Какво се случва с “редките земи”?

Актуална тема напоследък са редкоземните елементи. Продължаващият ръст на цените им и перспективата за критичен недостиг провокира изследване на причините.

Технологиите, които приемаме за даденост като част от двадесет и първи век се изграждат на основата на стабилни доставки на редкоземни елементи. Компютърът, който използвате, за да прочетете тази статия нямаше да съществува без тях. Европий и тербий се използват в електронните дисплеи като светодиоди. Магнитът в твърдия ви диск съдържа неодим. В рафинираните автомобилни горива катализаторите са редкоземни елементи. Хибридните или електрически превозни средства изискват неодим за електрическите двигатели и вероятно лантан за батериите. Самарий и неодим са основни материали за мощните магнити, използвани в електрическите генератори на вятърните турбини. Очилата за нощно виждане, безпилотните самолети, умните бомби и радарните системи използват редки земи. И вашият мобилен телефон се нуждае от редки земи.

Важните редкозени елементи са лантана и неговата група (лантаниди), наред със скандий и итрий. Въпреки името си, тези елементи не са рядкост. Те са порядъци по-разпространени от много редките злато и платина, да речем. Названието им идва от факта, че те рядко се срещат в концентрирана форма в определени минерали или скали. Вместо това, те се намират в много малки концентрации почти навсякъде, което прави много трудно извличането им в големи количества и без много разходи.
Монацит от Бразилия

През 1950-те и 1960-те най-голям е добивът на редки земи в Южна Африка, Индия и Бразилия, където елементите са извличани предимно от минерала монацит. Около 1965 г. САЩ започват да доминират с добивите си от мини Маунтин пас в Калифорния.

Две десетилетия по-късно Китай излиза на първо място по добив на редкоземни елементи (с най-големи екологични последствия). Днес Китай произвежда около 97 на сто от редките земи на платената, според неотдавнашен доклад в списание "Сайънс".

Както често се случва за дефицитни материали, истинският проблем не е в недостига на залежи - редки земи се използват само в относително малки количества, каквито има навсякъде в земната кора. Проблемът е във физическата реалност на развитите верига за доставки: Китай, който контролира голяма част от лесните за добив находища днес се ползва от фактически монопол върху производството, който е причина за търговски конфликти с Япония и развитите западни държави чрез квоти за износ и ембарго.

Редкоземни елементи се прилагат за технологии, които са от съществено значение за производство на потребителски стоки и за военни цели. Китай е в състояние да представи тези елементи на толкова ниски цени, в немалка част, благодарение на привидно неизчерпаемите си ресурси на евтина работна ръка и нарушаване на екологичните стандарти, че останалите производители са изместени от пазара. На практика почти всички некитайски мини за редки земи вече са затворени и дори само възобновяването на производствените им мощности ще отнеме няколко години, а за отваряне на нови мини са необходими десет или повече години.

Приложенията - по този начин и търсенето - на редки земи са се увеличили драстично, но не и тяхното производство. Една от последиците: цената на редките земи скочи до небето. (Тербият например може да се продаде за около $ 150 за килограм.)
Друга последица: Китай набира все повече и повече контрол върху света чрез господството на пазара на редкоземени елементи. За да осъществи собствените си растящи нужди, Пекин ограничи износа на редки земи – намалява ги от 75 на сто от брутното вътрешно производство в началото на 2000 г. до около 25% днес. Между 2002 и 2008 г. общото производство на Китай на редки земи се е увеличило от около 85 до 140 хил. тона годишно, но техният износ е намалял от около 60 на 40 хил. тона на година.

В момента нараства интересът към добива на редки земи. Добивът им в Маунтин Пас се планира да се възобнови през 2012 г., проучват се и други находища. Но разходите за техния добив и преработка, както и за всичко в минното дело, са големи: само един от тях, например за опазването на околната среда, е създаването на хвостохранилища и преработката на токсичните отпадъци.

По-дългосрочнто решение най-вероятно е свързано с научни изследвания и развитие.
В момента изследванията за извличането на редкоземни елементи от минералите, разделянето на редки земи, преработката на оксидите им в метални сплави, а също възможностите за замяна и рециклиране почти липсват.