Moderní svět potřebuje prvky vzácných zemin. Stopové minerály, které plní role, které jiné suroviny nemohou.

Výsledkem je velké množství průmyslových odvětví, jako je spotřební elektronika, vojenský hardware, vysoce výkonné generátory v turbínách a elektromotory pro výrobce větrné energie a dalších výrobců čisté energie, výroba permanentních magnetů, moderní keramika, abychom jmenovali alespoň některé, jsou všechny závislé na prvcích vzácných zemin (REE).

Předpokládaný celkový růst poptávky REE podle odvětví, za předpokladu historické míry růstu. Zdroj ACS.

Dobrou zprávou je, že studie, provedena vědci z MIT, o tomto problému dospěla k závěru, že „v současné době neexistuje žádná nerovnost mezi celkovou nabídkou REE a celkovou poptávkou po REE.“ Nicméně se v ní konstatuje: „Kvůli mnoha faktorům omezujícím růst v nabídce není pochyb o tom, že celková nabídka REE nakonec zaostává za celkovou poptávkou. “

To bude mít přirozený dopad na ceny a ve zprávě se uvádí, že „Nedostatek REE způsobí velké výkyvy cen v mnoha odvětvích světové ekonomiky. Ve skutečnosti již svět platí za nedostatečné dodávky. Například cena Dysprosia se od roku 2006 do roku 2011 zvýšila o téměř 800%. “

Na první pohled je snadné zjistit, zda bude existovat dlouhodobý nedostatek jakéhokoli daného materiálu; jednoduše zjistěte, kolik materiálu je v zemské kůře a vydělte to roční spotřebou, abyste věděli, kdy se vyčerpá zásoba.

REE v periodické tabulce.

Problém však není tak jasný. Většina prvků vzácných zemin je tak stopových, že přesně vědět, kolik zbývá, je téměř nemožné spočítat. Navíc, mnoho známých zdrojů je jednoduše příliš obtížných nebo příliš drahých na extrakci. Například v hlubinách moře jsou velké zásoby manganu. Tyto zdroje jsou v malých ložiscích s nízkou koncentrací a jsou velmi obtížně přístupné. Těžba takových zdrojů je v současné době finančně nepraktická.

Dominantní je čínská těžba a zpracování REE.

Otevření nových dolů je navíc velká investice, která vyžaduje vládní schválení, které stejně jako každý nový těžařský projekt může trvat roky. To zahrnuje řešení environmentálních problémů, protože rudy obsahující REE mohou také obsahovat nežádoucí látky, jako je radioaktivní uran a thium, které vyžadují specializované zpracování a skladování.

Kromě toho, že investoři musí platit za nový důl, musí si také vybudovat nové rafinační schopnosti, často ve vzdálených lokalitách.

Konečně, mnoho REE není těženo přímo, ale jsou to pouze vedlejší produkty jiných procesů. Například hafnium se nachází v ložiscích zirkonia, indium je získáváno z těžby zinku a většina zásob gallia je extrahována z bauxitu, když je rafinována alumina.

Pro lepší pochopení problémů s nedostatkem REE zde uvádíme, jak se používá surový indium, a výzvy, kterým musí čelit, aby budoucí nabídka uspokojila budoucí poptávku.

Historie zásobování Indiem

Indium je měkký, stříbřitý REE. Když je legován s cínem a kyslíkem, tvoří průhledný, vodivý oxid, který se používá k natírání mobilních a televizních obrazovek. Používá se také při výrobě LED a infračervených laserů pro přenos dat po optických vláknech. Svět potřebuje indium, aby mohl provozovat internet.

Indium

Vzhledem k důležitosti india by bylo snadné si myslet, že při jakkémkoliv nedostatku se zvyší cena. Avšak vzhledem k tomu, že celosvětová produkce je pouhých 800 tun ročně, indium na mnoha burzách kovů není.

Jednotlivé události mohou mít katastrofální dopad na cenu. Jak uvádí časopis PhysicsWorld, „v letech 2002 až 2005 cena india stoupla ze 100 dolarů za tunu na zhruba 10krát vyšší hodnotu  v důsledku uzavření významné francouzské rafinerie a také díky rostoucí poptávce. V nedávné době klesla cena india z přibližně 500 USD za tunu na 300 USD za tunu poté, co se obchodní platforma podporovaná čínskou vládou Fanya Metal Exchange v roce 2015, kvůli obvinění z rozsáhlých podvodů, zhroutila. “

Fanya Metal Exchange před jejím uzavřením.

Kolaps burzy Fanya byl významný, protože oficiálně vykazovala 3 600 tun india na skladě. Jak poznamenává Max Frenzel, odborník na dodávky REE v německém Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, aby tato částka byla přesná, „musela by výroba v celé Číně hromadit indium více než 10 let“.

Od pádu Fanyy se naštěstí poptávka po indiu ustálila a kombinovaná výroba z Číny, Jižní Koreje, Kanady a Japonska uspokojuje trhy.

Budoucnost zásobování Indiem

Pokud by poptávka v budoucnu rostla, trhy se mohou přizpůsobit zvýšením podílu tavičů zinku, které produkují indium, potenciálně se zdvojnásobí nebo ztrojnásobí míra dodávky india, i když „obvykle trvá dva až pět let, než huť nainstaluje novou kapacitu. “

Alternativně by se mohl recyklovat indium. Zatímco extrakce stopových prvků na starých a vyřazených sítích není zdaleka ekonomicky životaschopná, je možné zlepšit účinnost nebo recyklaci během aplikace. Je to proto, že více než 90% slitiny india zůstává na rozprašovacím stroji, když se indium aplikuje na obrazovky.

Rozprašovací tryska rozprašující tenký film na síto.

Na závěr Frenzel předpovídá, že potrvá 20 až 30 let, než se současné dodavatelské řetězce budou snažit uspokojit poptávku. A přestože to může mnoha dodavatelům surovin umožnit, aby ponechali výzvy týkající se získávání india jiným generacím, stojí za to prohlédnout si indium jako příklad nejisté povahy všech REE.

Minerál, který je pro náš digitální svět životně důležitý, přesto těžký na extrakci a ještě těžší na recyklaci.


Fotografický kredit: MIT, Grimmmetals, Gokunming, Uknow, ACS, Geology, NYTimes a Sonotek