Američané sdílejí závislost na prvcích vzácných zemin dovážených z Číny.
Zelené technologie, jako jsou elektrické automobily, větrné turbíny, solární panely a zářivky, se spoléhají na kovy vzácných zemin. Armáda závisí na vzácných zeminách pro řízené raketové systémy, satelity a bezpilotní letouny. Kosmická loď NASA přenáší silné magnety vzácných zemin na Mars a do vesmíru. Magnety také miniaturizovaly iPady, počítače a high-tech sluchátka.
Čína ovládá 95 procent světové zásoby vzácných zemin. Klíčem k tomuto monopolu není hojnost ložisek vzácných zemin, ale jeho odborné znalosti v oblasti zpracování rudy na oxidy a čistý kov. Ruda má tendenci nést uran a thium, nejaktivnější prvek na planetě, a těžba kovu je obvykle dlouhý, vícestupňový proces zahrnující toxické chemikálie.
"Víme, kde jsou vklady. Nechat je skončit ve vašem iPhone není přímý nebo jednoduchý proces," řekl Brad Van Gosen, geolog z US Geological Survey (USGS) v Denveru.
Před několika lety Čína ukázala svou sílu a omezila zásobu vzácných zemin na pramínek. Tento krok poslal Spojené státy a další země, aby se přestaly spoléhat na Čínu. Ceny stoupaly a přitahovaly nové investory a těžební společnosti na trh vzácných zemin. Nyní mají Spojené státy jeden nový důl téměř hotový a další dva v povolovacích fázích. Klíčovým prvkem v úniku z čínského pravidla vzácných zemin však nejsou nové doly, je to přestavba odborných znalostí a infrastruktury pro zpracování jemných kovů, říkají odborníci.
Cena války
V roce 2010 Čína zvýšila ceny prvků vzácných zemin, když začala omezovat vývoz a účtovat zahraničním společnostem vyšší ceny. Cenová bublina vyvolala celosvětové šílenství, aby unikla čínské kontrole. Nový australský zpracovatelský závod právě otevřel v Malajsii. Další se plánují v Kanadě, Evropě a Africe. Několik společností se také snaží vyvinout americkou zásobu vzácných zemin, některé s podporou ministerstva obrany.
„Vzácné zeminy jsou velmi strategickými kovy, a zejména velmi strategickým významem pro obranný průmysl,“ řekl Curt Freeman, prezident společnosti Avalon Development Corp. ve Fairbanks na Aljašce, důlní poradenské společnosti. „V Kongresu a na ministerstvu obrany je cítit neklid,“ řekl.
Ve Spojených státech se v roce 2010 znovu otevřel kalifornský důl Mountain Pass a očekává se, že letos začne vyrábět lehké prvky vzácných zemin. Důl byl kdysi největším světovým producentem vzácných zemin, ale v roce 2002 byl zavřen kvůli ekologickým problémům a klesajícím cenám. Další dolu navrhuje ve Wyomingu kanadská společnost Rare Element Resources, ale čelí opozici místních obyvatel.
Aljaška je nejnovější zdroj
Jeden z největších hazardů se vzácnými zeminami je na aljašské Bokanské hoře. Po těžbě na uran obsahuje žulový vrchol na ostrově Prince of Wales bohaté žíly těžko dostupných těžkých prvků vzácných zemin. Projekt má silnou podporu zákonodárců Aljašky a okolních komunit. Kanadská společnost plánuje vytěžit rudu a přeměnit ji na oxidy pomocí zpracovatelského závodu na zakázku. V tom spočívá výzva.
Přes jejich jméno, vzácné země jsou vlastně obyčejné v zemské kůře, ačkoli v nízkých koncentracích. Moniker je holdover z 19. století, kdy vědci objevili podivně pojmenované prvky v zřídka nalezených minerálech. Těchto 17 prvků sdílí blízkou afinitu s podobnými chemickými vlastnostmi a atomovými hmotnostmi. Hora Bokan je jedním z mála míst na Zemi s množstvím těžkých prvků vzácných zemin, které mají vyšší atomové hmotnosti. Obzvláště se zvyšuje v yttriu, které se objevuje ve všem od kubických zirkonů a senzorů znečištění automobilů po lasery, rakety a tryskové motory.
Protože vzácné zeminy jsou často všechny smíchány do jedné skály, oddělení těžkých vzácných zemin obvykle vyžaduje nejprve odstranit ty lehčí. To se obvykle provádí pomocí řady chemických nádrží a rozpouštědel. Navíc je k dispozici radioaktivní uran. Majitel dolu Ucore však tvrdí, že má novou technologii extrakce pevných látek, která tento proces výrazně zjednodušuje. Podle Ucore se tato technika opírá o nanotechnologii, aby odstranila nečistoty a koncentrovala těžké vzácné zeminy na oxidy. Ministerstvo obrany financovalo výzkum těžby rudy společnosti Ucore smlouvou v říjnu 2012.
Nákladné stažení
„Čím víc se na to díváme, je to čím dál komplikovanější,“ řekl Van Gosen.
Kovový průmyslový poradce Gareth Hatch poznamenává, že zpracování je největší překážkou pro těžební společnosti vzácných zemin.
„Zpracování je klíčovou výzvou pro ložiska, která jsou obzvláště nakloněna směrem ke středním a těžkým vzácným zeminám, protože mají nějaké neobvyklé nerosty, které dosud nebyly zpracovány,“ řekl Hatch, zakladatel společnosti Technology Metals Research. Hatch pomáhá rozvíjet společnost na zpracování vzácných zemin v Kanadě.
USGS má několik probíhajících projektů zkoumajících geologii hory Bokan, aby lépe porozuměli tomu, jak se objevily minerály.
„Záměrem je rozvinout základní pochopení toho, jak se tyto vklady začínají na prvním místě v zemské kůře, a použít je k hledání zdrojů, které americká veřejnost potřebuje,“ řekla Susan Karl, geolog USGS se sídlem v Anchorage.
Člen správní rady Ucore Jaroslav Dostal, emeritní profesor na Univerzitě Panny Marie v Halifaxu v Novém Skotsku, byl hlavním autorem studie Bokan Mountain. Grantový program, který poskytl financování studie, Program vnějšího výzkumu nerostných zdrojů USGS, v minulosti udělil projekty soukromému průmyslu a zahraničním příjemcům.
Investice do zpracování
USGS má také projekty zkoumající geologii dalších ložisek vzácných zemin. Od roku 2010 zavádí Sněmovna reprezentantů právní předpisy, které mají omezit těžební předpisy a financovat výzkum a vývoj v oblasti vzácných zemin, které ještě musí projít Senátem. Recyklace kovů vzácných zemin, které není vždy možné pomocí špičkových technologií, je dalším způsobem, jak snížit závislost na dodávce Číny. Začátkem tohoto roku ministerstvo obrany doporučilo hromadit 120 milionů dolarů kritických těžkých prvků vzácných zemin. Odborníci však říkají, že peníze by byly lépe utraceny na budování americké odbornosti a infrastruktury při zpracování vzácných zemin.
"Pokud jde o plnou kapacitu, Molycorp má své lehké zařízení na separaci vzácných zemin, ale kromě toho v Severní Americe opravdu není nic," řekl Hatch, průmyslový konzultant.
"Schopnost zpracovat a přeměnit z minerálů na sloučeniny, které jdou do high-tech zařízení, je klíčovým problémem nejen v USA, ale i ve světě," řekl.
Pošlete e-mail Becky Oskinovi nebo sledujte její @ beckyoskin. Sledujte nás @livescience, Facebook a Google+. Původní článek o LiveScience.com.
