fot: pixabay.com
Najwięcej reaktorów i w najszybszym czasie w latach 1986-2019 powstało w Azji
fot: pixabay.com
Ostatnio obiegła świat informacja, że Chińczycy chcieli otworzyć kopalnię na …Grenlandii. O tyle to dziwne, że Chiny nie narzekają na brak surowców naturalnych, a wyspa skuta lodem dotychczas raczej nie kojarzyła się z bogactwem surowców kopalnych czy czarnym złotem.
Okazało się, że owszem, ale chodziło głównie o wydobycie uranu oraz masowo tu występujących metali ziem rzadkich, czyli rare earth elements. Topniejące lodowce arktyczne odkrywają nieznane dotąd złoża tych minerałów. Stwierdza się również obecność ropy naftowej i gazu ziemnego, ale surowce te są trudno wydobywalne, a więc raczej kosztowne i w związku z tym mało opłacalne. Państwu Środka bynajmniej nie brakuje REE, są bowiem największym ich eksporterem, jednak świadomość, że zainteresowane tymi złożami wykazują również Stany Zjednoczone, których jednostki wojskowe od lat stacjonują na terenie Grenlandii, doprowadziło do zaostrzenia ekonomicznej, a jeszcze bardziej politycznej rywalizacji na tym obszarze.
Najbardziej pożądane materiały
Metale ziem rzadkich to obecnie najbardziej pożądane materiały stosowane w nowoczesnych wysoko zaawansowanych technologiach. Ale to nie przemysł cywilny, choć niezmiernie istotny, odgrywa kluczową rolę w owym biznesie. Cały współczesny przemysł zbrojeniowy opiera się na metalach ziem rzadkich, a więc ponaddźwiękowe myśliwce, okręty wojenne, statki podwodne, lasery, systemy satelitarne, a nawet wszechobecne drony są niemożliwe do wyprodukowania bez użycia przetworzonych REE. Duńczycy prognozują, że „ich” wyspa - Grenlandia mająca sporą autonomię - może posiadać w tej chwili największy potencjał w obszarze tych niezbędnych pierwiastków.
Dużo, ale w niewielkich stężeniach
Rare earth elements są rzadkie nie dlatego, że rzadko występują, ale dlatego, że występują w skorupie ziemskiej w niewielkich stężeniach i dlatego są trudne do wydobycia. Te naturalne surowce są wykorzystywane na szeroką skalę wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z nowoczesnymi technologiami przemysłowymi, a więc energetyką – reaktory jądrowe oraz turbiny elektrowni wiatrowych i energooszczędne oświetlenie LED, biomedycyną – chociażby tomografy komputerowe, elektromobilnością – baterie do samochodów hybrydowych i elektrycznych oraz ...okulary przeciwsłoneczne.
Najogólniej rzecz biorąc REE dzielą się na lantanowce (w tym: lantan, cer, dysproz, erb, europ, gadolin, holm, iterb, lutet, neodym, prazeodym, promet, samar, terb i tul) oraz skandowce (skand i itr). Ich cechą charakterystyczną jest to, że wszystkie one mają raczej srebrzysty kolor i przypominają aluminium.
Najpowszechniej występującym metalem ziem rzadkich jest cer, który pod względem zastosowania wyprzedził takie popularne metale jak ołów czy cyna. Cer stosuje się w produkcji precyzyjnych przyrządów optycznych, wytwarza się z niego również szyby chroniące przed działaniami substancji promieniotwórczych oraz w produkcji katalizatorów samochodowych.
Od soczewki do elektrowni jadrowej
Największą popularnością cieszy się lantan, trzeci REE pod względem częstości występowania. Niezwykle ważny w optyce w produkcji soczewek czy mikroskopów, aparatów fotograficznych i kamer. Jednak lantan to głównie baterie i katalizatory, a jest niezwykle ważny ze względu na możliwość zastąpienia nim rakotwórczych baterii niklowo-kadmowych w przemyśle mobilnym.
Zapomniane już dziś walkmany czy iPody to zasługa neodymu oraz gadolinu. Stopy z dodatkiem neodymu posiadają szczególne właściwości, dzięki którym wyodrębnione zostały magnesy stałe o niewielkich rozmiarach, a te doprowadziły do drastycznej miniaturyzacji popularnego sprzętu elektronicznego np. twardych dysków.
Elektronika to również itr i erb, a to z kolei monitory, telewizory, wyświetlacze i … okulary przeciwsłoneczne oraz reaktory jądrowe.
Telefony komórkowe, personalne komputery, ale i narzędzia chirurgiczne oraz stomatologiczne, a nawet popularne implanty (dzięki odporności na płyny ustrojowe w organizmie) zawierają twardy i mocno odporny na warunki atmosferyczne tantal.
Wśród wymienionych pierwiastków wyróżnia się promet, który o dziwo nie występuje w przyrodzie, a został wytworzony sztucznie. Niewielkie ilości prometu występują w kongijskich rudach uranu, ale są to tak śladowe ilości, że w zasadzie pomijalne. Z kolei zapasy iterbu mogą skończyć się już w drugim dziesięcioleciu XXI.
Świat, Europa, Polska
Największym eksporterem metali ziem rzadkich są Chiny, które wyprzedziły Stany Zjednoczone, następnie Indie, Rosja, Brazylia, Malezja i Australia. Biorąc pod uwagę aspekt ekologiczny, Chiny podczas eksploatacji nie zawsze postępują etycznie. Pozyskiwanie REE polega na wydzieleniu ich z innych substancji, co jest niezmiernie trudne, więc i kosztowne. To proces długotrwały, wymagający stosowania nowoczesnych technologii, i drogi, zwłaszcza jeśli producent postępuje z poszanowaniem zasad ekologicznych.
Europa pod względem posiadania minerałów ziem rzadkich raczej nie należy do ścisłej czołówki. Jedynie w Szwecji i Finlandii oraz w Hiszpanii znajdują się tereny, które mogły by być eksploatowane. Pod tym względem najbogatsze złoża znajdują się w krajach nordyckich, rokuje zwłaszcza złoże w Norra Kärr około 300 km od Sztokholmu, ale tam wydobyciu sprzeciwia się lokalna społeczność obawiając się zanieczyszczenia i zatrucia okolicznych terenów.
Tymczasem w Polsce stwierdzono występowanie REE w trzech obszarach: Sudety, okolice Szklarskiej Poręby i Markocic oraz w okolicach Suwałk w rejonie jeziora Tajno. Są to jednak złoża nienadające się do eksploatacji ze względu na ich stosunkowo niewielkie rozmiary, głębokie i trudne usytuowanie oraz niskie zawartości minerałów.
Pierwiastki ziem rzadkich zostały zaliczone przez UE do grupy 20 krytycznych surowców mineralnych dla gospodarki Unii Europejskiej. Nie dokonując nawet zbytniej nadinterpretacji jasno widać, jak ważne są REE w obecnej sytuacji dla gospodarki i rozwoju wysoko zaawansowanych współczesnych technologii. Można przypuszczać, że walka o dostęp do ekstremalnie trudno dostępnych złóż dopiero się zaczyna, czego przykładem wspomniana Grenlandia. Najbliższe lata pokażą, w jakim stopniu wydobycie oraz produkcja zostaną zmonopolizowane przez najzasobniejsze państwa świata.
Cóż, nam pozostaje wypatrywać nowych reaktorów jądrowych przez przeciwsłoneczne okulary ..
