Retųjų elementų istorijos, arba Kas vyksta Kinijoje

Mokslas Retųjų elementų istorijos, arba Kas vyksta Kini...

Dažnai retieji elementai pamirštami kalbant apie naudingąsias iškasenas. Pagrindiniai metalai yra tiekiami dideliais kiekiais – kiekvienais metais iškasama milijonai tonų cinko ar vario. Kitai, bet gerai žinomai kategorijai priklauso taurieji metalai, o visi likę patenka į plačią grupę, vadinamą retaisiais elementais, iš kurių dar retkarčiais išskiriama retųjų metalų grupė.

Vidutiniškai pasaulyje suvartojama tik apie 100–1000 tonų kiekvieno iš retųjų elementų per metus. Šis pavadinimas nereiškia, kad jie geologiškai reti, bet dauguma jų retai randami uolienose pakankamomis koncentracijomis kasti pelningai. Taip pat dauguma šių elementų elgiasi chemiškai panašiai, todėl dažniausiai randami kartu.

Retieji elementai mūsų kasdienybėje

Dažnai pamirštame, kodėl mūsų prietaisai tokie lengvi ir maži. Jie savo sudėtyje turi bent pusę periodinės elementų lentelės. Mūsų telefonų ekranai padengti indžiu, kuris veikia kaip konduktorius tarp telefono ir pirštų. Truputis terbio ir europio suteikia žalias ir raudonas spalvas, ceris užtikrina ekrano lygumą. Tantalas reguliuoja telefono energiją, o litis ją kaupią baterijoje. Kiti elementai taip pat svarbūs elektronikoje – disprozis, reikalingas magnetinio rezonanso prietaisams, itris – kariuomenės radarams, o volframas – naftos gręžinių grąžtams.

Pagrindinė problema, susijusi su retaisiais metalais, yra mažas skaičius vietų, kur jie iškasami. Toks resursų pasiskirstymas sukelia trintį tarp valstybių, kai sutrinka tiekimas. Pirmuoju retųjų metalų karu galima laikyti kobalto krizę XX amžiaus 6-ame dešimtmetyje. Kai sovietų padedami sukilėliai iš Angolos užėmė Katanga regioną, žinomą dėl kobalto radimviečių, Zairo prezidentas pasiuntė ten kariuomenę ir kova sutrikdė kobalto tiekimą beveik visam pasauliui. Dauguma šalių buvo priklausomos nuo šio metalo, nes naudojant kobaltą buvo gaminami nuolatiniai magnetai, kurie vėliau buvo naudojami kariuomenėje kaip mikrobangų komunikacijos sistemos. Kobalto naudojimas buvo išplitęs ir į mažus motorus, kadangi kobalto magnetai galėjo būti maži ir lengvai sukuriamos formos.

Kobalto arsenidas eritritas – viena iš kobalto rūdų | https://fr.wiktionary.org/wiki/%C3%A9rythrite

Kurį laiką ieškota kobalto alternatyvų. Metodą pakeisti kobaltą sukūrė japonų mokslininkas Masato Sagawa, kuris pradėjo savo darbą tyrinėdamas, kaip apsaugoti kobalto magnetus nuo skilinėjimo. Jis žinojo, kad vien iš kobalto negalima sukurti magneto, bet samario priemaišos padėdavo.

M. Sagawa manė, kad panašus efektas gali būti pasiekiamas ir naudojant geležį kartu su dažnesniu retųjų žemių elementu neodimiu. Problema kilo dėl to, kad geležies atomų išdėstymas yra per tankus. Tam išspręsti jis pridėjo boro atomų. Šie magnetai prarasdavo savo magnetizmą žemoje temperatūroje. Dalis neodimio buvo pakeista disproziu ir magnetai galėjo veikti iki 310 C. Liko viena problema. Disprozis yra retesnis net už kobaltą ar samarį ir yra dažniausiai kasamas Kinijoje.

Kinijos monopolio istorija

Retųjų elementų svarba Kinijoje suvokta palyginus neseniai. 1992 metais Kinijos lyderis Deng Xiaoping pasakė: Artimieji Rytai turi naftą, Kinija – retųjų žemių elementus. Pigi darbo jėga ir žemi gamtos apsaugos standartai leido Kinijai sumažinti elementų kainą per pusę ir taip išstumti konkurentus iš rinkos.

Per laiką Kinijos politika patobulėjo. Jie suprato, kad tiesiog pardavimas yra prarasta galimybė. Dėl to Kinija įvedė eksporto į kitas šalis kvotas ir tokiu būdu prisiviliojo daugybę technologijų kompanijų gaminti produktus šalies viduje, kur tiekimas nėra ribojamas. Dalis analitikų bijo, kad tai veda į Kinijos aukštųjų technologijų monopolizavimą.

Monopolio pasekmes pirma stipriausiai pajuto Japonija. Japonija nuolat pirkdavo retuosius metalus iš Kinijos, bet padėtis pasikeitė per konfliktą tarp Japonijos ir Kinijos kinų laivui patekus į Japonijos teritorinius vandenis. Japonų firmos pranešė, kad kinų tiekėjai nustojo priimti retųjų elementų užsakymus įskaitant neodimį ir disprozį, reikalingą aukštųjų technologijų industrijai. Pekinas niekada nepripažino šio žingsnio, bet Japonija turėjo nusileisti, kadangi ji gauna virš pusės Kinijos retųjų mineralų eksporto. Šis įvykis parodė, kaip stipriai šalys priklausomos nuo Kinijos.

Dauguma kasybos vyksta Baotou regione, kur yra apie 87 proc. Kinijos retųjų žemių elementų išteklių. Kinija tiekė 97 proc. retųjų elementų pasaulyje, bet 2010 metų kovą pranešė, kad sumažina eksportą 40 proc., nes saugo aplinką ir vidinį naudojimą. Po pusės metų šis apribojimas išplėstas iki 90 proc.

Dažnai sakoma, kad rūdos koncentracija uolienoje yra svarbiausias faktorius nuspėjant pelną, bet tai ne visada tiesa. Didelė dalis pelningumo priklauso nuo uolienos apdorojimo sudėtingumo. Tarkim, kasykla praranda uolienas dėl to, kad technika negali jų pasiekti, per sprogdinimą, transportavimą, smulkinimą ir rūgšties vonias, kurios negali visiškai efektyviai atskirti vieno metalo nuo kito. Dėl šių priežasčių kai kurios mažiausios koncentracijos kasyklos yra pelningiausios – tarkime Jiangxi turi labai mažą rūdos dalį – 0.2 proc., kai MOLYCOP kasykla Jungtinėse Valstijose turi 8.2 proc. retųjų elementų uolienoje.

Kinijos kasyklą pelninga padaro tai, kad rūda randama trapiame molyje, kurį nesunku kasti ir pigu apdoroti. Vietiniai tiesiog gali kasti, suversti į rūgštį ir tada pakaitinti aukštoje temperatūroje, kad gautų retųjų žemių koncentratą. Kadangi nėra rimtų aplinkos apsaugos reikalavimų, vietiniai į tai neinvestuoja. Retųjų žemių apdirbimas yra toks paprastas, kad dalis ūkininkų po to, kai prižiūri savo laukus, šitaip gauna papildomą uždarbį.

Tokia situacija yra neraminanti. Pirmiausia, vietiniai radioaktyviosios spinduliuotės lygiai yra gerokai aukštesni už leistinus ir vietiniai miršta nuo vėžio tokiu greičiu, kad atsiranda ištisi vėžio kaimai. Pilvo skausmai yra dažni ir žmonės pradeda prarasti dantis dar 35-40 metų amžiaus. Šimtai vietinių dirbtuvėlių atskyrinėja metalus naudodami rūgštis ir kitus chemikalus. Nuodingos ir radioaktyvios atliekos, atsiradusios proceso metu, yra tiesiog išpilamos. Kita aplinkosauginė problema yra tai, kad Geltonoji upė teka tik 10 km į pietus nuo užteršto vandens ežero. 2005-siais oficialūs tyrimai parodė, kad regionas užterštas toriu ir yra radioktyvaus užterštumo šaltinis Geltonojoje upėje, kuri suteikia geriamąjį vandenį 150 milijonui žmonių.


Parengta naudojatis:

David S. Abraham - The Elements of Power

 

Techo naujienos į Jūsų el. pašo dėžutę: