Ce sunt metalele rare (pământurile rare) și de ce se bat SUA și China pe ele

SUA impune taxe vamale tot mai mari Chinei, iar statul chinez răspunde cu măsuri similare, dar recent au luat și altele adiționale. Printre ele, interdicția de a exporta metale rare în SUA.

În paralel, se zice că unul dintre motivele pentru care Trump tot vrea să anexeze Groenlanda, dincolo de poziția strategică și acces la Oceanul Arctic, ar fi rezervele de metale rare —sau pământuri rare cum li se mai spune— de prin solul de acolo. Aceste substanțe devin tot mai importante pentru noile tehnologii și produse care sunt fabricate în fiecare an.

Ce sunt, așadar, metalele rare și de ce sunt și metale importante? Am urât cu pasiune geologia în școală, la fel și o materie numită Știința Materialelor în Facultatea de Electronică, așa că nu știam nici eu — dar știu să fac un conspect bun.

CE SUNT METALELE RARE

Așadar, termenul de metale rare se folosește pentru un grup de 17 substanțe, adică: lantan (La), ceriu (Ce), praseodim (Pr), neodim (Nd), promețiu (Pm), samariu (Sm), europiu (Eu), gadoliniu (Gd), terbiu (Tb), disprosiu (Dy), holmiu (Ho), erbium (Er), tuliu (Tm), iterbiu (Yb), lutețiu (Lu), scandiu (Sc) și ytriu (Y).

În afară de neodim, care se folosește pe la magneți pentru difuzoare, și de ceriu și ytriu, nu țin minte să fi auzit de celelalte.

În afară de scandiu și ytriu, toate celelalte 15 fac parte dintr-o categorie de substanțe numite Lantanide, care sunt toate la rând în tabelul lui Mendeleev, cu numerele atomice de la 57 la 71. Chimia mi-a plăcut foarte mult și am fost destul de priceput la ea, dar despre lantanide țin minte doar că erau trecute oarecum separat în acel tabel și ambele profesoare de chimie pe care le-am avut la viața mea au spus ceva de genul “de substanțele alea nu ne pasă acum”.

Turns out, le pasă mult americanilor și chinezilor și, de altfel, întregii industrii producătoare de tot felul de electronice sau angrenaje pentru dispozitive moderne.

Ar mai fi de remarcat că aceste metale rare nu sunt chiar atât de rare. Sunt de fapt disponibile în natură în cantități mai mari decât aurul, de exemplu. Problema cu metalele rare este că sunt foarte… rar… găsite într-un singur loc și în concentrații suficient de mari încât să fie extrase într-un mod eficient și ieftin. Se numesc “rare” mai degrabă pentru că se găsesc în concentrații foarte mici în minereuri și din acest motiv au fost și târziu identificate de chimiști.

Nu vă închipuiți o mină în care cineva dă cu târnăcopul și iese cu o pepită de neodim și una de samariu. Substanțele se găsesc sub forma a tot felul de oxizi sau săruri în natură, iar separarea și purificarea lor necesită procese industriale complexe și costisitoare, de unde și nevoia de a porni măcar cu un zăcământ bogat, ceea ce puține țări au la dispoziție.

DE CE SUNT IMPORTANTE

De ce sunt importante metalele rare? Pentru că sunt necesare dispozitivelor moderne de toate tipurile, atât pentru aplicații consumer, cât și pentru cele industriale în microelectronică, energie electrică, domeniul militar și aerospațial și, desigur, iPhone-uri.

Un exemplu bun este neodimul, care este necesar pentru magneți puternici. Magneții cu neodim se fac dintr-un aliaj de neodim, fier și boron și sunt cei mai puternici magneți permanenți disponibili comercial. Se folosesc în diverse produse, de la căști mici și care oferă o calitate bună a sunetului și până la motoarele electrice ale mașinilor sau la rotoarele eolienelor.

Paranteză geeky: neodimul, praseodimul, disprosiul și terbiul fac parte dintr-o subcategorie numită pământuri rare magnetice. Este ușor de zis că sunt folosite la difuzoare și eoliene, dar sunt folosite și în industria militară, inclusiv la F-35 și submarine nucleare, dar și în cea aerospațială, sectoare unde țările concurează puternic între ele pentru supremație și sumele din joc sunt de zeci de miliarde de dolari.

Dacă vreți alte exemple, europiul și terbiul sunt folosite în ecrane de toate tipurile, iar noi trăim vremurile în care până și mașinile de spălat au ecrane color de înaltă rezoluție. Europiul este folosit și pentru lasere de putere, iar ytriul în sisteme radar și camere cu vedere în infraroșu. Scandiul se folosește în pateul Scandia aliaje ușoare și rezistente, inclusiv pentru dispozitive medicale implantabile, dar și în LED-uri de mare putere.

Sunt și alte aplicații ceva mai banale. Ceriu poate fi utilizat pentru lustruirea sticlei și ca filtru UV în ochelari de soare, neodimul la colorarea sticlei în mov sau roșu, ytriul și erbiumul ca agenți de colorare în cosmetice și lacuri de unghii. Poate ar trebui să le păstrăm pentru eoliene și AirPods, totuși.

Wikipedia are o listă mare de utilizări.

DE CE ARE CHINA MONOPOL ȘI CUM A AJUNS ACOLO

Întâi pentru că are rezerve mari și mai ușor de prelucrat. Sau poate că au știut să le facă ușor de prelucrat, cine știe.

China se pare că ar avea 36% din rezervele mondiale de metale rare, dar avantajul principal al țării este că le pot extrage mai ușor și mai ieftin decât alții, iar în timp și-au dezvoltat o capacitate foarte mare de a le procesa.

95% din producția de metale rare la nivel mondial vine din China, ceea ce arată adevărata scară a monopolului chinez în domeniu.

În particular pentru metalele rare magnetice, Agenția Internațională a Energiei spune că statul chinez a extras 61% din producția mondială, dar a procesat 92% din producția mondială pentru a ajunge la produsul finit util în diverse aplicații.

Cum au ajuns aici? Printr-o strategie de durată. China a început extracția de pământuri rare prin 1950, imediat după “revoluție”, dar a accelerat-o în 1970, când deja se vedeau aplicațiile pentru viitor.

Au fost ajutați de mai mulți factori: forța ieftină de lucru, un regim politic în care, atunci când se dădea ordinul, a doua zi zona era eliberată și apărea o mină în locul ei, plus desigur ignorarea factorilor de mediu și a poluării pe care o produce această dezvoltare industrială. Nu știu dacă într-o țară cu o democrației vestică s-ar fi putut dezvolta la fel de puternic aceste industrii.

Poluarea, de exemplu, este semnificativă. China a distrus zone întregi pentru a procesa metale rare, sate fiind abandonate din cauza problemelor de sănătate și a faptului că plantele și animalele nu mai puteau fi crescute. Concentrația de metale rare este foarte mică în minereul extras, iar prelucrarea pentru purificare folosește cantități însemnate de acid și alte substanțe toxice care apoi au fost deversate pe câmpuri și în râuri.

Acum 33 de ani, Deng Xiaoping declara într-o vizită la un centru de procesare că Orientul Mijlociu are petrol, dar China are pământuri rare. Și iată că astăzi domină această industrie.

Este uimitor, într-un fel, cum se schimbă natura substanțelor cruciale dezvoltării societății. Pentru multe secole, sarea a fost substanța crucială pentru că putea conserva mâncarea în lipsa frigiderelor. În secolul 20, petrolul a devenit substanța cea mai importantă. În zilele de astăzi, ne gândim la neodim pentru eoliene, mașini electrice și cam orice altceva conține magneți, de la căști și telefoane la motoare de submarine nucleare.

China a mai făcut o manevră comercială clasică. Au exportat metale rare ieftine în anii 90, ceea ce a dus la închiderea unor mine în SUA, Australia, Canada, Africa de Sud și Groenlanda. Acum planeta este practic dependentă de chinezi.

SUA, de exemplu, a importat 70% din necesarul de metale rare din China în perioada 2020-2023. Interdicția impusă acum de Beijing îi lovește rău, dar așa este războiul comercial.

Și SUA ar putea avea o capacitate mare de producție de metale rare pentru că sunt o țară mare și cu zăcăminte în acest domeniu. O mină din California produce cam 15% din totalul mondial. Canada și Australia au de asemenea resurse. În ultimii ani, SUA (prin Departamentul de Apărare, chiar) a început investiții în dezvoltarea capacității de producție și procesare a pământurilor rare, dar când 70% din necesar era aprovizionat din China, situația nu este deloc bună pentru americani.

În plus, chiar China a demonstrat că astfel de lucruri necesită o strategie de dezvoltare care durează decenii de implementat și scalat, iar în acest moment statul american nu pare caracterizat de o viziune strategică prea bună, ca să zic așa.

În mod ironic, omul care a făcut o mare parte din strategia Chinei în domeniu a fost educat la Columbia University, în SUA. S-a întors în China, a studiat domeniul metalelor rare, a condus institute de cercetare și a fost instrumental în stabilirea strategiei țării în domeniu, inclusiv în impunerea unor limite privind exportul încă de acum mulți ani.

Ar mai fi de precizat că uneori sub numele de metale rare sunt incluse și alte substanțe care sunt rare la propriu în natură, dar sunt și foarte utile în vremurile moderne. Exemple ar fi litiul pentru baterii, tantal și galiu pentru semiconductoare și condensatoare, indiul și germaniul pentru fotovoltaice și altele. În general discuțiile din prezent despre războiul comercial nu se referă la acestea.

More info: Wikipedia, Wikipedia, CNN, NY Times,