naarmate de handelsspanningen tussen de VS en China toenemen, staan zeldzame aardelementen opnieuw in de politieke schijnwerpers. Vandaag de dag leveren Chinese mijnen en verwerkingsfaciliteiten het grootste deel van de wereldvoorraad, en Chinese leider Xi Jinping heeft laten doorschemeren over het gebruik van dit als politieke hefboom in handelsonderhandelingen met de regering van de V. S. President Donald Trump., Maar op de lange termijn, veel deskundigen zeggen dat de wereldwijde markt met deze materialen zou waarschijnlijk overleven, zelfs als China volledig gestopt met exporteren.
de 17 zeldzame aardelementen, die zich aan de onderkant van het periodiek systeem bevinden, spelen een vitale rol in verschillende industrieën: consumentenelektronica waaronder Apple AirPods en iPhones, groene technologieën zoals General Electric windturbines en elektrische auto ‘ s van Tesla, medische hulpmiddelen zoals Philips Healthcare scanners en militaire hardware zoals F-35 straaljagers. VS., de overheid noemt ze onder mineralen die van cruciaal belang worden geacht voor de economische en nationale veiligheid van het land, en de Trump-administratie heeft met name zeldzame aardelementen vrijgesteld van tarieven die zij heeft opgelegd voor $300 miljard aan Chinese goederen. Aan de andere kant van het handelsconflict bracht Xi onlangs een politiek symbolisch bezoek aan een van China ‘ s belangrijkste mijnbouw-en verwerkingsfaciliteiten voor zeldzame aarde, en China gebruikte eigen tarieven om een zeldzame aardmijn van de VS in Californië aan te pakken. Dergelijke politieke houding aan beide kanten kan echter de afhankelijkheid van de wereld van China ‘ s aanbod van zeldzame aardelementen te veel benadrukken.,”politici raken te gealarmeerd of te verstrikt in het idee van politieke manipulatie van markten”, zegt Eugene Gholz, universitair hoofddocent politieke wetenschappen aan de Universiteit van Notre Dame. “Er is een groot verschil tussen individuele bedrijven maken of verliezen van geld, en de grootschalige mogelijkheid om politieke invloed te krijgen in deze specifieke markt.”
de ” zeldzame “in de naam van deze groep elementen is eigenlijk enigszins misleidend; de U. S. Geological Survey beschrijft ze als” relatief overvloedig in de aardkorst.,”Maar de extractie wordt bemoeilijkt door het feit dat in de grond dergelijke elementen in verschillende concentraties met veel andere mineralen worden vermengd. De ruwe ertsen ondergaan een eerste verwerkingsronde om concentraten te produceren, die naar een andere faciliteit gaan waar zeer zuivere zeldzame aardelementen worden geïsoleerd., Dergelijke faciliteiten uitvoeren van complexe chemische processen die meestal een procedure genaamd solvent extractie, waarbij de opgeloste materialen gaan door honderden vloeistof-bevattende kamers die afzonderlijke elementen of verbindingen—stappen die honderden of zelfs duizenden keren kunnen worden herhaald. Eenmaal gezuiverd, kunnen ze worden verwerkt tot oxiden, fosforen, Metalen, legeringen en magneten die profiteren van de unieke magnetische, Lichtgevende of elektrochemische eigenschappen van deze elementen., De sterke en lichte aard van zeldzame aardmetalen, metalen en legeringen hebben ze bijzonder waardevol gemaakt in high-tech producten.
China heeft momenteel de meeste scheidingsinstallaties ter wereld—maar als het ooit zou stoppen met het exporteren van de gezuiverde materialen, zijn er andere opties., Op de korte termijn zouden Amerikaanse bedrijven die afhankelijk zijn van deze mineralen waarschijnlijk voorraadvoorraden hebben voor korte leveringstekorten, zegt Gholz, die van 2010 tot 2012 diende als senior adviseur van de adjunct-adjunct-secretaris van Defensie van het Pentagon voor productie en industrieel basisbeleid. Om die voorraden uit te rekken, kan de algemene markt prioriteit geven aan zeldzame aardelementen voor cruciale toepassingen zoals militaire en medische technologieën, terwijl makers van koptelefoons of golftassen meer moeten betalen., “Ik denk niet dat er een duidelijke bevoorradingskloof of gat is waar iemand niet in staat zal zijn om een Prius of Tesla of wat dan ook te krijgen,” zegt Gholz.
in het geval van een langere onderbreking van de Chinese aanvoer, mijnen de U. S. rare earth ‘ s bij Mountain Pass, Calif., zou waarschijnlijk de eerste plaats om de productie te verhogen, Gholz legt uit. De vorige eigenaar van de mijn, Molycorp, spendeerde ongeveer $ 1,5 miljard aan de bouw van een nieuwe scheidingsfaciliteit voor de productie van zeldzame aardconcentraten., De onderneming heeft echter de downstreamverwerking die nodig is voor de productie van gezuiverde zeldzame aardmetalen niet voltooid voordat de onderneming in 2015 failliet ging vanwege de Chinese concurrentie. De nieuwe eigenaar van de mijn, MP Materials, is van plan om de gemetselde installatie te reactiveren en te voltooien voor een nieuwe exploitatie vanaf 2020.een ander alternatief is het Australische bedrijf Lynas Corp., ‘ s werelds enige belangrijke producent van zeldzame aardmetalen buiten China., Het bedrijf exploiteert momenteel een Mijn in Mount Weld in Australië, en stuurt ertsen naar een scheidingsinstallatie in Maleisië die de zeldzame aardmetalen kan zuiveren—maar een complicatie is ontstaan door het feit dat sommige ertsen radioactief thorium bevatten. Vanwege de bezorgdheid over het milieu over laagactief afval van de scheidingsinstallatie kondigt Lynas onlangs aan dat het een deel van de “upstream”-verwerking (waarbij de radioactiviteit betrokken is) naar Australië zal verplaatsen, terwijl de “downstream” – verwerking in Maleisië blijft. Het bedrijf heeft ook aangekondigd dat het zal werken met het in Texas gevestigde Blue Line Corp., om een nieuwe scheidingsfaciliteit in de VS te bouwen voor operaties die op zijn vroegst in 2022 beginnen.
naast bestaande mijnen zouden bedrijven die naar andere bronnen graven, zeldzame aardelementen kunnen beginnen te extraheren uit afzettingen van verschillende materialen. Bijvoorbeeld, de VS zou ooit deze elementen kunnen verkrijgen als bijproducten van kolenas van elektriciteitscentrale en kolenmijnafval. En radioactief materiaal vermengd met ertsen zou uiteindelijk positief kunnen zijn: als thorium-gebaseerde kerncentrales levensvatbaar blijken te zijn, zou geëxpandeerde thoriumwinning ook bruikbare zeldzame aardmineralen opleveren., Onderzoekers zijn zelfs begonnen met het onderzoeken van een grote concentratie van zeldzame aardelementen in diepzee modder uit een oceaanbodem in de buurt van Japan.
minder is meer
sommige industrieën die afhankelijk zijn van zeldzame aardelementen gaan buiten het kader en zoeken naar manieren om de mijnbouw volledig te omzeilen. Dergelijke operaties in China en elders hebben immers aanzienlijke milieueffecten die de menselijke gezondheid kunnen bedreigen als er geen strikte regelgeving is. De aanwezigheid van radioactief thorium in sommige erts is een voorbeeld., Daarnaast zijn bij sommige mijnbouw-en scheidingsprocessen chemicaliën betrokken die giftig afvalwater produceren. Al deze gevaarlijke bijproducten vereisen zorgvuldige opslag en verwijdering.nu China dreigt zijn voordeel als het gaat om zeldzame aardelementen te bewapenen, kunnen meer bedrijven investeren in innovaties die deze materialen kunnen vervangen door iets anders. Gholz wijst op een incident in 2010 waarbij China Japan tijdelijk afsneed van de levering van zeldzame aardelementen., Daarna, Japanse autofabrikanten zoals Toyota en Honda begonnen met de ontwikkeling van hybride auto motoren die sterk verminderd of zelfs geëlimineerd zeldzame aarde elementen, zoals terbium en dysprosium, van de krachtige magneten gebruikt in elektromotoren.
tijdens de leveringsschaarste in 2010 ontdekten andere grote industrieën die zeldzame aardelementen gebruikten ook dat ze het zonder een aantal van hen konden stellen. Exploitanten van olieraffinaderijen stopten tijdelijk met het gebruik van het zeldzame aardelement lanthaan, dat de olieraffinage-efficiëntie verbetert, toen de prijs omhoog ging., De glasindustrie heeft grotendeels afgezien van het zeldzame aardelement cerium voor het polijsten. Hoewel industrieën met betrekking tot de nationale veiligheid niet in staat zouden zijn om volledig af te zien van zeldzame aarde mineralen, Gholz denkt dat de vraag van het Amerikaanse leger zou kunnen worden “gemakkelijk voldaan door niet-Chinese productie” omdat deze behoefte vertegenwoordigt minder dan 5 procent van de totale markt.
verminderen, hergebruiken, recyclen
in ieder geval zal een verscheidenheid aan industrieën sterk afhankelijk blijven van zeldzame aardmineralen. Om ze te verkrijgen zonder afhankelijk te zijn van Chinees of VS, volgens Eric Schelter, hoogleraar scheikunde aan de Universiteit van Pennsylvania, die onder meer onderzoek doet naar het ontwikkelen van nieuwe chemische processen voor het scheiden van zeldzame aardelementen van erts. “De aantrekkingskracht hier is dat er al een aanzienlijke energie-input en afvalproductie om zeldzame aardelementen te zuiveren van hun erts materialen,” zegt hij. “Ze gewoon weggooien is daarom verspillend, gezien het feit dat ze in technologische apparaten meestal relatief zuiver zijn in vergelijking met hun ertsen.,”
hij wees op veel onderzoeksprojecten in zowel academische als overheidslaboratoria: de laatste omvatten het U. S. Department of Energy ‘ s Critical Materials Institute in het Ames Laboratory en het Oak Ridge National Laboratory. Zeldzame aardelementen zoals neodymium en dysprosium worden bijvoorbeeld vaak gecombineerd in permanente magneten. Om ze te scheiden, heeft Schelter ‘ s lab chemische processen ontwikkeld die het ene zeldzame aardelement selectief kunnen oplossen terwijl het andere vast blijft., Het is een “snelle en efficiënte aanpak van metalen scheiding,” zegt hij, maar de kosten zijn momenteel niet concurrerend met de mijnbouw. Toch denkt hij dat dit kan veranderen omdat de marktprijs van zeldzame aardelementen momenteel “kunstmatig laag”wordt gehouden—het houdt geen rekening met de kosten van afvalverwerking en-verwerking tijdens de mijnbouw-en scheidingsprocessen. Als de gerecycleerde versies van deze materialen op de markt werden gebracht als schonere alternatieven voor gedolven zeldzame aardelementen, zou het bedrijven die op zoek zijn naar een groener imago kunnen aanmoedigen om er meer voor te betalen.,”consumenten erkennen het belang van vrijhandel koffie en de gevolgen van bloeddiamanten”, zegt Schelter. “Het spreekt vanzelf dat ethisch kobalt en schone of gerecycleerde zeldzame aardelementen kunnen bijdragen aan een duurzamer beeld voor deze industrie.”
Geef een reactie