Mint kereskedelmi feszültségek növekedése között az egyesült ÁLLAMOK, Kína, ritka föld ásványi anyagok újra a politikai életben. Ma a kínai bányák és feldolgozó létesítmények biztosítják a világ legtöbb ellátását, Xi Jinping kínai vezető pedig utalt arra, hogy ezt politikai tőkeáttételként használja fel Donald Trump amerikai elnökkel folytatott kereskedelmi tárgyalásokon., Hosszú távon azonban sok szakértő szerint az ilyen anyagokat magában foglaló globális piac valószínűleg túléli, még akkor is, ha Kína teljesen abbahagyja az exportálást.
A 17 ritkaföldfémek, amely klaszter alján, a periódusos rendszer, létfontosságú szerepet játszanak számos iparágban: consumer electronics beleértve az Apple AirPods de iphone, zöld technológiák, mint például a General Electric szélturbinák, valamint Tesla elektromos autók, orvosi eszközök, beleértve a Philips Egészségügyi lapolvasók, katonai hardver, például F-35-ös vadászgépek. Az USA-ban., a kormány felsorolja őket az ország gazdasági és nemzetbiztonságát kritikusnak ítélt ásványok között, a Trump-adminisztráció pedig különösen mentesítette a ritkaföldfém elemeket a 300 milliárd dolláros kínai árukra kivetett tarifák alól. A kereskedelmi konfliktus másik oldalán Xi nemrégiben politikailag szimbolikus látogatást tett Kína egyik legfontosabb ritkaföldfém-Bányászati és-feldolgozó létesítményében, Kína pedig saját tarifáit használta fel egy kaliforniai amerikai ritkaföldfém-bánya megcélzására. Az ilyen politikai pózolás mindkét oldalon, azonban, túlhangsúlyozhatja a világ támaszkodását Kína ritkaföldfém-ellátására.,
“a politikusok túlságosan megijednek vagy túlságosan belemerülnek a piacok politikai manipulációjának gondolatába” – mondja Eugene Gholz, a Notre Dame-i Egyetem Politikatudományi docense. “Nagy különbség van az egyes vállalatok között, amelyek pénzt keresnek vagy veszítenek, és a nagy léptékű képesség, hogy politikai befolyást szerezzenek ezen a piacon.”
ennek az elemcsoportnak a nevében a “ritka” valójában kissé félrevezető; az amerikai geológiai felmérés “viszonylag bőségesnek” írja le őket a földkéregben.,”De az extrakciót bonyolítja az a tény, hogy a talajban az ilyen elemeket sok más ásványi anyaggal együtt összekeverik különböző koncentrációkban. A nyers ércek a feldolgozás első fordulójában koncentrátumokat állítanak elő, amelyek egy másik létesítménybe vezetnek, ahol nagy tisztaságú ritkaföldfém elemeket izolálnak., Az ilyen létesítmények végre komplex kémiai folyamatok, amelyek a leggyakrabban járnak nevezett eljárás oldószeres extrakció, amelyben az oldott anyagok megy keresztül több száz folyadék tartalmú chambers, hogy külön-külön az egyes elemek vagy vegyületek—lépéseket, hogy meg lehet ismételni, több száz vagy akár több ezer alkalommal. Tisztításuk után oxidokká, foszforokká, fémekké, ötvözetekké és mágnesekké dolgozhatók fel, amelyek kihasználják ezen elemek egyedi mágneses, lumineszcens vagy elektrokémiai tulajdonságait., A ritkaföldfém mágnesek, fémek és ötvözetek erős és könnyű jellege különösen értékessé tette őket a csúcstechnológiájú termékekben.
Kína jelenleg a világ legtöbb szétválasztó létesítmények,—de ha valaha is az volt, hogy ne exportáló a tisztított anyagok, más lehetőségek is léteznek., Rövid távon az ezekre az ásványi anyagokra támaszkodó amerikai vállalatok valószínűleg készletkészletekkel rendelkeznek a rövid ellátási hiány miatt-mondja Gholz, aki 2010-től 2012-ig a Pentagon védelmi helyettes védelmi miniszterének vezető tanácsadójaként szolgált a gyártási és ipari Bázispolitikáért. Stretch azok a készletek, a teljes piac lehet rangsorolni a ritkaföldfémek a kritikus alkalmazások, mint például a katonai, orvosi technológiák, miközben arra kényszerítve a döntéshozók a fejhallgató vagy a golf táskák többet fizetni., “Nem hiszem, hogy van egy nyilvánvaló ellátási rés vagy lyuk, ahol valaki nem lesz képes Prius-t vagy Teslát szerezni, vagy bármit is néz” – mondja Gholz.
hosszabb Kínai ellátási megszakítás esetén az amerikai ritka földek bányája a kaliforniai Mountain Pass-ban., valószínűleg az első hely lesz a termelés fokozására, magyarázza Gholz. A bánya korábbi tulajdonosa, a Molycorp körülbelül 1, 5 milliárd dollárt költött egy új elválasztó létesítmény építésére ritkaföldfém-koncentrátumok előállítására., Nem fejezte be azonban a tisztított ritkaföldfémek előállításához szükséges feldolgozást, mielőtt a vállalat 2015-ben csődbe ment a kínai verseny miatt. A bánya új tulajdonosa, az MP Materials azt tervezi, hogy 2020-tól újraindítja és befejezi a mothballed létesítményt.
egy másik alternatíva az Ausztrál Lynas Corp. cég, a világ egyetlen jelentős ritkaföldfém-gyártója Kínán kívül., Jelenleg egy bányát üzemeltet az ausztráliai Mount Weld-ben, és érceket küld egy malajziai elválasztó létesítménybe, amely megtisztíthatja a ritkaföldfémeket—de komplikáció merült fel abból a tényből, hogy egyes ércek radioaktív tóriumot tartalmaznak. Környezeti aggályok miatt alacsony aktivitású radioaktív hulladékok a különválás létesítmény nemrég led Lynastől bejelenteni, hogy mozog valami a “upstream” – feldolgozás (amely magában foglalja a radioaktivitás) vissza Ausztráliába, miközben a “downstream” – feldolgozás Malajziában. A cég azt is bejelentette, hogy a texasi székhelyű Blue Line Corp., egy új szétválasztó létesítmény építése az Egyesült Államokban legkorábban 2022-ben kezdődő műveletekhez.
a meglévő bányákon túl azok a vállalatok, amelyek más erőforrásokat ásnak, elkezdhetik a ritkaföldfém elemek kinyerését a különböző anyagok lerakódásaiból. Az Egyesült Államok például egy nap ezeket az elemeket melléktermékként kaphatná meg az erőmű szén-hamujából és szénbányászati hulladékából. Az ércekkel kevert radioaktív anyagok pedig pozitívak lehetnek: ha a tórium alapú atomerőművek életképesnek bizonyulnak,a kibővített tóriumbányászat felhasználható ritkaföldfémeket is felbukkan., A kutatók még a ritka földelemek nagy koncentrációját is megkezdték a mélytengeri iszapban egy Japán közelében lévő óceánpadló lerakódásából.
kevesebb több
egyes ritkaföldfémekre támaszkodó iparágak kívül esnek a dobozon, és keresik a módját, hogy teljesen megkerüljék a bányászatot. Végül is az ilyen műveletek Kínában és másutt jelentős környezeti hatásokkal járnak, amelyek szigorú szabályozás hiányában veszélyeztethetik az emberi egészséget. A radioaktív tórium jelenléte néhány ércben egy példa., Ezenkívül egyes bányászati és szétválasztási folyamatok mérgező szennyvizet előállító vegyi anyagokat is tartalmaznak. Mindezek a veszélyes melléktermékek gondos tárolást és ártalmatlanítást igényelnek.
mivel Kína azzal fenyeget, hogy fegyverré teszi előnyét a ritkaföldfémek esetében, több vállalat befektethet olyan innovációkba, amelyek ezeket az anyagokat valami mással helyettesíthetik. Gholz rámutat egy 2010-es eseményre, amelyben Kína ideiglenesen elvágta Japánt a ritkaföldfémek kínálatától., Ezt követően a japán autógyártók, például a Toyota és a Honda olyan hibrid autómotorokat kezdtek kifejleszteni, amelyek jelentősen csökkentették vagy akár megszüntették a ritkaföldfém elemeket, például a terbiumot és a dysprosiumot az elektromos motorokban használt erős mágnesekből.
a 2010-es ellátási pánik során más nagy iparágak, amelyek ritkaföldfém elemeket használtak, felfedezték, hogy néhányuk nélkül is képesek. Az olajfinomító üzemeltetői ideiglenesen leállították a ritkaföldfém-elem, a lantanum használatát, ami javítja az olajfinomítás hatékonyságát, amikor az ár emelkedett., Az üveggyártó ipar nagyrészt elhagyta a ritkaföldfém cérium polírozáshoz való használatát. Bár a nemzetbiztonsággal kapcsolatos iparágak nem lennének képesek teljes mértékben lemondani a ritkaföldfémekről, Gholz szerint az amerikai hadsereg keresletét “könnyen kielégítheti a nem kínai termelés”, mivel ez az igény a teljes piac kevesebb, mint 5% – át teszi ki.
Reduce, Reuse, Recycle
mindenesetre számos iparág továbbra is erősen támaszkodik a ritkaföldfém ásványi anyagokra. Ahhoz, hogy azokat anélkül, attól függően, hogy a kínai vagy amerikai., bányák, lehet újrahasznosítani ezeket az elemeket már használt termékek, mondja Eric Schelter, a kémia professzora a University of Pennsylvania, akinek kutatási projektek közé fejlődő új kémiai folyamatok szétválasztására a ritkaföldfémek ércből. “A fellebbezés itt az, hogy már jelentős energiabevitel és hulladékkibocsátás történt, hogy megtisztítsák a ritkaföldfémeket ércanyagaikból” – mondja. “Egyszerűen eldobni őket, ezért pazarló, figyelembe véve, hogy a technológiai eszközökben általában viszonylag tisztaak az ércükhöz képest.,”
rámutatott számos kutatási projektre mind az akadémiai, mind a kormányzati laboratóriumokban: az utóbbiak közé tartozik az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának kritikus Anyagintézete az Ames laboratóriumban, valamint az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban. Például a ritkaföldfém elemeket, mint a neodímium és a diszprózium, gyakran állandó mágnesekben kombinálják. A Szétválasztásukhoz Schelter laboratóriuma olyan kémiai folyamatokat fejlesztett ki, amelyek szelektíven feloldhatják az egyik ritkaföldfém elemet, míg a másik szilárd marad., “A fémek szétválasztásának gyors és hatékony megközelítése” – mondja, de a költségek jelenleg nem versenyképesek a bányászattal. Ennek ellenére úgy véli, hogy ez változhat, mivel a ritkaföldfémek piaci árát jelenleg “mesterségesen alacsonyan” tartják—ez nem jelenti a hulladékkezelés és-kezelés költségeit a bányászati és szétválasztási folyamatok során. Ha ezeknek az anyagoknak az újrahasznosított változatait a bányászott ritkaföldfémek tisztább alternatívájaként forgalmazzák, ösztönözheti a zöldebb képet kereső vállalatokat, hogy többet fizessenek értük.,
“a fogyasztók felismerik a szabadkereskedelmi kávé fontosságát és a vér gyémántok következményeit” – mondja Schelter. “Magától értetődik, hogy az etikus kobalt, a tiszta vagy újrahasznosított ritkaföldfém elemek hozzájárulhatnak az iparág fenntarthatóbb képéhez.”
Vélemény, hozzászólás?