A vörös vagy a kék állam, a liberális vagy a liberális állampolgárok az amerikai szenvedélyt mutatnak a Kínából behozott ritkaföldfémekkel szemben.
A zöld technológiák, például az elektromos autók, szélturbinák, napelemek és fluoreszkáló izzók, ritkaföldfémekre épülnek. A katonaság a ritkaföldfémektől függ irányított rakétarendszerek, műholdak és pilóta nélküli drónok számára. A NASA űrhajója erőteljes ritkaföldfém mágneseket szállít a Marsra és a világűrbe. A mágnesek miniatürizáltak az iPadokat, a számítógépeket és a csúcstechnológiájú fejhallgatót.
Kína ellenőrzi a világ ritkaföldfémekkel való ellátásának 95 százalékát. Ennek a monopóliumnak a kulcsa nem a ritkaföldfémek lerakódásainak sokszínűsége, hanem az érc oxidokká és tiszta fémmé történő feldolgozásának szakértelme. Az érc hajlamos uránt és tóriumot hordozni, a bolygó leg radioaktívabb elemét, és a fém kinyerése általában hosszú, többlépcsős folyamat, mérgező vegyi anyagok bevonásával.
"Tudjuk, hogy hol vannak a lerakódások. Az, hogy azok az iPhone-jába kerülnek, nem egyenes vagy egyszerű folyamat" - mondta Brad Van Gosen, az Egyesült Államok geológiai szolgálatának (USGS) geológusa Denverben.
Néhány évvel ezelőtt Kína megmutatta erejét, és csekély mértékben csökkentette a ritkaföldfémek ellátását. A lépés elküldte az Egyesült Államokat és más országokat, hogy befejezzék Kínára támaszkodó bizalmukat. Az árak emelkedtek, új befektetõket és bányászati társaságokat vonva a ritkaföldfémek piacára. Most az Egyesült Államokban van egy új akna, amely majdnem befejeződött, és még kettő az engedélyezési szakaszban. A Kína ritkaföldfémből való elkerülésének döntő eleme azonban nem új aknák, hanem a szakértelem és az infrastruktúra újjáépítése a finom fémek feldolgozására - mondják a szakértők.
Árháború
2010-ben Kína megemelte a ritkaföldfémek költségeit, amikor elkezdett korlátozni az exportot, és magasabb árakat számított fel a külföldi társaságokra. Az árbuborék világszerte őrjöngést keltett, hogy elkerülje Kína irányítását. Nemrég nyílt meg ausztráliai tulajdonú feldolgozóüzem Malajziában. Más terveket Kanadában, Európában és Afrikában terveznek. Számos vállalat igyekszik amerikai ritkaföldfém-ellátást fejleszteni, néhányat a Védelmi Minisztérium támogatásával.
"A ritkaföldfémek nagyon sok stratégiai fémet tartalmaznak, és különösen nagy jelentőséggel bírnak a védelmi ipar számára" - mondta Curt Freeman, az Avalon Development Corp. elnöke, az alaszkai Fairbanksban, egy bányászati tanácsadó cég. "Nyugtalan érzés van a Kongresszusban és a Védelmi Minisztériumban" - mondta.
Az Egyesült Államokban a kaliforniai Mountain Pass bányát 2010-ben nyitották meg újra, és várhatóan ebben az évben kezd el könnyű ritkaföldfémek előállítását. A bánya volt a világ legnagyobb ritkaföldfémek gyártója, ám 2002-ben a környezeti problémák és az eső árak miatt bezárták. Egy másik aknát Wyomingban javasol a kanadai Rare Element Resources társaság, ám a helyi lakosok ellenzik.
Alaszka legújabb forrása
Az egyik legnagyobb ritkaföldfémből származó játék az alaszkai Bokan-hegységnél található. Miután uránt bányásztak, a Wales Prince-i sziget gránitcsúcsa a nehezebben megtalálható nehéz ritkaföldfém elemek gazdag vénáit tartalmazza. A projektet alaszkai törvényhozás és a közeli közösségek támogatták. Egy kanadai vállalat tervezi az érc kinyerését és oxiddá történő átalakítását egy egyedi gyártású feldolgozóüzem segítségével. Ebben rejlik a kihívás.
Nevük ellenére a ritkaföldfémek valóban gyakoriak a földkéregben, bár alacsony koncentrációban. A moniker egy tartózkodási hely a 19. századból, amikor a kutatók felfedezték a furcsa nevű elemeket a ritkán található ásványokban. A 17 elem szoros affinitással rendelkezik, hasonló kémiai tulajdonságokkal és atomsúlyokkal. A Bokan-hegy egyike azon kevés foltoknak a Földön, ahol nehéz ritkaföldfémek vannak, amelyek atomtömege nagyobb. Különösen magas az ittriumban, amely megjelenik a köbös cirkónium-oxid és az autó szennyeződés-érzékelőitől a lézerekig, rakétákig és sugárhajtóművekig.
Mivel a ritkaföldfémeket gyakran összekeverik egy sziklaban, a nehéz ritkaföldfémek elválasztásához általában előbb a könnyebbet kell eltávolítani. Ez általában vegyi tartályok és oldószerek sorozatával történik. Ráadásul ott van a radioaktív urán is, amelyet megsemmisíthet. Ucore bányatulajdonosom szerint új szilárd extrakciós technológiája van, amely nagyban leegyszerűsíti ezt a folyamatot. Ucore szerint a technika nanotechnológiára épül, hogy eltávolítsa a szennyeződéseket és a nehéz ritkaföldfémeket oxidokká koncentrálja. A Védelmi Minisztérium 2012 októberében szerződéssel finanszírozta az Ucore érc kitermelésének kutatását.
Költségtelen visszavonás
"Egyre bonyolultabbá válik, annál jobban megnézzük" - mondta Van Gosen.
Gareth Hatch, a fémipar tanácsadója megjegyzi, hogy a ritkaföldfémekkel foglalkozó bányászati társaságok számára a feldolgozás a legnagyobb akadály.
"A feldolgozás a legfontosabb kihívás azoknak a betéteknek, amelyek különösen a középső és a nehéz ritkaföldfémek felé vannak ferde, mivel vannak olyan szokatlan ásványi anyagok, amelyeket még nem dolgoztak fel" - mondta Hatch, a Technology Metals Research egyik alapítója. A Hatch hozzájárul egy ritkaföldfém-feldolgozó vállalat fejlesztéséhez Kanadában.
Az USGS számos folyamatban lévő projekttel vizsgálja a Bokan-hegy geológiáját, hogy jobban megértse az ásványok megjelenését.
"Az ötlet az, hogy alapvető ismereteket alakítsunk ki arról, hogy ezek a lerakódások miként kezdődnek el elsősorban a földkéregben, és felhasználjuk azt az erőforrások keresésére, amelyekre az Egyesült Államok lakosságának szüksége van" - mondta Susan Karl, az Anchorage-ban székhellyel rendelkező USGS geológus.
Az Ucore testület tagja, Jaroslav Dostal, a Nova Scotia-i Halifax-i Szent Mária Egyetem emeritus professzora volt a Bokan Mountain tanulmány vezető szerzője. A tanulmányt finanszírozó támogatási program, az USGS Mineral Resources Külső Kutatási Program a múltban projekteket ítél oda a magánipar és a külföldi kedvezményezettek számára.
Feldolgozás a feldolgozásban
Az USGS olyan projektekkel is rendelkezik, amelyek más ritkaföldfémek lerakódásainak geológiáját is feltárják. 2010 óta a képviselőház törvényt vezet be a bányászati előírások megfékezésére, valamint a ritkaföldfémekkel kapcsolatos kutatás és fejlesztés finanszírozására, amelyeket még nem kapott a szenátuson. A ritkaföldfémek újrahasznosítása, amelyet a csúcstechnikai eszközökkel nem mindig lehet lehetővé tenni, egy másik módszer a kínai ellátástól való függőség csökkentésére. Ez év elején a Védelmi Minisztérium 120 millió dollár kritikus nehéz ritkaföldfém-elemek tárolását javasolta. Az iparági szakértők szerint a pénzt jobban költenék az amerikai szakértelem és infrastruktúra kiépítésére a ritkaföldfémek feldolgozása során.
"Ami a teljes kapacitást illeti, a Molycorp rendelkezik könnyű ritkaföldfémek elválasztó létesítménnyel, de ettől eltekintve, Észak-Amerikában valójában nincs semmi," mondta Hatch, az iparági tanácsadó.
"Az a képesség, hogy az ásványokból feldolgozzák és átalakítsák vegyületeket, amelyek csúcstechnológiájú készülékekké alakulnak, a kulcsfontosságú szűk keresztmetszet nemcsak az Egyesült Államokban, hanem a világban is" - mondta.
Küldjön e-mailt Becky Oskinnak, vagy kövesse őt @beckyoskin. Kövess minket @livescience, Facebook és Google+. Eredeti cikk a LiveScience.com.
