Punaisen tai sinisen valtion, liberaalin tai liberaalin, amerikkalaiset jakavat riippuvuuden Kiinasta tuotavista harvinaisten maametallien elementeistä.
Vihreät teknologiat, kuten sähköautot, tuuliturbiinit, aurinkopaneelit ja loistelamput, riippuvat harvinaisten maametallien metalleista. Armeija on riippuvainen harvinaisista maametoista ohjattujen ohjusten, satelliittien ja miehittämättömien dronejen suhteen. NASAn avaruusalukset kuljettavat voimakkaita harvinaisten maametallien magneetteja Marsiin ja avaruuteen. Magneetit myös pienoiskoottivat iPadit, tietokoneet ja korkean teknologian kuulokkeet.
Kiina hallitsee 95 prosenttia maailman harvinaisten maametallien tarjonnasta. Avain tähän monopoliin ei ole runsaasti harvinaisten maametallien talletuksia, vaan sen asiantuntemus malmin prosessoinnista oksideiksi ja puhtaaseen metalliin. Malmilla on taipumus kuljettaa uraania ja toriumia, planeetan radioaktiivisinta alkuainetta, ja metallin uutto on tyypillisesti pitkä, monivaiheinen prosessi, johon liittyy myrkyllisiä kemikaaleja.
"Tiedämme, missä kerrostumat ovat. Niiden loppuminen iPhoneen ei ole suoraa tai yksinkertaista prosessia", kertoi Denverissä sijaitsevan Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen (USGS) geologi Brad Van Gosen.
Muutama vuosi sitten Kiina osoitti voimaansa ja vähensi harvinaisten maametallien tarjontaa hankaluuteen. Muutos lähetti Yhdysvaltoja ja muita maita ryntäilemään lopettamaan luottamuksensa Kiinaan. Hinnat nousivat, vetäen uusia sijoittajia ja kaivosyhtiöitä harvinaisten maametallien markkinoille. Nyt Yhdysvalloilla on yksi uusi kaivos melkein valmis ja kaksi muuta lupavaiheessa. Mutta ratkaiseva tekijä Kiinan harvinaisten maametallien säännösten välttämisessä ei ole uusia kaivoksia, vaan asiantuntemuksen ja infrastruktuurin uudelleenrakentaminen viimeisteltyjen metallien prosessointiin, asiantuntijat sanovat.
Hintasota
Vuonna 2010 Kiina nousi harvinaisten maametallien kustannuksiin, kun se alkoi rajoittaa vientiä ja periä ulkomaisia yrityksiä korkeammista hinnoista. Hintakupla herätti maailmanlaajuisen vimman paetakseen Kiinan hallintaa. Uusi australialaisten omistama käsittelylaitos avattiin juuri Malesiassa. Muut suunnitellaan Kanadassa, Euroopassa ja Afrikassa. Useat yritykset yrittävät kehittää myös harvinaisten maametallien amerikkalaista toimitusta, toiset puolustusministeriön tuella.
"Harvinaiset maametallit ovat erittäin paljon strategisia metalleja ja etenkin erittäin strategisesti tärkeitä puolustusteollisuudelle", sanoi Curt Freeman, Avalon Development Corp.: n toimitusjohtaja Fairbanksissa Alaskassa, kaivoskonsultointiyrityksessä. "Kongressissa ja puolustusministeriössä on levoton tunne", hän sanoi.
Yhdysvalloissa Kalifornian Mountain Pass -kaivokset avattiin uudelleen vuonna 2010, ja sen odotetaan alkavan tuottaa kevyitä harvinaisten maametallien elementtejä tänä vuonna. Kaivos oli aikoinaan maailman suurimpia harvinaisten maametallien tuottajia, mutta se lopetettiin vuonna 2002 ympäristöongelmien ja hintojen laskun vuoksi. Kanadalainen yritys Rare Element Resources ehdottaa toista kaivosta Wyomingissa, mutta paikalliset asukkaat vastustavat sitä.
Alaskan uusin resurssi
Yksi suurimmista harvinaisten maametallien uhkapeleistä on Alaskan Bokan-vuorella. Uraanin louhinnan jälkeen Walesin prinssin saaren graniittihuippu sisältää vaikeimmin löydettävien raskaiden harvinaisten maametallien rikas suonet. Hankkeella on vahva tuki Alaskan lainsäätäjältä ja läheisiltä yhteisöiltä. Kanadalainen yritys aikoo erottaa malmin ja muuttaa sen oksideiksi räätälöitynä jalostuslaitoksella. Siinä on haaste.
Nimestään huolimatta harvinaiset maametallit ovat todella yleisiä maankuoressa, tosin alhaisissa pitoisuuksissa. Monikerra on pidätys 1800-luvulta, jolloin tutkijat löysivät omituiset elementit harvoin löydetyissä mineraaleissa. 17 elementillä on yhteinen affiniteetti, samoilla kemiallisilla ominaisuuksilla ja atomipainoilla. Bokan-vuori on yksi harvoista maapallon kohdista, jossa on armo raskaita harvinaisten maametallien elementtejä, joilla on korkeammat atomipainot. Se on erityisen kohonnut yttriumissa, jota esiintyy kaikissa kuutiometriä zirkoniumoksidia ja autojen pilaantumisantureista lasereihin, raketteihin ja suihkumoottoreihin.
Koska harvinaiset maametallit sekoitetaan usein kaikki yhteen kallioon, raskaiden harvinaisten maametallien erottaminen yleensä vaatii ensin kevyampien poistamista. Tämä tehdään tyypillisesti sarjalla kemiallisia säiliöitä ja liuottimia. Lisäksi radioaktiivista uraania voidaan hävittää. Kaivoksen omistaja Ucore sanoo, että sillä on uusi kiinteän aineen louhintatekniikka, joka yksinkertaistaa huomattavasti tätä prosessia. Ucoren mukaan tekniikka perustuu nanoteknologiaan epäpuhtauksien poistamiseksi ja raskaiden harvinaisten maametallien keskittämiseksi oksideiksi. Puolustusministeriö rahoitti Ucoren malmin louhinnan tutkimusta sopimuksella lokakuussa 2012.
Kallis nosto
"Se muuttuu entistä monimutkaisemmaksi, sitä enemmän katsomme sitä", Van Gosen sanoi.
Metalliteollisuuden konsultti Gareth Hatch toteaa, että käsittely on suurin harvinaisten maametallien kaivosyhtiöiden este.
"Prosessointi on keskeinen haaste talletuksille, jotka ovat erityisesti vinossa keskimmäisiin ja raskaisiin harvinaisiin maametoihin, koska niissä on joitakin epätavallisia mineraaleja, joita ei ole ennen jalostettu", kertoi Technology Metals Research -yrityksen pääjohtaja Hatch. Hatch auttaa kehittämään harvinaisten maametallien jalostusyritystä Kanadassa.
USGS: llä on useita meneillään olevia hankkeita, joissa tutkitaan Bokan-vuoren geologiaa mineraalien ilmestymisen ymmärtämiseksi paremmin.
"Ajatuksena on kehittää perusteellinen käsitys siitä, kuinka nämä talletukset alkavat ensisijaisesti maankuoressa, ja käyttää sitä etsimään resursseja, joita Yhdysvaltojen kansalaiset tarvitsevat", sanoi Anchoragessa toimiva USGS-geologi Susan Karl.
Ucoren hallituksen jäsen Jaroslav Dostal, emeritusprofessori Saint Maryn yliopistossa Halifaxissa, Nova Scotia, oli Bokan Mountain -tutkimuksen pääkirjailija. Tutkimuksen rahoittamiseen tarkoitettu avustusohjelma, USGS Mineral Resources External Research Program, on aiemmin myöntänyt hankkeita yksityiselle teollisuudelle ja ulkomaisille edunsaajille.
Sijoittaminen käsittelyyn
USGS: llä on myös hankkeita, joissa tutkitaan muiden harvinaisten maametallien esiintymien geologiaa. Edustajainhuone on vuodesta 2010 lähtien antanut lainsäädäntöä kaivosmääräysten hillitsemiseksi ja harvinaisten maametallien tutkimuksen ja kehityksen rahoittamiseksi, jotka eivät vielä ole läpäisseet senaatin. Harvinaisten maametallien kierrätys, jota ei aina voida tehdä korkean teknologian laitteilla, on toinen tapa vähentää riippuvuutta Kiinan toimituksista. Aikaisemmin tänä vuonna puolustusministeriö suositteli kriittisten harvinaisten maametallien kriittisten elementtien varastointia 120 miljoonalla dollarilla. Mutta teollisuuden asiantuntijat sanovat, että rahaa käytettäisiin paremmin amerikkalaisen asiantuntemuksen ja infrastruktuurin rakentamiseen harvinaisten maametallien käsittelyssä.
"Täysin puhalletun kapasiteetin suhteen Molycorpilla on kevyt harvinaisten maametallien erotuslaitos, mutta muuta kuin Pohjois-Amerikassa ei todellakaan ole mitään", teollisuuskonsultti Hatch sanoi.
"Kyky prosessoida ja muuntaa mineraaleista yhdisteitä, jotka menevät korkean teknologian laitteisiin, on keskeinen pullonkaula paitsi Yhdysvalloissa, myös maailmassa", hän sanoi.
Lähetä sähköpostia Becky Oskin tai seuraa häntä @beckyoskin. Seuraa meitä @livescience, Facebook ja Google+. Alkuperäinen artikkeli aiheesta LiveScience.com.
