alors que les tensions commerciales augmentent entre les États-Unis et la Chine, les minéraux de terres rares sont à nouveau sous les projecteurs politiques. Aujourd’hui, les mines et les installations de traitement chinoises fournissent la majeure partie de l’approvisionnement mondial, et le dirigeant chinois Xi Jinping a laissé entendre qu’il s’agissait d’un levier politique dans les négociations commerciales avec L’administration du Président américain Donald Trump., Mais à long terme, de nombreux experts disent que le marché mondial impliquant ces matériaux survivrait probablement même si la Chine cessait complètement de les exporter.
Les 17 éléments de terres rares, qui se regroupent près du bas du tableau périodique, jouent un rôle essentiel dans plusieurs industries: l’électronique grand public, y compris les AirPods et les iPhones D’Apple, les technologies vertes telles que les éoliennes General Electric et les voitures électriques Tesla, les outils médicaux, y compris les scanners Philips Healthcare, et américain., le gouvernement les énumère parmi les minéraux jugés critiques pour la sécurité économique et nationale du pays, et L’administration Trump a notamment exempté les éléments de terres rares des droits de douane qu’elle a imposés sur 300 milliards de dollars de produits chinois. De l’autre côté du conflit commercial, Xi a récemment effectué une visite politiquement symbolique à l’une des principales installations D’extraction et de traitement des terres rares De La Chine, et la Chine a utilisé ses propres tarifs pour cibler une mine de terres rares américaine en Californie. Une telle posture politique des deux côtés, cependant, peut surestimer la dépendance du monde à l’égard de l’approvisionnement de la Chine en éléments de terres rares.,
« Les politiciens sont trop alarmés ou trop enveloppés dans l’idée de manipulation politique des marchés », explique Eugene Gholz, professeur agrégé de sciences politiques à L’Université de Notre Dame. « Il y a une grande différence entre les entreprises individuelles qui gagnent ou perdent de l’argent, et la capacité à grande échelle d’obtenir une influence politique sur ce marché particulier. »
Le « rare » dans le nom de ce groupe d’éléments est en fait quelque peu trompeur; le U. S. Geological Survey les décrit comme « relativement abondants dans la croûte terrestre., »Mais l’extraction est compliquée par le fait que dans le sol, de tels éléments sont mélangés avec de nombreux autres minéraux à différentes concentrations. Les minerais bruts passent par un premier cycle de traitement pour produire des concentrés, qui se dirigent vers une autre installation où des éléments de terres rares de haute pureté sont isolés., Ces installations effectuent des processus chimiques complexes qui impliquent le plus souvent une procédure appelée extraction par solvant, dans laquelle les matières dissoutes passent par des centaines de chambres contenant des liquides qui séparent des éléments ou des composés individuels-étapes qui peuvent être répétées des centaines, voire des milliers de fois. Une fois purifiés, ils peuvent être transformés en oxydes, phosphores, métaux, alliages et aimants qui tirent parti des propriétés magnétiques, luminescentes ou électrochimiques uniques de ces éléments., La nature forte et légère des aimants, des métaux et des alliages de terres rares les a rendus particulièrement précieux dans les produits de haute technologie.
La Chine possède actuellement la plupart des installations de séparation du monde—mais si jamais elle devait cesser d’exporter les matériaux purifiés, d’autres options existent., À court terme, les entreprises américaines qui dépendent de ces minéraux auraient probablement des stocks de stocks pour de brèves pénuries d’approvisionnement, dit Gholz, qui a servi de 2010 à 2012 en tant que conseiller principal du Secrétaire adjoint adjoint à la défense du Pentagone pour la fabrication et la Politique de Base industrielle. Pour étirer ces stocks, le marché global pourrait donner la priorité aux éléments de terres rares pour des applications cruciales telles que les technologies militaires et médicales, tout en obligeant les fabricants d’écouteurs ou de sacs de golf à payer plus cher., « Je ne pense pas qu’il y ait un écart ou un trou d’approvisionnement évident où quelqu’un ne pourra pas obtenir une Prius ou une Tesla ou tout ce qu’il regarde », dit Gholz.
En cas d’interruption plus longue de l’approvisionnement chinois, la mine de terres rares américaine à Mountain Pass, en Californie., deviendrait probablement le premier endroit pour intensifier la production, explique Gholz. L’ancien propriétaire de la mine, Molycorp, a dépensé environ 1,5 milliard de dollars pour construire une nouvelle installation de séparation pour la production de concentrés de terres rares., Elle n’a cependant pas achevé le traitement en aval nécessaire à la production de terres rares purifiées avant que l’entreprise ne fasse faillite en 2015 en raison de la concurrence chinoise. Le nouveau propriétaire de la mine, MP Materials, prévoit réactiver et terminer l’installation mise en sommeil pour une nouvelle exploitation à partir de 2020.
Une autre alternative est la société australienne Lynas Corp., le seul producteur important de terres rares au monde en dehors de la Chine., Il exploite actuellement une mine à Mount Weld en Australie, et envoie des minerais à une installation de séparation en Malaisie qui peut purifier les matériaux de terres rares—mais une complication est apparue du fait que certains minerais contiennent du thorium radioactif. Les préoccupations environnementales concernant les déchets radioactifs de faible activité provenant de l’installation de séparation ont récemment conduit Lynas à annoncer qu’elle allait transférer une partie du traitement « en amont » (qui implique la radioactivité) en Australie, tout en maintenant le traitement « en aval » en Malaisie. La société a également annoncé qu’elle collaborera avec Texas Ligne Bleue Corp, construire une nouvelle installation de séparation aux États-Unis pour des opérations à partir de 2022 au plus tôt.
Au-delà des mines existantes, les entreprises qui creusent pour d’autres ressources pourraient commencer à extraire des éléments de terres rares à partir de dépôts de matériaux différents. Par exemple, les États-Unis pourraient un jour obtenir ces éléments en tant que sous-produits des cendres de charbon des centrales électriques et des déchets d’extraction du charbon. Et les matières radioactives mélangées à des minerais pourraient finir par être positives: si les centrales nucléaires à base de thorium s’avèrent viables, l’extraction de thorium élargie produirait également des minéraux de terres rares utilisables., Des chercheurs ont même commencé à étudier une grande concentration d’éléments de terres rares dans la boue profonde d’un gisement de fond océanique près du Japon.
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Certaines industries qui dépendent d’éléments de terres rares sortent des sentiers battus et cherchent des moyens de contourner complètement l’exploitation minière. Après tout, de telles opérations en Chine et ailleurs ont des impacts environnementaux importants qui peuvent menacer la santé humaine en l’absence d’une réglementation stricte. La présence de thorium radioactif dans certains minerais en est un exemple., En outre, certains procédés d’extraction et de séparation impliquent des produits chimiques qui produisent des eaux usées toxiques. Tous ces sous-produits dangereux nécessitent un stockage et une élimination scrupuleux.
avec la Chine menaçant de militariser son avantage en matière d’éléments de terres rares, plus d’entreprises pourraient investir dans des innovations qui pourraient remplacer ces matériaux par autre chose. Gholz souligne un incident 2010 dans lequel la Chine a temporairement coupé le Japon de son approvisionnement en éléments de terres rares., Par la suite, les constructeurs automobiles japonais tels que Toyota et Honda ont commencé à développer des moteurs de voiture hybrides qui réduisaient considérablement, voire éliminaient les éléments de terres rares, tels que le terbium et le dysprosium, des puissants aimants utilisés dans les moteurs électriques.
lors de la crise d’approvisionnement de 2010, d’autres grandes industries qui utilisaient des éléments de terres rares ont également découvert qu’elles pouvaient se passer de certains d’entre eux. Les exploitants de raffineries de pétrole ont temporairement cessé d’utiliser l’élément de terres rares lanthane, qui améliore l’efficacité du raffinage du pétrole, lorsque le prix a augmenté., L’industrie verrière a largement abandonné l’utilisation de l’élément de terres rares cérium pour le polissage. Bien que les industries liées à la sécurité nationale seraient incapables de renoncer entièrement aux minéraux de terres rares, Gholz pense que la demande de l’armée américaine pourrait être « facilement satisfaite par la production non chinoise » car ce besoin représente moins de 5% du marché total.
réduire, réutiliser, recycler
dans tous les cas, une variété d’industries continueront de dépendre fortement des minéraux des terres rares. Pour les obtenir sans dépendre du chinois ou des États-Unis., les mines, ils pourraient recycler les éléments déjà utilisés dans les produits, dit Eric Schelter, professeur de chimie à l’Université de Pennsylvanie, dont les projets de recherche comprennent le développement de nouveaux procédés chimiques pour séparer les éléments de terres rares du minerai. « L’attrait ici est qu’il y a déjà eu un apport d’énergie et une production de déchets importants pour purifier les éléments de terres rares de leurs matériaux de minerai », dit-il. « Le simple fait de les jeter est donc un gaspillage, étant donné que dans les dispositifs technologiques, ils sont généralement relativement purs par rapport à leurs minerais., »
Il a souligné de nombreux projets de recherche dans des laboratoires universitaires et gouvernementaux: ces derniers incluent le Critical Materials Institute du Département AMÉRICAIN de l’énergie au laboratoire Ames et au laboratoire national D’Oak Ridge. Par exemple, des éléments de terres rares tels que le néodyme et le dysprosium sont fréquemment combinés dans des aimants permanents. Pour les séparer, le laboratoire de Schelter a développé des processus chimiques qui peuvent dissoudre sélectivement un élément de terre rare tandis que l’autre reste solide., Il s’agit d’une « approche rapide et efficace de la séparation des métaux », dit-il, mais le coût n’est actuellement pas compétitif par rapport à l’exploitation minière. Pourtant, il pense que cela pourrait changer parce que le prix du marché des éléments de terres rares est actuellement maintenu « artificiellement bas »—il ne tient pas compte du coût du traitement et de la manipulation des déchets pendant les processus d’extraction et de séparation. Si les versions recyclées de ces matériaux étaient commercialisées comme des alternatives plus propres aux éléments de terres rares extraits, cela pourrait encourager les entreprises à la recherche d’une image plus verte à payer plus cher pour eux.,
« Les consommateurs reconnaissent l’importance du café libre-échange et les conséquences des diamants du sang », dit Schelter. « Il va de soi que le cobalt éthique et les éléments de terres rares propres ou recyclés peuvent contribuer à une image plus durable pour cette industrie. »
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