Metale ziem rzadkich - odkryto nowe źródła
Bogate w żelazo skały z wnętrza wygasłych wulkanów zawierają duże ilości pierwiastków sładających się na metale ziem rzadkich – uważają naukowcy. Ich zdaniem to odkrycie stwarza szanse na pozyskiwanie większych ilości tych cennych surowców.
Metale ziem rzadkich w wygasłych wulkanach
.Metale ziem rzadkich, zwane też pierwiastkami ziem rzadkich (ang. rare-earth elements, REE), to grupa 17 pierwiastków chemicznych. W przyrodzie nie pojawiają się w czystej postaci, ponieważ łatwo wchodzą w reakcje w obecności tlenu i wody. Wbrew nazwie nie wszystkie występują rzadko w przyrodzie. Ich zawartość w skorupie ziemskiej to w sumie 164 ppm (1 ppm to jedna część na milion, czyli 0,0001 proc.). Dla porównania: tlenu w skorupie ziemskiej jest 464 000 ppm, a złota – 0.004 ppm. Metale ziem rzadkich zawdzięczają swoją nazwę silnemu rozproszeniu, ich złoża są niewielkie i zwykle nie nadają się do opłacalnej eksploatacji.
Tymczasem zapotrzebowanie światowej gospodarki na te surowce stale rośnie. REE, które mają wiele szczególnych właściwości (są np. nadprzewodnikami), stosuje się m.in. w elektronice, hutnictwie, atomistyce, medycynie albo biotechnologii. Z ich wykorzystaniem powstają m.in. smartfony, obiektywy do cyfrowych aparatów fotograficznych, turbiny wiatrowe, twarde dyski komputerowe, baterie, diody LED, lasery, silniki samochodów elektrycznych oraz monitory i telewizory. Za ok. 70 proc. całkowitej globalnej produkcji metali ziem rzadkich odpowiadają Chiny.
Badacze wciąż szukają nowych złóż REE. Według najnowszych badań, przeprowadzonych przez Australijski Uniwersytet Narodowy (ANU) i Chińską Akademię Nauk, obiecujące w tej kwestii mogą być niektóre wygasłe wulkany. Publikacja na ten temat ukazała się w czasopiśmie „Geochemical Perspectives Letters”.
Dr Michael Anenburg, geolog z ANU i współautor badania, powiedział, że w bogatych żelazo skałach magmowych, które wypełniają niektóre wygasłe wulkany, koncentracja metali ziem rzadkich jest znacznie wyższa niż w skałach z wulkanów aktywnych.
„Nigdy nie widzieliśmy erupcji bogatej w żelazo magmy z aktywnego wulkanu, ale wiemy, że w niektórych wygasłych wulkanach, które mają miliony lat, takie erupcje występowały” – tłumaczył dr Anenburg.
Dodał, że badania jego zespołu sugerują, że wysoka zawartość REE może występować w wygasłych wulkanach na całym świecie, np. w chilijskim El Laco.
Analiza składu chemicznego skał magmowych
.Żeby sprawdzić, jak warunki powstawania magmy bogatej w żelazo wpływają na zawartość REE, naukowcy przeprowadzili kilkanaście doświadczeń. W Eksperymentalnym Laboratorium Petrologicznym ANU symulowali erupcje wulkaniczne i otrzymali skały podobne do tych z zasobnych w żelazo wygasłych wulkanów. Mieszanki chemiczne odpowiadające składem skałom wulkanicznym umieścili w piecu ciśnieniowym i przez dwa do pięciu dni podgrzewali je do 800-1500 st. C – do czasu ich całkowitego stopienia.
Analiza ich składu chemicznego i mineralogicznego wykazała najwyższą koncentrację REE w minerałach z grupy fosforanów, takich jak apatyt, monacyt i ksenotym. Zawartość pierwiastków ziem rzadkich w uzyskanych w laboratorium skałach była nawet 100 razy wyższa niż w niektórych eksploatowanych dziś złożach.
Największe światowe złoża metali ziem rzadkich znajdują się w Chinach, w Europie potentatem jest Szwecja. Według dr. Anenburga wkrótce głównym graczem na rynku REE może stać się Australia. Już teraz trwa tam eksploatacja złóż w Mount Weld w Australii Zachodniej oraz w pobliżu Dubbo w Nowej Południowej Walii i Alice Springs w Terytorium Północnym. Badania wygasłych wulkanów m.in. w południowo-wschodniej części kraju mogą znacznie wydłużyć tę listę.
Największe złoże metali ziem rzadkich w Europie
Na temat największego złoża metali ziem rzadkich w Europie, które zostało odkryte w Szwecji w 2023 r., na łamach „Wszystko Co Najważniejsze” pisze Carl BILDT w tekście „Głównym wkładem Szwecji w NATO mogą być metale rzadkie, niezbędne przy budowie małych satelitów i nie tylko„.
„Jednak być może najważniejszym wydarzeniem minionego tygodnia był przyjazd do Kiruny całej Komisji Europejskiej na formalne rozpoczęcie szwedzkiej prezydencji UE. Dzień wcześniej szwedzkie przedsiębiorstwo LKAB ogłosiło, że zidentyfikowało duże złoże metali ziem rzadkich, bezpośrednio przylegające do istniejących rud żelaza w Kirunie”.
„Złoże zostało określone jako największe znane w Europie. Odkrycie to może mieć ogromne znaczenie dla całej Europy, pod warunkiem że podejmiemy teraz wysiłek, aby wydobyć nowo odnalezione zasoby. Cała zielona transformacja zależy w ogromnym stopniu od tych minerałów, lecz obecnie rynek jest niemal całkowicie zdominowany przez wydobycie i produkcję w Chinach”
„Tu właśnie Szwecja może odegrać kluczową rolę. Drugie największe złoże ciężkich metali ziem rzadkich w Europie – do ubiegłego tygodnia największe – znajduje się również w Szwecji, w Norra Kärr. Z kolei trzecie co do wielkości złoże, bynajmniej nie bezproblemowe, jest niezagospodarowane i znajduje się w Grenlandii – terytorium zależnym od Danii, ale położonym w Ameryce Północnej. Przy normalnym tempie wydobycia i przy założeniu, że procesu nie zakłócą żadne poważne problemy, wprowadzenie nowego złoża do produkcji zajęłoby około 10–15 lat. Wiążą się z tym rzecz jasna wyzwania”.
”Wydobywanie tych minerałów jest procesem wymagającym pod względem środowiskowym, w związku z czym z pewnością nie obędzie się bez licznych protestów. Jeżeli jednak chcemy mieć pojazdy elektryczne, turbiny wiatrowe czy cokolwiek innego, to rozsądnie jest robić wszystko, co w naszej mocy, aby przyspieszyć proces osiągania tych celów” – pisze Carl BILDT.
PAP/Anna Bugajska/WszystkoCoNajważniejsze/eg
