検査できます。 |
| イッテルビウム Yb, 70 | 重希土 | 産業用切断、溶接、マーキング向けのイッテルビウム添加ファイバーレーザー。市場は大きく、成長も速い。光格子時計。ステンレス鋼の結晶粒微細化。応力・圧力ゲージ。 | ファイバーレーザーは板金切断でCO2レーザーを置き換えましたが、そのほぼすべてがイッテルビウム添加です。ほとんど報道されない静かな成長分野です。 |
| ルテチウム Lu, 71 | 重希土 | PET装置内部のLSO・LYSOシンチレータ結晶。石油分解およびアルキル化触媒。前立腺がんや神経内分泌腫瘍向けルテチウム177放射性医薬品。 | ランタノイドで最も密度が高く重く、最も高価です。ガンマ線を十分速く止めるため、PET画像が実用的な分解能を持てます。 |
2つの異なる絵がどちらも正しく、これを混同することがこの分野の分析を誤らせる最大の原因です。数量で見れば触媒、研磨材、ガラスが圧倒的です。金額と戦略的影響力で見れば磁石が支配的で、他は誤差の範囲です。
| 用途 | 需要シェア | 関係する元素 | 需要の性格 |
|---|---|---|---|
| 永久磁石 | およそ31%から41%。単一用途では最大 | Nd, Pr, Dy, Tb, Sm | 電気自動車、風力、ロボット、防衛とともに急成長。戦略リスクのほぼすべてを背負っています。 |
| 触媒 | およそ16%から20% | La, Ce | 製油所の分解触媒とガソリン車の三元触媒。大きく安定していますが、内燃機関の減少とともに緩やかに縮小します。 |
| 研磨材 | およそ12% | Ce | ディスプレイガラス、光学レンズ、半導体ウェハー研磨。エレクトロニクス生産に連動します。 |
| ガラス添加剤 | およそ10% | Ce, La, Nd, Er | 紫外線カット、高屈折率レンズ、脱色、着色。成熟市場です。 |
| 蛍光体・顔料 | およそ8% | Y, Eu, Tb, Ce | 蛍光灯の消滅で大きく落ち込み、現在はLEDとディスプレイ用途で下げ止まっています。 |
| ニッケル水素電池 | およそ7% | La, Ce, Nd, Pr | ハイブリッド車と産業用セル。リチウムイオンに置き換わり縮小中ですが、ハイブリッドは想定より長く残っています。 |
| 冶金・合金 | 残り | Ce, La, Y, Sc | 鉄鋼・アルミの処理、超合金、遮熱コーティング。単価は低く数量は多い分野です。 |
| セラミックス、レーザー、医療 | 小さいが決定的 | Y, Nd, Yb, Er, Gd, Lu | 数量は極小、単価は極めて高く、多くの場合に代替が存在しません。 |
シェアは目安です。トン数で測るか金額で測るか、酸化物で見るか磁石まで含めるかで出典ごとに差が出ます。順位は信頼できますが、小数点は誤差と考えてください。
用途を1つだけ理解するなら、ここにしてください。地政学、輸出規制、日本の長期契約、マレーシアの政策、そのすべてがネオジム磁石の作り方と壊れ方から導かれます。
実際に働いている物質はNd2Fe14Bという化合物です。この結晶は特定の軸方向に磁化しようとする性質が極端に強い。製造工程はこれを利用します。合金を、1粒がほぼ単結晶になるほど細かく粉砕し、磁場中で粉末の向きを揃え、そのまま圧縮して焼き固める。結果として、体積あたりの磁気エネルギーが他のどの実用材料よりはるかに大きくなり、これを使うモーターは劇的に小型軽量にできます。
製品を規定する性質は2つ。残留磁束密度は磁石の強さ、保磁力は減磁しにくさです。N45SHのようなグレード表記はその両方を表しており、数字が最大エネルギー積、アルファベットが耐熱区分です。
問題は熱です。無添加のネオジム磁石は摂氏80度あたりから不可逆的に磁力を失い始めます。電気自動車の駆動モーターはそれより高温になります。対策がジスプロシウムまたはテルビウムの添加で、保磁力を上げて使用可能温度を150度から200度まで引き上げます。この1つの技術的要請が、無名の重希土2元素を通商政策の道具に変えました。
| 区分 | 最高使用温度 | Dy・Tb添加量の目安 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| N | 約80度 | なし | スピーカー、ヘッドホン、センサー、磁選機、民生機器 |
| M | 約100度 | 少ない | ハードディスク、小型モーター、家電 |
| H | 約120度 | 中程度 | エアコン用圧縮機、ポンプ、電動アシスト自転車 |
| SH | 約150度 | 多い | 産業用サーボモーター、ロボット、発電機 |
| UH | 約180度 | かなり多い | 電気自動車の駆動モーター |
| EH / AH | 200度以上 | 最も多い | 航空宇宙、防衛、坑内機器、過酷条件の駆動用途 |
使用可能温度は磁石の形状や磁気回路の中での置かれ方にも依存するため、グレード表は目安であって保証ではありません。
SmCo磁石は最高級のネオジム磁石より2割から3割弱く、コバルトのぶん高価です。勝っている点は3つ。300度を超えても働くこと、温度が変わっても磁力がほとんど変化しないこと、そして表面処理がほぼ不要なほど耐食性が高いことです。この組み合わせにより、ミサイル誘導、航空機アクチュエータ、衛星機構、モータースポーツ、高温の坑井で使う石油ガス計測機器に採用されます。防衛サプライチェーンがレアアースを懸念するとき、サマリウムはたいていジスプロシウムと並んで議題に上がります。
| 製品 | ネオジム磁石の使用量(目安) | 備考 |
|---|---|---|
| 電気自動車の駆動モーター | 約1.5kg、幅は1から2kg | 駆動出力1kWあたり約7g。うち3分の1程度がNdPr金属です。電気自動車の8割から9割5分がレアアース磁石モーターを使っています。 |
| ハイブリッド車 | 磁石1から2kg | 初期のハイブリッドはニッケル水素電池にランタン主体のミッシュメタルを10から15kg積んでいました。大きな用途でしたが縮小中です。 |
| 電動化していない通常のガソリン車 | 0.2から0.5kg | 窓、シート、ワイパー、燃料ポンプ、パワステ、スピーカー、センサーなど数十個の小型モーターに分散しています。 |
| ダイレクトドライブ式洋上風力 | 1MWあたり160から650kg | 低速ダイレクトドライブがレンジの上限、中速で1MWあたり約160kg、増速機付き高速機で約80kgです。15MWのダイレクトドライブ機なら数トン積むことになります。 |
| 産業用ロボット | 1から5kg | 6軸以上のサーボモーターに分散。ロボットとヒューマノイドの開発は、最も過小評価されている需要要因です。 |
| インバーターエアコンの圧縮機 | 100から250g | アジアでの出荷台数が極めて多く、合計すると本当に大きな用途です。 |
| 電動バイク・スクーターのハブモーター | 300から500g | 中国と東南アジアでの台数が膨大です。 |
| ハードディスク | 10から20g | ボイスコイルモーターとスピンドル。1台あたりは減っていますが、データセンター向け出荷が全体量を支えており、リサイクル原料としては最良です。 |
| スマートフォン | 1g未満 | スピーカー、触覚振動、カメラのオートフォーカスと手ぶれ補正、マグネット式アクセサリ。1台では微量でも、台数は数十億です。 |
| 民生用ドローン | 50から300g | 4から8個のブラシレスモーター、すべてレアアース磁石です。 |
| F-35戦闘機 | レアアース材料として約417kg | 米国議会系の広く引用される推計値。磁石、合金、コーティングを含む機体全体の合計です。 |
| バージニア級潜水艦 | 約4,200kg | 同じ出典系統。アーレイ・バーク級駆逐艦は約2,360kgとされます。防衛調達が急ぐ理由は、どんな市場予測よりこの数字が説明します。 |
防衛関連の数値は米国議会調査局および政府説明責任局の推計として広く引用されているもので、年次が古く、磁石重量ではなくレアアース総含有量を指します。方向性の把握に留めてください。
誰も話題にしない最大の用途であり、ランタンとセリウムに市場が存在している理由そのものです。
すべての製油所には、重質油分子をガソリンや軽油に分解する流動接触分解装置があります。触媒はゼオライトという結晶性アルミノケイ酸塩で、約700度、蒸気と摩耗性粒子の流れの中で働きます。放っておけばゼオライトはこの環境で構造が潰れます。ランタンイオンがゼオライトの籠構造の内側に入り、構造を開いたまま保持するため、触媒活性が維持され、1バレルあたりのガソリン収率も上がります。大型製油所は1日にトン単位の触媒を消費し、レアアースは回収されません。つまりこれは在庫ではなく本当に消費される需要です。配合によってはセリウムも併用されます。
三元触媒は一酸化炭素と炭化水素を酸化しつつ、同時に窒素酸化物を還元しなければなりません。この2つは必要な酸素量が正反対です。酸化セリウムは、エンジンが希薄燃焼のときに酸素を吸い、濃い燃焼のときに放出することでこの振れを平準化し、白金族金属が仕事をできるようにします。この酸素バッファがなければ現代の排出規制は達成できません。内燃機関車の置き換えとともに需要は緩やかに減少し、レアアース需要の中では数少ない構造的マイナス要因です。
研磨。酸化セリウムは、知られている中で最もガラスをうまく研磨します。しかも純粋な機械的研削ではなく、ガラス表面との穏やかな化学反応を伴うため、光学的に完璧な仕上がりになります。スマートフォンのカバーガラス、ディスプレイパネル、精密光学、半導体ウェハーの化学機械研磨に使われます。あなたが今まで見たすべての画面は、セリウムで磨かれています。
光学ガラス。ランタンは分散を上げずに屈折率だけを上げます。これはレンズ設計者がまさに欲しい性質です。スマートフォンの小型カメラモジュール、高級カメラレンズ、顕微鏡光学はランタンガラスに依存しています。セリウムは紫外線を遮り、放射線によるガラスの褐色化を防ぐため、航空機の窓、医療用ガラス、テレビ用ガラスに入ります。ネオジムとエルビウムは着色剤として使われ、それぞれ紫とピンクを与えます。
特殊ガラス。ネオジムとプラセオジムの混合であるジジミウムは、ガラスを高温で加工するときにナトリウムが発する強烈な黄色光を吸収します。ガラス職人や溶接工のゴーグルが独特の色をしているのはこのためで、単なる着色ではなく特定波長を落とすフィルターです。
蛍光体はある波長でエネルギーを吸収し、別の波長で放出します。レアアースがこれを得意とするのは、内殻電子が周囲の結晶から遮蔽されているため、母材が変わっても色がずれない、非常に純度の高い狭い波長を出せるからです。
| 用途 | 元素 | 何が起きているか |
|---|---|---|
| 白色LED照明 | YAG母材中のCe | 青色LEDチップにセリウム賦活イットリウムアルミニウムガーネットを塗り、青の一部を黄色に変換します。青と黄が混ざると目には白に見えます。世界中のほぼすべての白色LEDがこの仕組みです。 |
| ディスプレイ・照明蛍光体 | Eu(赤・青)、Tb(緑)、Y母材 | ユウロピウムの狭帯域の赤は、実質的に色規格がそれを前提に書かれたほど基準的です。蛍光灯時代には巨大市場で、その後大きく縮小しました。 |
| 医療画像 | Lu, Gd, Y, Ce | PET装置のLSO・LYSOシンチレータ結晶が、ガンマ線を発生位置が特定できる速さで光に変換します。X線ではガドリニウムのスクリーンが同じ役割を果たします。ガドリニウムはMRI造影剤としても注射されます。 |
| 産業用レーザー | Nd, Yb, Er, Ho, Tm | Nd:YAGは数十年にわたり固体レーザーの主力でした。その後、金属の切断と溶接ではイッテルビウム添加ファイバーレーザーが主役になりました。ホルミウムとツリウムのレーザーは外科用です。 |
| 光ファイバー通信 | Er | エルビウム添加光ファイバー増幅器は、光を電気に戻すことなく直接増幅します。地球上のすべての海底ケーブルと長距離回線がこれに依存しています。数量は微小、依存度は全面的です。 |
| セキュリティ・真贋判定 | Eu, Tm, Y | ユーロ紙幣を含む紙幣に印刷された不可視蛍光体が、紫外線下で特定のパターンに発光します。 |
代替は実在しますが部分的で、パターンは一貫しています。製品性能の低下、重量増、コスト増、あるいはどこか別の場所での複雑化を受け入れれば、たいていレアアースは設計から抜けます。
| 用途 | 代替可能性 | 代替の代償 |
|---|---|---|
| 電気自動車の駆動モーター | 部分的に可能 | 誘導モーターや巻線界磁同期モーターは磁石を全く使わず、テスラ、ルノー、BMWなどで既に量産されています。ただし重い、部分負荷での効率が落ちる、あるいはブラシと追加のパワーエレクトロニクスが必要になります。フェライト併用設計は磁石量を減らすもので、ゼロにはしません。 |
| 磁石中のジスプロシウム・テルビウム | 削減は可能、排除は不可 | 粒界拡散法により、同じ耐熱グレードでの重希土使用量は既に半分以下に下がっています。ゼロにするには使用温度を下げるか磁石を大きくするしかありません。 |
| 風力発電機 | 可能 | 増速機付き設計なら磁石量は大幅に減りますが、増速機が加わります。増速機は歴史的にタービンで最も故障しやすく、洋上では最も交換費用が高い部品です。 |
| 製油所の分解触媒 | 部分的に可能 | 低レアアース配合のゼオライトは存在し、2011年の価格高騰時に急速に採用されました。収率と触媒寿命は多少犠牲になります。 |
| セリウム研磨材 | ほぼ不可 | ジルコニアやアルミナの代替はありますが、仕上がりが劣るか処理が遅くなります。2011年の高騰を経てもセリウムが標準として残りました。 |
| エルビウム光増幅器 | 不可 | 1,550nm帯の長距離光増幅に実用的な代替は存在しません。 |
| 蛍光体 | 部分的に可能 | 一部のディスプレイ用途では量子ドットが代替します。色純度と寿命のトレードオフは残ります。 |
| MRI造影剤、PETシンチレータ | 不可 | その元素固有の物理現象を使っています。 |
全部で10工程。最初の3つは普通の鉱業です。中盤の4つは化学であり、中国の支配がほぼ絶対的なのはここです。最後の3つは精密製造です。価値、難易度、政治的影響力のいずれも、下に行くほど上がります。
| 工程 | 実行可能な国・企業 | 中国のシェア | 難易度が上がる理由 |
|---|---|---|---|
| 1から2 採鉱と選鉱 | 多くの国 | 採掘鉱石の約70% | 通常の採鉱と選鉱です。資本集約的ですが技術的に特殊ではありません。実際に競争可能な領域です。 |
| 3から4 分解と浸出 | ごく一部の事業者 | 高い | 高温の濃酸または濃アルカリを大規模に扱い、放射性残渣の管理が伴います。許認可の問題はここから始まります。 |
| 5から6 分離から酸化物へ | 極めて限定的 | 酸化物の約85から90%、重希土は最大99% | 数百から数千段の抽出工程、数十年分の運転ノウハウ、膨大な試薬在庫が必要です。ここが本当の参入障壁です。 |
| 7から8 金属と合金 | 極めて限定的 | 約90% | 1,000度超の溶融塩電解、フッ化物化学、深刻な腐食問題を伴います。電力多消費型です。 |
| 9 磁石製造 | 中国と日本、加えて欧米の新規参入 | 焼結ネオジム磁石の約90から94% | 酸素管理、磁場配向、厳しい寸法公差を伴う精密粉末冶金です。最も付加価値の高い工程です。 |
処理の話をする前に、どんな岩石を相手にしているかを知る必要があります。鉱床の種類がフローシート、放射能問題、元素構成、必要資本のすべてを決めるからです。商業的に意味のある類型は4つです。
| 鉱床の種類 | 典型的な品位 | 元素の偏り | 実務上の意味 |
|---|---|---|---|
| カーボナタイト中のバストネサイト マウンテンパス、白雲鄂博、マウントウェルド | REO 3%から8%、それ以上も | 強く軽希土寄り:Ce, La, Nd, Pr | 古典的な高品位硬岩鉱床です。トリウムは比較的少ない。NdPrには最適ですが、ジスプロシウムやテルビウムはほとんど得られません。マウントウェルドがマレーシアのライナス工場に原料を供給しています。 |
| モナザイト・ゼノタイム 砂鉱の副産物、インド、ブラジル、豪州 | 様々。副産物として回収されることが多い | モナザイトは軽希土、ゼノタイムはより重希土寄り | モナザイトはトリウムを含み、通常数パーセントに達します。この一点が、中国外の業界を規定してきた許認可、貯蔵、住民反対の問題を生みます。チタン砂鉱の副産物として得られることが多く、その場合は採鉱コストが既に回収済みです。 |
| イオン吸着鉱 中国南部、ミャンマー、マレーシア、ラオス | REO 0.05%から0.3%、極めて低い | 重希土に富む:Dy, Tb, Y | 風化した花崗岩で、レアアースイオンが粘土粒子に緩く吸着しています。品位はひどく見えますが、常温の塩溶液で洗い流せるため、破砕も粉砕も酸焙焼も不要です。トリウムも少ない。世界のジスプロシウムとテルビウムが実際に出てくるのはここで、マレーシアが保有しているのもこの資源です。 |
| 二次資源・リサイクル 磁石スクラップ、ドライブ、リン酸石膏、石炭灰、尾鉱 | 磁石スクラップは実質的に超高品位 | 供給源による | 使用済み磁石は重量の約30%がレアアースで、地球上のどの鉱石よりも濃い。制約は化学ではなく回収と選別です。 |
鉱石を破砕し、鉱物粒子が互いに分離するまで粉砕します。通常は数十マイクロメートル程度です。その上で、物性の差を使ってレアアース鉱物を脈石から分けます。
レアアースは結晶格子の中にリン酸塩やフッ化炭酸塩として化学結合しており、水には溶けません。分解はその格子を力ずくで壊し、レアアースを洗い出せるようにする工程です。3つのルートがあります。
| ルート | 条件 | 仕組みと残るもの |
|---|---|---|
| 硫酸焙焼 | 濃硫酸、ロータリーキルンで約200度から500度 | モナザイトとバストネサイトの標準ルート。レアアースを水溶性の硫酸塩に変えます。二酸化硫黄やフッ化水素を含む酸性排ガスが大量に出るため、本格的な排ガス洗浄設備が必要です。トリウムは主に残渣側に移ります。 |
| アルカリ分解 | 濃水酸化ナトリウム、約140度から200度 | リン酸塩鉱物をレアアース水酸化物に変え、リン酸三ナトリウムを副産物として販売できます。酸ルートより排ガスがきれいで、試薬コストは高く、高品位精鉱に向きます。 |
| 酸化焙焼 | 空気中、約600度 | バストネサイトに用い、二酸化炭素を追い出しつつセリウムを酸化して早期に選択的に除去できるようにします。完全な分解というより前処理工程であることが多い。 |
この産業で最も誤読されている論点です。正確に押さえる価値があります。
レアアース17元素そのものは放射性ではありません。鉱石中に存在する形ではすべて安定しています。放射能の原因は同乗しているトリウムです。
| 鉱石の種類 | トリウム含有量 | 意味するところ |
|---|---|---|
| モナザイト | 酸化トリウム換算で通常5から7%、最大10%程度 | 問題児です。多くは砂鉱の副産物として回収されるため鉱石自体は安価ですが、残渣に関する責任は実在します。 |
| ゼノタイム | トリウムは少ないがウランを含む | 元素は違っても規制上の扱いは同じです。 |
| バストネサイト | 1%を大きく下回る | マウンテンパスとマウントウェルドが比較的「楽な鉱石」である理由です。 |
| イオン吸着鉱 | ほぼゼロ | トリウムは水に溶けないため、そもそも粘土に緩く付いた交換可能なイオンになりません。風化の過程で残りの鉱物側に取り残されます。レアアースを粘土に緩く吸着させているのと同じ物理が、トリウムを排除しているのです。マレーシアの粘土が政治的に魅力的なのは、運がよかったからではなく、この理由によります。 |
なぜマレーシアがこれほど強く反応するのか。報道で最も抜け落ちている部分です。マレーシアには前例があります。ペラ州ブキメラのアジアン・レアアース社、三菱化成(現在の三菱ケミカル)が関わった合弁事業が、1982年から錫鉱山の尾鉱に含まれるモナザイトを処理していました。訴訟と住民運動が続いた末に1992年に操業を停止し、その後アジア最大級の放射性物質除染事業となり、費用は約1億米ドル規模と報じられています。マレーシアのライナスへの反対は漠然とした不安ではありません。具体的な記憶であり、この分野のあらゆる案件はこの記憶を基準に見られます。
分解した固体を水または希酸で洗い、レアアースを溶液に移します。次に、レアアース以外のすべてを除去します。下流の分離回路は不純物に極めて弱いためです。鉄、アルミニウム、カルシウム、リン酸、トリウム、ウラン、ラジウムを、pHを段階的に上げながら選択的に沈殿させて除きます。不純物ごとに落ちるpHが違うことを利用します。
きれいになった溶液に炭酸ナトリウムまたはシュウ酸を加えると、レアアースがまとめて混合レアアース炭酸塩またはシュウ酸塩として析出します。乾燥後で通常REO換算92%から96%です。これが標準的な取引中間製品です。
レアアースはすべて3価で、隣の元素とはイオン半径がごくわずか、コンマ数パーセント違うだけです。一度の操作できれいに分かれるものは存在しません。そこで業界は、ほとんど効かない分離を途方もない回数繰り返します。
方法は向流溶媒抽出です。混ざり合わない2つの液体、つまりレアアースを含む酸性水相と、専用の抽出剤を含む有機相を、ミキサーセトラーで接触させます。撹拌室で混ぜ、静置室で密度差により分離させる装置です。一回の接触ごとに、ある元素が隣の元素よりごくわずかだけ有機相に移りやすい。隣り合う元素間の分離係数はしばしば1.5から3程度で、最も難しい組み合わせでは1に近づきます。
このミキサーセトラーを数百段直列につなぎ、水相と有機相を逆方向に流すことで、1段あたりのわずかな差を積み上げます。全元素を高純度まで分離する完全なプラントでは数百段から千段超に達し、原料を2群に分け、各群をさらに分けるという木構造の回路として構成されます。重希土は軽希土より段数も試薬も多く必要で、制御もより厳密です。
| 元素の組み合わせ | 相対的な難易度 | 理由 |
|---|---|---|
| セリウムと他の分離 | 容易 | セリウムは4価に酸化でき、挙動が全く変わります。通常は最初に安価に除去されます。 |
| 軽希土群と重希土群の分離 | 中程度 | 群をまたぐとイオン半径の差が十分にあり、実用的な分離係数が得られます。 |
| ネオジムとプラセオジム | 難しい | 隣接元素で分離係数が非常に小さい。業界はほぼ分離せず、NdPrとして1製品で販売します。 |
| ジスプロシウムとテルビウム、重希土全般 | 非常に難しい | 分離係数が1に近く、段数と試薬在庫が膨れ上がります。重希土の分離が約99%中国に集中している理由です。 |
中国の先行。化学者の徐光憲は1970年代に向流抽出理論を確立し、分離回路を試行錯誤ではなく数学的に設計できるようにしました。これにより中国のプラントは従来の何分の一かのコストで純度99.99%に到達し、しかもその理論は企業秘密として抱え込まれず、国策として業界全体に普及しました。安価な電力、環境コストへの許容度、30年の連続操業と組み合わさった結果が、一国で世界の分離能力の約90%という現在の構図です。
| 技術 | 成熟度 | 現状 |
|---|---|---|
| 向流溶媒抽出 | 商業運転 | 世界標準。現時点で置き換えるものはありません。 |
| イオン交換・クロマトグラフィー | 商業運転、ニッチ | 少量の超高純度用途に使われ、歴史的には最も重い元素で使われました。 |
| 配位子支援置換クロマトグラフィー | パイロット | 最も有力な対抗馬。従来のクロマトより桁違いに高いスループットで高純度ネオジムを実証済みですが、まだ商用前段階です。 |
| 膜プロセス、電気透析 | 研究室から初期パイロット | 溶媒使用量を大幅に削減できます。実機規模には至っていません。 |
| バイオリーチング、バイオソープション | 初期研究 | 環境負荷の小さい生物学的ルート。実プラントまでは遠い。 |
シュウ酸または炭酸塩を加えると、単一元素がシュウ酸塩または炭酸塩として析出します。これを濾過、洗浄し、焼成します。空気中で約800度から1,000度に加熱して有機分を飛ばし、純粋な金属酸化物を残す工程です。粒径と粒子形状はここで制御され、これが下流の顧客にとって重要です。同じ化学式でも、磁石メーカーと研磨材メーカーが欲しい粉末は全く違うからです。
ここで初めて、材料は公表価格を持つ取引可能なコモディティになります。2026年3月時点で酸化ネオジムが中国国内で1kgあたり約113米ドル、輸出向けで約184米ドルという報道を見たとき、値付けされているのはこの製品です。この約63%の内外価格差が、中国外に生産能力を建てる商業的根拠のすべてです。
酸化物は金属ではなく、磁石には金属が必要です。ルートは2つ。
金属を所定の配合で真空またはアルゴン雰囲気下に溶解し、ストリップキャストします。溶湯を水冷した回転銅ロールに注ぎ、ほぼ瞬時に薄片として凝固させる方法です。要点は冷却速度です。鋳型でゆっくり冷やすと結晶粒が粗大化し、遊離鉄が生じます。どちらも磁気特性を台無しにします。ストリップキャストなら微細で均一な組織が得られ、ネオジムに富む粒界相がちょうど正しい位置に配置されます。この粒界相があるからこそ、後で適切に焼結できます。
| # | 小工程 | 何が起きるか、なぜ重要か |
|---|---|---|
| 1 | 水素粉砕 | 薄片を約0.1から0.25MPaの水素ガスに1時間から3時間半さらします。水素が結晶格子に入り込んで格子を膨張させ、機械的な力を一切使わずに合金を脆い粗粉に砕きます。その後300度から400度に加熱して水素を追い出します。優雅な手法で、破砕よりはるかに材料に優しい。 |
| 2 | ジェットミル | 粗粉を高速の窒素気流中で互いに衝突させ、平均粒径2から5マイクロメートル、ほぼ結晶1粒の大きさまで微粉化します。ここから先はすべて窒素中または真空中で行います。これほど細かい粉は酸化しますし、酸素は磁気特性の敵だからです。自然発火性でもあるため、火災と粉塵爆発の実リスクがある工程です。 |
| 3 | 磁場配向と成形 | 粉末を金型に入れ、強い磁場をかけると、各粒子が磁化容易軸を揃える向きに回転します。磁場で向きを保持したまま圧縮成形します。粉の山を異方性磁石に変えるのがこの工程で、配向の良し悪しが最終的な磁力を直接決めます。その後、密度を均一に高めるため冷間静水圧成形を行うことが多い。 |
| 4 | 焼結 | 成形体を真空炉で約1,000度から1,100度に加熱します。ネオジムに富む粒界相が溶けて粒子を引き寄せ、理論密度近くまで緻密化します。部品は大きく、しかも均一でなく収縮するため、次の工程が避けられません。 |
| 5 | 二段時効処理 | 約850度から950度、続いて400度から600度で熱処理します。粒界相の構造を最適化する工程で、保磁力を実際に決めているのはここです。ここを外すと、他が完璧でも使用中に減磁します。 |
| 6 | 機械加工 | 焼結ネオジム磁石は硬く脆く、通常の旋削やフライス加工ができません。ダイヤモンド砥石とワイヤーソーで切断し、最終寸法まで研削します。公差は数十マイクロメートル単位になることも多い。この工程での材料ロスは大きく、ブロックの2割から3割に達するのが普通で、その切粉は価値あるリサイクル原料になります。 |
| 7 | 粒界拡散 | 現代的な巧妙な工程です。高価なジスプロシウムやテルビウムを磁石全体に混ぜ込む代わりに、重希土化合物を加工後の表面に塗布またはスパッタし、加熱して粒界に沿って内部へ拡散させます。保磁力は粒界で決まるため、重希土をごく一部の量で同じ耐熱グレードを達成できます。この1手法だけで、過去10年間にジスプロシウムとテルビウムの原単位は大幅に下がりました。重希土需要が電気自動車販売ほど伸びていない理由の大きな部分がこれです。 |
| 8 | 表面処理 | ネオジム磁石は容易に腐食するため、ニッケル・銅・ニッケルめっき、亜鉛めっき、エポキシ塗装、あるいはその組み合わせを施します。表面処理の不良は市場での故障原因として最も多いものの一つです。 |
| 9 | 着磁と検査 | 最後に極めて強いパルス磁場をかけて飽和着磁し、磁束、寸法、被膜の健全性を測定します。着磁済みのブロックは危険で扱いにくいため、未着磁のまま出荷し、顧客が組立後に着磁する例も多くあります。 |
完成した磁石はローターに接着または嵌合され、封止、バランス取りを経て、モーター、発電機、アクチュエータ、スピーカー、センサーに組み込まれます。電気自動車の駆動モーターであれば、電磁鋼板の積層、磁石挿入、接着剤硬化、バランス調整、ライン終端検査という流れです。磁石はモーター原価の1割から2割程度ですが、供給リスクの実質100%を占めます。自動車メーカーがこの5年間、磁石調達の確保か設計回避のどちらかに取り組んできた理由です。
立地の観点で押さえておくべき点があります。モーターとローターの組立は、磁石製造そのものよりはるかに雇用が大きく、床面積も広く必要で、しかも化学的な負担が一切ありません。磁石工場がどこかに立地すると組立も後を追うことが多く、雇用の大半はそちらに生まれます。
同じ1kgのレアアースを、精鉱から完成磁石まで追いかけます。この分野の価格は変動が激しく、中国国内と輸出市場で大きく異なるため、レンジは目安として、はしごの形のほうを本質と見てください。
| 製品 | 価値の目安 | 加わったもの |
|---|---|---|
| 粗鉱 | 実質的に市場なし | 何もなし。取引製品ではありません。 |
| 鉱物精鉱(REO 30から60%) | 低い。含有酸化物1kgあたり数米ドル水準 | 破砕、粉砕、浮選。コモディティです。 |
| 混合レアアース炭酸塩 | 低い。1kgあたり10米ドル前後のオーダー | 分解と浸出。依然コモディティで、マレーシアが輸出を禁止した製品です。 |
| 分離済みNdPr酸化物 | 酸化ネオジムで中国国内約113米ドル/kg、輸出向け約184米ドル/kg(2026年3月) | 分離。ここでおよそ一桁分の価値が生まれます。業界構造が今の形になっている理由そのものです。 |
| 分離済み酸化ジスプロシウム | 数百米ドル/kg | 分離がはるかに難しく、原料も格段に希少です。 |
| 分離済み酸化テルビウム | ジスプロシウムのおよそ一桁上 | 磁石用元素の中で最も逼迫し、最も高価です。 |
| NdPr金属 | 酸化物価格に加工マージンを上乗せ | 電解。付加価値は小さく電力費は大きい。中国外では実質的なボトルネックです。 |
| ストリップキャストNdFeB合金 | 金属価格に合金化マージンを上乗せ | 溶解と急冷凝固。 |
| 完成焼結磁石 | グレードと重希土含有量で大きく変動 | 粉末冶金、磁場配向、焼結、加工、粒界拡散、表面処理。最も付加価値が高く、最も参入障壁が高い工程です。 |
| 組み立てたモーター・発電機 | 磁石は原価の1割から2割 | 部品組立。雇用は大きく技術障壁は低い。磁石工場を追って立地します。 |
ある工程を特定の敷地に物理的に収容できるかを判断するための実務表です。
| 工程 | 電力 | 水 | 排水・廃棄物 | 放射線 | 敷地への含意 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 採鉱 | 中 | 大 | 尾鉱、原位置浸出液 | 鉱石による | 鉱山サイト限定。団地の活動ではありません。 |
| 2 選鉱 | 大(粉砕) | 大 | 尾鉱量が極めて多い、浮選薬剤 | 鉱石による | 鉱山併設。尾鉱堆積場が必要です。 |
| 3 分解 | 熱負荷大 | 中 | 酸性ガス、二酸化硫黄、フッ化水素、固体残渣 | モナザイトなら該当 | 専用の重化学サイト、完全な排ガス洗浄、免許を受けた残渣保管が必要です。 |
| 4 浸出 | 中 | 大 | 酸性・塩分含有排水、中和汚泥 | 可能性あり | 防液堤、耐食構造、敷地内排水処理。 |
| 5 分離 | 中 | 大 | 酸性・塩分含有排水、有機溶媒ロス | この段階では低い | 非常に広い平坦地。長大なミキサーセトラー棟、広範な防液堤、溶媒火災リスク、専用処理設備。 |
| 6 焼成 | 熱負荷大 | 中 | 燃焼排ガス、粒子状物質 | 低い | 通常の化学プラント。 |
| 7 金属化 | 極めて大 | 中 | フッ化物排出、使用済み塩、スラグ | 低い | 安価で確実なベースロード電力とフッ化物捕集が必要。実質的に製錬所です。 |
| 8 合金化 | 大 | 中(冷却) | ほぼなし | なし | 真空溶解工場。通常の重工業です。 |
| 9 磁石製造 | 大 | 中(めっき・冷却) | めっき排水、研削切粉。いずれも回収可能 | なし | 清浄な先端製造業。窒素供給、真空炉、空調、自然発火性粉末への防火。高仕様の一般的な産業団地に立地できます。 |
| 10 組立 | 中 | 小 | ほぼなし | なし | 通常の軽〜中製造業。全工程で最大の雇用者です。 |
リサイクルは環境向けの建前ではなく本物の第二の供給源ですが、制約は化学ではなく回収にあります。世界の使用済みレアアースのリサイクル率は今も数パーセント台です。
ハードディスクやモーターから磁石を取り出し、清掃し、再着磁して再び使います。圧倒的に安いものの、元の形状が新しい用途に合う場合に限られます。基本的にニッチです。
工程9で使う水素粉砕と同じ原理をスクラップに適用します。水素が磁石を筐体の中で粉末に砕き、鋼材や接着剤から分離します。その粉末を再び成形すれば、工程1から8を丸ごと飛ばせます。最も有望なルートで、英国などで商用化が進んでいます。
スクラップを溶解し、その溶液を工程4か5で分離回路に戻します。混合物や汚染された原料にも対応でき、磁石グレードを問わず、新品同等の酸化物が得られます。最も柔軟で最も高コストであり、投入先となる分離工場が必要です。
地質から順に読むのではなく、不動産の問いから逆算して供給網を読みます。
| 工程 | 団地で受け入れ可能か | 評価 |
|---|---|---|
| 1から2 採鉱・選鉱 | 不可 | 鉱体に紐づく鉱山サイトの活動です。 |
| 3から4 分解・浸出 | 専用サイトのみ | モナザイトを処理するなら放射線関連の許認可、高濃度の酸の取り扱い、免許を受けた残渣保管が必要です。一般的な産業団地ではなく、適切な許認可を備えた専用の化学工業団地が必要であり、しかも運営者だけでなく立地先そのものにレピュテーションリスクが及びます。 |
| 5から6 分離・焼成 | 条件付きで可能 | 非常に広い平坦地、重い水・排水インフラ、溶媒火災リスク。化学用途に区分された専用団地であれば成立し得ます。ヘクタールあたりの雇用は少なく、政治的な可視性は高い。 |
| 7 金属化 | 条件付きで可能 | 実質的に製錬所です。何よりも確実で安価な電力が必要で、立地は何よりも電力価格と信頼性で決まります。 |
| 8から9 合金化・磁石製造 | 可能。現実的な入口 | 現実的な入口です。清浄な先端製造業、高仕様の建屋、安定電力、窒素、良好な物流、技能人材。放射線の論点はありません。日本と韓国の企業の関心が強く、クアンタンに既に実例があります。 |
| 10 組立、およびリサイクル | 可能 | 通常の製造業で、ヘクタールあたりの雇用は最大。磁石工場が立地した場所に後から付いてきます。リサイクル業者は小規模で清浄なテナントで、切粉のために磁石工場の隣にいたがります。 |
2026年7月に単独で作成したレアアース世界レポートを統合したものです。誰が何を握っているのか、中国はどうやってその地位を築いたのか、日本は何をしたのか、そして資金はどこへ向かっているのか。各所見には、元レポートの反証検証パスで付与された確度評価と投票結果を残しています。
中国の支配力は、「大きいが競争可能な採掘シェア」の上に「ほぼ絶対的な処理シェア」が乗っている構造として理解するのが正確です。この2つを混同することが、この分野の解説を誤らせる最大の原因です。
| 工程 | 中国のシェア | 典拠 |
|---|---|---|
| 鉱石の採掘 | 2019年で約62%、2024年までに約70%へ上昇 | 欧州委員会共同研究センター(JRC)、米国地質調査所(USGS) |
| 酸化レアアース | 約85% | JRC(Adamas Intelligence引用) |
| レアアース金属 | 約90% | JRC |
| レアアース処理全体 | 約90% | 戦略国際問題研究所(CSIS) |
| 重希土の処理 | 約99% | CSIS |
| 焼結ネオジム磁石 | 約94% | 国際エネルギー機関(IEA) |
| 戦略鉱物全般の精錬 | 20鉱種のうち19鉱種で首位、平均約70% | IEA『Global Critical Minerals Outlook 2025』 |
中国外で商業規模の処理を行っているのはごく少数で、その中心は豪州のライナスと、マレーシアにあるそのライナス先端材料工場(LAMP)です。
| 国 | 役割 | 備考 |
|---|---|---|
| 中国 | 採掘の約70%、処理の約90% | 内モンゴルの白雲鄂博は世界最大の鉱床です。南部のイオン吸着鉱が重希土を供給しています。 |
| 米国 | 採掘の約12% | MPマテリアルズが操業するマウンテンパスが、北米で唯一の商業規模の採掘・処理一貫サイトです。 |
| ミャンマー | 採掘の約10% | 中国の分離工場に供給される重希土の重要な供給源です。政治的に不安定です。 |
| 豪州 | 採掘の約10% | 中国外で最大の処理事業者ライナスの本拠地です。 |
中国の支配に対する反応は、アジアに重心があります。日本が教科書を書き、マレーシアが設備を抱え、インドネシアは実績より潜在力が先行する後発国、そしてシンガポールの役割は材料ではなく資金です。
日本はレアアースを国家安全保障の問題として最初に扱った国であり、その15年間の対応は、いま欧米が模倣している教科書そのものです。
シンガポールには鉱山も精錬も稼働中の磁石生産もありません。その意義は実在しますが、ほぼ全面的に金融、貿易、政策のノードとしてのものです。切り口ごとに正直に評価します。
| 切り口 | 評価 | 内容 |
|---|---|---|
| 取引・金融ハブ | 実在するが一般的 | 商品取引と鉱山金融の中心地であるのは事実です。トレーダーは中国の供給停止に備えたヘッジとして、シンガポールの保税倉庫に酸化レアアースを保管してきました。ただし主戦場はリチウム、コバルト、銅といった電池金属であってレアアースではなく、レアアース専任デスクは確認できません。 |
| リサイクル・都市鉱山の研究 | 隣接領域 | 南洋理工大学(NTU)のSCARCEプログラムがフランスCEAと組み、電子廃棄物と電池からの高度分離を研究していますが、ネオジム磁石やレアアース分離に特化したプログラムの証拠はありません。 |
| レアアースを使う製造業 | 過去のもの | シンガポールは1990年代まで世界のハードディスク生産拠点で、Nd・Pr・Dy磁石を使っていました。しかしシーゲイトは2009年に最後の現地工場を閉鎖しています。現在の半導体・精密産業はレアアースの消費者であって製造者ではありません。 |
| 政策・中立ハブ | 最も強い切り口 | 米中対立のなかで、物流・金融・貿易の中立ハブとして自らを位置づけ、サプライチェーンの分散とインドネシアや豪州といった資源国への上流投資を進めています。 |
| レアアース企業の本社・合弁 | 確認できず | シンガポールを拠点とするレアアース企業の本社、合弁、案件は確認できません。地域で最も近い動き、ライナスの処理とJSリンクの磁石合弁は、いずれもマレーシアにあります。 |
需要の牽引役。磁石グレードの需要、つまりネオジム、プラセオジム、ジスプロシウム、テルビウムの需要は、電気自動車、風力発電、防衛という3つの長期トレンドに紐づいています。IEA、IDTechEx、Adamas Intelligenceといった業界アナリストは、磁石材料の需要が2015年からおよそ倍増し、2030年以降も伸び続けるという見方でおおむね一致しており、最大の単一要因は電気自動車です。車両1台、タービン1基あたりの磁石使用量は固定されているため、需要は電動化と風力の導入容量に直接比例します。
価格の動き。指標価格はNdPrです。供給が集中し政策に左右されるため、価格の変動は極端です。中国の枠の変更、輸出管理、備蓄の判断が、需要の増減よりも大きく市場を動かします。重希土は供給がさらに集中しているため、軽希土に対して希少性プレミアムが乗ります。2025年の輸出管理サイクルは、中希土と重希土の価格を再び押し上げました。
2023年半ば以降、中国は処理工程の支配を戦略的なてこ(レバレッジ)として使い、重要鉱物の輸出管理を段階的に広げてきました。
これがチョークポイントという力学の本質です。ほぼすべての供給が通らざるを得ない処理工程を1つ押さえていれば、鉱石を支配する必要はありません。西側各国は備蓄、フレンドショアリング、価格下限、直接出資で応じました。従来の自由市場依存からの明確な転換です。
投資テーマは単純です。需要は電気自動車、風力、防衛に紐づいており、支配的なリスクは供給安全保障です。したがって価値は、中国以外の処理能力と磁石能力を建設できる主体に帰属します。そこが希少で防御可能な工程だからです。旗艦事例はMPマテリアルズです。
その他の動き。MPとライナス以外にも、テキサス、カナダ、ブラジル、アフリカ、欧州で能力が立ち上がりつつあり、リサイクル事業も加わります。戦略上の未解決の問いは、これらが合計として中国の約90%という処理シェアを10年以内に崩せるかどうかです。それは地質の問題ではなく、資本、許認可、技術のスケールアップ、そして政治的意思の持続の問題です。
以下の所見は、元レポートで3票の反証検証を通過したものです。3人の独立レビュアーのうち2人が否認した場合にのみ、主張は棄却されました。検証の追跡ができるよう投票結果を併記しています。
レアアースは高性能ネオジム磁石に不可欠であり、この磁石は電気自動車のモーターと風力発電機の主流である。ネオジムとプラセオジムが磁力を、ジスプロシウムとテルビウムが耐熱性を担う。したがってレアアースはクリーンエネルギー技術にとって構造的に重要である。
世界のレアアース鉱石生産は中国に独占されていない。2019年で約62%、2024年までに約70%であり、米国、ミャンマー、豪州がそれぞれ約10から12%を占める。中国の真の支配は下流にある。処理の約90%、重希土処理の約99%、戦略鉱物20鉱種中19鉱種での精錬首位、平均約70%。
中国は酸化レアアースの約85%、金属の約90%を生産し、分離はほぼ中国国内でのみ行われている。焼結ネオジム磁石のシェアは約94%まで上昇した。
中国はこの支配を政策で築いた。2010年の輸出枠(WTO判断を受け2014年に撤廃)、2016年以降の統合による枠のほぼ全量を握る2国有グループ体制、そして磁石製造を国内に引き寄せた産業政策である。中国外で商業規模の処理を行うのはライナスのみである。
中国は輸出管理を段階的に拡大した。2023年7月にガリウムとゲルマニウム、2023年10月に黒鉛、2024年8月にアンチモン、2025年2月にタングステンとテルル、2025年4月に中希土・重希土、2025年10月に拡大。
IEAは、2025年10月の措置が完全に実施された場合、中国外の年間下流生産のうち約6兆5,000億米ドルが危険にさらされうると推計している。うち自動車が3兆米ドル超を占める。
MPマテリアルズは西半球最大のレアアース生産者であり、北米で唯一の商業規模の採掘・処理一貫サイトであるマウンテンパスを保有する。世界のレアアース含有量の10%超を供給している。
MPは2025年4月に精鉱の対中出荷を停止し、2025年7月に対中販売の全面停止に合意した。2025年第3四半期の精鉱売上はゼロで、2024年同四半期の4,310万米ドルから消えた。
2025年7月の国防総省とのパートナーシップには、4億米ドルの優先株出資、1億5,000万米ドルの重希土向け融資、10年間・1kgあたり110米ドルのNdPr価格下限、10年間の磁石引取契約、約15%の国防総省持分が含まれる。
MPは2025年第3四半期に過去最高のNdPr生産721トン(前年同期比51%増)と酸化レアアース13,254トンを計上した。マウンテンパスの重希土分離設備は2026年半ばに試運転を開始し、年産約1万トンのネオジム磁石生産計画を支える。
あえて巻末に置いています。ここを読まなくても本文は追えます。本文にくり返し出てくる言葉と、登場した鉱山・工場・港はすべてここにまとめてあります。
先に読む必要はありません。本文に出てくる専門用語と、鉱山・工場・港が物理的にどこにあるのかをまとめてあります。途中で「これ何だっけ」と思ったらここに戻ってきてください。
この産業でいちばん誤解されているのは、「採る場所」と「処理する場所」が違うということです。
同じライナス社の事業ですが、鉱山は豪州、工場はマレーシアです。マレーシアは自国の鉱石を処理しているのではありません。場所と労働力と電力と水を提供し、放射性残渣を引き受けているのです。マレーシアで起きている論争のほとんどは、この一点から生まれています。
| 用語 | ひとことで言うと | もう少し詳しく |
|---|---|---|
| REO 酸化レアアース | この業界の「共通のものさし」 | Rare Earth Oxide の略で、日本語では酸化レアアース、酸化希土類。この業界では品位も埋蔵量も生産量も、金属ではなく「酸化物」に換算して表します。理由は2つ。第一に、鉱山から出てきた材料が最初に安定して秤に乗せられ、売れる形が酸化物だからです。第二に、17元素は金属と酸化物の重量比がそれぞれ違うので、酸化物に揃えないと足し算ができません。「品位5% REO」とは、鉱石100kgから酸化物が5kg取れるという意味で、金属が5kg取れるという意味ではありません。軽希土なら金属重量は酸化物のおおむね80から85%です。 |
| 精鉱 | 捨てる石を捨てた後の中身 | 掘り出した鉱石から、価値のない脈石(がんせき)を物理的に取り除いて濃くしたもの。品位数パーセントの鉱石が、精鉱では30から60%になります。まだ化学処理は一切していません。 |
| 尾鉱 | 捨てたほうの石 | 選鉱で捨てられる大量の廃石と泥。英語ではテーリング。量が膨大なので、これを置いておく堆積場(たいせきじょう)の用地と管理が鉱山の大きな負担になります。 |
| スラリー | 石を粉にして水と混ぜた「泥水」 | 鉱石を細かく砕いた粉に水を加えて、どろどろの液体にしたもの。なぜわざわざ液体にするのか。液体ならポンプで送れて、撹拌でき、薬剤を均一に混ぜられるからです。乾いた粉のままでは、この3つがどれもできません。湿式の鉱物処理はほぼすべてスラリーの状態で進みます。濃度は固体が重量で3割から6割程度、感覚としてはコンクリートを流す前のミキサーの中身に近い。 |
| 浮遊選鉱 | 泡に付けて浮かせて分ける | スラリーに薬剤を加えて、狙った鉱物の表面だけを水をはじく性質(疎水性)に変え、そこへ空気を吹き込みます。目的の鉱物だけが気泡にくっついて泡として浮上するので、それをすくい取ります。単純に見えて、鉱石ごとに効く薬剤の組み合わせを見つけるのが難しく、新規案件がつまずく典型的な場所です。 |
| イオン吸着鉱 | 粘土の表面に「くっついているだけ」のレアアース | 何百万年もの雨で風化した花崗岩(かこうがん)です。元の鉱物から溶け出したレアアースが、新しい結晶をつくらずに、粘土粒子の表面に電気的な力でくっついたまま止まっている状態を指します。化学結合ではなく、ただ吸着しているだけ。だから常温の塩水を流すだけで、塩のイオンと入れ替わって剥がれ落ちます。この性質が3つの結果を生みます。(1)品位は0.05から0.3%と極端に低い。(2)それでも破砕も粉砕も酸焙焼も不要なので処理費が安い。(3)風化の過程で重希土が濃縮され、トリウムは少ない。世界のジスプロシウムとテルビウムがここから出てくる理由であり、マレーシアが持っているのもこの鉱床です。 |
| 三元触媒 | ガソリン車の排ガス浄化装置 | マフラーの途中に入っている、排ガスをきれいにする装置です。「三元」とは、3種類の汚染物質を同時に処理するという意味で、一酸化炭素(CO)、燃え残った炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の3つを指します。難しいのは、前の2つは酸素を加えて酸化しなければならず、NOxは逆に酸素を取り除いて還元しなければならないこと。正反対の反応を同じ箱の中でやる必要があります。実際の化学反応は白金、パラジウム、ロジウムが担いますが、酸化セリウムが酸素を吸ったり吐いたりして酸素量を平準化するので、両方の反応が成立します。ディーゼル車の装置は仕組みが違い、三元触媒とは呼びません。 |
| 流動接触分解 FCC | 製油所で重い油をガソリンに割る装置 | Fluid Catalytic Cracking の略。原油をそのまま蒸留すると重い油が大量に余るので、それを触媒で細かい分子に「割って」ガソリンや軽油に変えます。触媒は粉末状で、流動する砂のように装置内を循環します。この触媒(ゼオライト)を高温で壊れないように支えているのがランタンです。 |
| 焙焼・分解 | 鉱物を焼いて壊す | レアアースは鉱物の結晶構造の中に閉じ込められていて、そのままでは水に溶けません。濃硫酸と混ぜて200度から500度で焼く、あるいは濃アルカリで煮ることで結晶構造を壊し、水に溶ける形に変えます。この工程でトリウムが残渣側に濃縮されます。 |
| 溶媒抽出 ミキサーセトラー | 混ざらない2つの液体を使って、少しずつより分ける | 水と油のように混ざらない2つの液体を接触させると、ある元素が油側にほんのわずかだけ移りやすい、という差が出ます。その差は1回では小さすぎて使い物になりません。そこで「混ぜる部屋」と「静かに分かれるのを待つ部屋」を1組にした装置(ミキサーセトラー)を数百段つなぎ、わずかな差を積み上げます。中国の圧倒的な優位はこの工程にあります。 |
| ストリップキャスト 薄帯鋳造 | 溶けた合金を回る銅ロールに落として、一瞬で薄い板に固める | 溶かした磁石合金を、水で冷やしながら高速回転する銅の車輪の上に注ぐと、コンマ数秒で厚さ0.2から0.4mmの薄片に固まります。なぜ急いで固めるのか。金属はゆっくり冷やすと結晶が大きく育ってしまい、さらに磁石の性能を落とす遊離した鉄が現れます。急冷すれば結晶は細かく揃い、ネオジムに富む「粒界相」が正しい位置に薄く行き渡ります。この粒界相が、後の焼結と粒界拡散を成立させます。氷を考えると分かりやすい。ゆっくり凍らせた氷は結晶が大きくて白く濁り、急速に凍らせた氷は結晶が細かい。それと同じことを合金でやっています。1990年代にこの方法が普及したことで、磁石の性能は大きく上がりました。 |
| 焼結 | 粉を溶かし切らずに、熱で固めて一体にする | 粉末を型で押し固めてから、融点よりやや低い温度(ネオジム磁石なら1,000から1,100度)で加熱すると、粒子の隙間が詰まってほぼ隙間のない固体になります。全部溶かすわけではないので、粉のときに揃えた結晶の向きがそのまま残ります。これが異方性磁石の作り方です。 |
| 粒界拡散 | 高い元素を表面から染み込ませて節約する | ジスプロシウムやテルビウムを磁石全体に混ぜ込む代わりに、完成した磁石の表面に塗って加熱し、結晶と結晶の境目(粒界)に沿って内部へ染み込ませる方法。耐熱性は粒界で決まるので、必要なところにだけ効かせられます。同じ性能をはるかに少ない重希土で出せるため、この10年で使用量が大きく減りました。 |
| 保磁力 残留磁束密度 | 減磁しにくさ/磁石の強さ | 残留磁束密度は「どれだけ強いか」、保磁力は「どれだけ磁力を失いにくいか」。電気自動車のモーターで問題になるのは後者です。熱くなると保磁力が落ち、ある温度を超えると磁力が戻らなくなります。ジスプロシウムとテルビウムはこの保磁力を上げるために入れます。 |
| トリウム NORM | この話が放射線の問題になる原因 | トリウムは軽希土の化学的なそっくりさんであるため、モナザイトの結晶の中に一緒に入り込んでいます。レアアースそのものは放射性ではありません。NORMは自然起源放射性物質という規制上の区分で、リン酸肥料工場、石油ガス配管のスケール、錫のスラグなども同じ区分に入ります。詳しい説明は工程3にあります。 |
| NdPr | ネオジムとプラセオジムの混合物 | この2つは化学的に似すぎていて、分けてもコストに見合いません。そのため業界は分離せず、混ざったまま1つの製品として売買します。価格報道で「NdPr」と出てくるのはこれです。 |
| ミッシュメタル | 分けていないレアアース金属 | 主にセリウムとランタンの混合金属。分離していないので安く、鉄鋼添加剤や発火合金(ライターの石)に使われます。 |
| 名前 | どこにあるか | 何であり、なぜ重要か |
|---|---|---|
| 白雲鄂博 バヤンオボ Bayan Obo | 中国・内モンゴル自治区 包頭(パオトウ)市の北約150km | 世界最大のレアアース鉱床。元々は鉄鉱山として開発され、今も鉄鉱石を採っています。レアアースはその鉄鉱石採掘に伴って出てくるという構造で、これが中国のコスト優位の一因です。単独でも世界の軽希土供給の大きな部分を占め、北方稀土集団が操業しています。地名は中国語で「豊かな山」の意味です。 |
| マウンテンパス Mountain Pass | 米国・カリフォルニア州 モハーベ砂漠、ネバダ州境近く ラスベガスの南西約85km | 北米で唯一、商業規模で「採掘から処理まで」を行っているサイト。MPマテリアルズが保有・操業。バストネサイト鉱で、1960年代から80年代には世界のレアアース供給を担っていましたが、中国の低価格攻勢と環境問題で2002年に一度閉鎖され、その後再稼働しました。米国国防総省が出資しているのはここです。 |
| マウントウェルド Mount Weld | 豪州・西オーストラリア州 ラバートン近郊 パースの北東約800km、内陸の砂漠地帯 | 世界有数の高品位鉱床。ライナスが保有。ここで行うのは採掘と選鉱までで、分離は行いません。精鉱はフリーマントル港から船でマレーシアのクアンタンへ運ばれます。マウントウェルドは「鉱山」、クアンタンは「工場」。この2つを混同すると、マレーシアの議論がまるで理解できなくなります。 |
| クアンタン Kuantan | マレーシア・パハン州の州都 マレー半島の東海岸、南シナ海に面する クアラルンプールから東へ約250km、車で約3時間半 | 深水港(クアンタン港)を持つ工業都市です。ライナスの分離工場は、クアンタン市街の北にあるゲベン(Gebeng)工業団地の中にあります。報道では「クアンタンの工場」「ゲベンの工場」と両方の書き方が出てきますが、同じものを指しています。2026年に発表された韓国JSリンクとの磁石工場合弁も、この精錬所の近くに置かれる計画です。マレーシアの東海岸は西海岸に比べて工業化が遅れており、政府がこの地域の産業誘致に積極的な背景もここにあります。 |
| ゲベン Gebeng | クアンタン市の北隣 | 石油化学を中心とする重化学工業団地。ライナス先端材料工場(LAMP)はこの中の約100ヘクタールの敷地にあります。重化学向けに区分された団地なので、一般の産業団地では受け入れられない工程を置けます。 |
| パハン州・ペラ州 クリアン | パハン州はマレー半島東部(クアンタンを含む) ペラ州は北西部 クリアンはペラ州の産業団地 | マレーシアのイオン吸着鉱はクランタン、トレンガヌ、パハン、ペラ、ケダの5州に分布しています。磁石工場の候補地としてクリアン(ペラ州)がよく挙がるのは、北部の半導体クラスターに隣接し、かつペラ州がこの5州の一つだからです。 |
| 南鳥島 Minamitorishima | 日本の排他的経済水域 東京の南東約1,900km | 水深約6,000mの海底にレアアースを含む泥が広がっています。重希土の比率が高くトリウムが少ないという点で条件は良いのですが、6,000mから泥を引き上げて商業採算に乗せた例は世界にありません。2026年1月に揚泥試験、2027年に実証段階が目標とされています。期待値の管理が必要な案件です。 |
| カルグーリー Kalgoorlie | 豪州・西オーストラリア州の内陸鉱山都市 | ライナスがここに分解・浸出設備を建設しています。マレーシアで放射性残渣が問題になった工程を豪州側へ移すための布石です。つまりマレーシア工場の役割は、将来的に前工程が抜けて「分離から先」に絞られる可能性があります。 |
出典と根拠。工程の記述は、EuRAREおよびEAG Laboratoriesの工程資料、2025年のJournal of Sustainable Metallurgy掲載のレアアース分離レビュー、ストリップキャスト・水素粉砕・ジェットミルの条件を含む焼結ネオジム磁石製造に関する公開文献、IRENAの2022年重要材料ペーパー、マレーシアのイオン吸着鉱浸出に関する査読論文に基づいています。用途別使用量は、電気自動車およびダイレクトドライブ風力の磁石原単位に関する公開研究と、防衛プラットフォームについて広く引用されている米国議会調査局および政府説明責任局の推計に基づいています。市場シェアと価格は、2026年3月時点の酸化ネオジムに関するS&P Globalおよび業界価格レポートに基づいています。
パートCの出典。パートCは2026年7月に単独で作成したレアアース世界レポートを統合したものです。同レポートは、欧州委員会共同研究センター(JRC)、米国地質調査所(USGS)、戦略国際問題研究所(CSIS)、IEA『Global Critical Minerals Outlook 2025』、2010年以降の日本の対応に関する世界経済フォーラムおよびJOGMECの資料、ライナス・レアアースの開示、マレーシアの免許条件に関するSouth China Morning Postの報道、インドネシアのダウンストリーミングに関するNational Bureau of Asian Research、輸出管理の経緯に関するGlobal Trade Alert、MPマテリアルズのSEC提出書類と四半期開示に基づいています。投票結果が付された所見は、同レポートで3票の反証検証を通過したものです。3人の独立レビュアーのうち2人が否認した場合にのみ棄却されました。
注意。数値は目安であり、年次と算定方法が異なる複数の出典から取っています。対外使用や投資判断の前に再確認してください。工程条件は業界で一般的な範囲であって、特定プラントの仕様ではありません。本資料は投資助言ではありません。
World Finance Edu ・ 2026年8月