A 17 ezüstös-fehér ritkaföldfém ásvány nem szokatlan jelenség a földkéregben. A gazdaságilag életképes lelőhelyeket azonban nehezebb megtalálni, és az igazi ritkaságot az a bonyolult folyamat jelenti, amelynek során a számos kritikus termékben használt állandó mágnesek előállításához szükséges anyagokká válnak.
Kína a világ ritkaföldfém bányatermelésének mintegy 60%-át adja, de részesedése a feldolgozott ritkaföldfémek és mágnesek termelésében 85%-90%-ra ugrik. A Goldman Sachs szerint mindössze öt nem kínai ritkaföldfém-finomító üzemel, épül vagy áll újbóli üzembe helyezés alatt.
A Reuters összegyűjtötte azokat az összetett lépéseket, amelyeket a ritkaföldfémeknek meg kell tenniük ahhoz, hogy az elektromos járművekben és szélturbinákban használt mágnesekbe kerüljenek – ez a két fő terület, amely a következő években a kereslet motorja lesz.
Az ércet először egy külszíni vagy földalatti bányából nyerik ki, majd összezúzzák és egy, általában a bánya közelében lévő üzembe szállítják. Az érc kis százalékban tartalmaz ritkaföldfémeket, de a többi ásványt flotációs, mágneses vagy elektrosztatikus feldolgozással eltávolítják, hogy vegyes ritkaföldfém-koncentrátumot állítsanak elő, amely gyakran 60-70% ritkaföldfémeket tartalmaz. Más üzemekben a ritkaföldfém-koncentrátumot a bányászati hulladék melléktermékeként vagy más fémekből, például ásványi homokból vagy vasércből állítják elő.
Bizonyos érctípusoknak – mint például a monacit – egy másik lépésen is át kell esniük, hogy a radioaktív tóriumot vagy uránt eltávolítsák az ércből, gyakran sav segítségével.
A zöldenergia forradalmában a ritkaföldfémek kiemelten fontos szerepet játszanak. (Fotó: Canva)
Az egyik legnehezebb lépés az egyes ritkaföldfémek egymástól való elválasztása. A technológiát a második világháború után fejlesztették ki az amerikai kormányzati kutatólaboratóriumokban. Az elválasztás ioncserélő technológiával valósítható meg. Meg lehet oldószerekkel, például ammóniával, sósavval és szulfátokkal is, bár néhány ilyen vegyszer mérgező hulladékot termel, amely rákot okozhat.
Az úgynevezett könnyű és nehéz ritkaföldfémeknek különböző elválasztó körfolyamatokon kell keresztülmenniük, ahol az egyes ritkaföldfémeket kivonják. Új, környezetbarátabb technológiákat dolgoznak ki, de ezeket még nem alkalmazzák széles körben.
A leválasztott ritkaföldfém-oxidokat vagy -karbonátokat ezután ritkaföldfémekké finomítják. A legszélesebb körben használt állandó mágnesek a ritkaföldfémeket, a neodímiumot és a praseodímiumot ötvözik vassal és bórral, amelyeket vákuum indukciós kemencében ötvözetet alkotnak. Gyakran kis mennyiségű ritkaföldfémeket, diszpróziumot és terbiumot adnak hozzá, hogy a mágnes hőállóbb legyen.
Az ötvözetből készült ingotokat nitrogén- és argon atmoszférában mikron méretű porrá darálják, majd sugárhengerművel szétdarabolják, amely egy magas hőmérsékleten és nyomáson zajló, „szinterezésnek” nevezett folyamaton megy keresztül, mielőtt mágnesekké préselik.
Kiemelt kép forrása: Canva
S.Rita
