Conform TechSpot, sectorul pământurilor rare se află acum la intersecția dintre chimie, geopolitică și finanțe industriale. Pe de o parte, există un sistem global dominat de complexe mari de extracție cu solvenți concentrate în China; pe de altă parte, se dezvoltă o nouă generație de fabrici mai mici din SUA, care utilizează cromatografia și sunt susținute de capital federal substanțial și angajamente de achiziție din partea apărării. Rămâne de văzut dacă cromatografia poate fi extinsă economic și dacă sprijinul financiar public poate reduce suficient riscurile proiectelor, determinând cât de mult și cât de rapid pot Statele Unite să își acopere decalajul în procesare.
Elementele pământurilor rare sunt integrate profund în multe dintre dispozitivele hardware de astăzi, dar blocajul real nu mai este reprezentat de rezervele geologice – ci de circuitul industrial care transformă minereul și deșeurile în oxizi de înaltă puritate și magneți finali. Smartphone-urile, motoarele electrice de înaltă torsiune, turbinele eoliene cu acționare directă și imagistica medicală avansată se bazează pe magneți neodim-fier-bor (NdFeB), care sunt mult mai densi în energie decât magneții convenționali din ferită sau alnico – de multe ori de trei până la patru ori mai puternici per unitate de volum.
Cererea pentru aceste motoare și generatoare crește la rate anuale de două cifre, producția de motoare de tracțiune bazate pe pământuri rare crescând cu aproximativ o treime pe an, atrăgând după sine restul lanțului de aprovizionare cu magneți.
Deși termenul “pământuri rare” sugerează raritate, constrângerea mai importantă este un sistem de rafinare și procesare dominat de China. Beijingul controlează aproape 90% din separarea și producția globală de oxizi de pământuri rare și aproximativ 60% din oferta finală.
Statele Unite au fost odată un pilon al producției de pământuri rare prin mina Mountain Pass din California, care furniza volume globale semnificative în anii 1980. Pe măsură ce controlul asupra mediului s-a intensificat pe plan intern, China și-a extins capacitatea de minerit și rafinare. Astăzi, China nu numai că procesează propriul minereu, dar importă și concentrate din Asia de Sud-Est și Africa pentru rafinare.
Spre deosebire de aceasta, SUA încă nu dispune de o capacitate de separare la scară mare, forțând companii precum MP Materials să expedieze concentratele de la Mountain Pass în străinătate pentru procesare până foarte recent.
Noi suporturi federale sunt acum direcționate pentru a rupe ciclul dependenței SUA de procesarea străină prin finanțarea capacităților de separare a pământurilor rare grele și a fabricării de magneți pe plan intern, legate direct de angajamentele de achiziție ale apărării. Analiștii observă că chiar și o producție internă moderată poate acționa ca o asigurare împotriva întreruperilor de aprovizionare determinate politic, dar numai dacă proiectele pot naviga prin provocările tehnice, de mediu și sociale care au blocat încercările anterioare de a construi complexe hidrometalurgice mari pe teritoriul SUA.
În acest context, intră în scenă ReElement Technologies, o companie din Indiana fondată pe o tehnologie de separare dezvoltată inițial în laboratorul inginerului chimist Nien-Hwa Linda Wang de la Universitatea Purdue. Procesul folosește cromatografia asistată de liganzi în coloane înalte, umplute cu rășină, pentru a separa ionii de pământuri rare din amestecuri complexe, inclusiv subproduse de cărbune, concentrate de minereu, resturi de magneți, masă neagră din baterii și deșeuri de fabricație.
Purdue și ReElement raportează randamente mai mari de extracție, consum redus de energie și apă și utilizare semnificativ redusă de substanțe chimice periculoase comparativ cu extracția tradițională cu solvenți, alături de o amprentă fizică mai mică și deșeuri solide aproape inexistente pentru multe materii prime.
ReElement operează o facilitate de comercializare în Noblesville, Indiana, și construiește un site mai mare în Marion, conceput pentru a extinde separarea cromatografică a pământurilor rare și a metalelor din baterii din intrări atât miniere, cât și reciclate. Aceeași platformă este destinată să gestioneze neodimul, disprosiul, terbiul și alte elemente cheie, compania declarând că poate deja produce oxizi de înaltă puritate adecvați pentru metalizarea și fabricarea de magneți în aval.
Provocarea tehnică constă în extinderea trenurilor cromatografice de la scară pilot la niveluri de mii de tone, păstrând în același timp eficiența separării, duratele de viață ale rășinii și economia de procesare. Observatorii din industrie notează că, deși cromatografia este bine înțeleasă în domeniul farmaceutic și al substanțelor chimice de specialitate, aplicarea acesteia la fluxurile de pământuri rare în masă la marje de marfă este o problemă de inginerie foarte diferită.
Mediul politic s-a schimbat brusc în favoarea unor astfel de tehnologii. În iulie, Congresul a adoptat One Big Beautiful Bill, alocând 7,5 miliarde de dolari pentru a sprijini proiectele de minerale critice, inclusiv pământuri rare și metale pentru baterii. Aceste fonduri oferă Biroului de Capital Strategic al Pentagonului și mecanismelor aferente capacitatea de a extinde zeci de miliarde de dolari sub formă de împrumuturi, garanții și subvenții de credit în proiecte de minerit, separare și fabricare de magneți.
La câteva zile după adoptarea legii, Departamentul de Apărare a anunțat un parteneriat public-privat de miliarde de dolari cu MP Materials, inclusiv o investiție de 400 de milioane de dolari într-o nouă serie de capital preferențial și un împrumut suplimentar de 150 de milioane de dolari pentru a extinde capacitatea de separare a pământurilor rare grele la Mountain Pass.
În schimb, Pentagonul a obținut o participație estimată la aproximativ 15% după conversie, alături de drepturi pe termen lung de a achiziționa 7.000 de tone metrice pe an de magneți de pământuri rare pe parcursul unui deceniu. Aceste aranjamente sprijină construcția unei noi facilități de magneți “10X” și extinderea fabricii existente Independence a MP. Dacă este realizat conform planului, capacitatea combinată de magneți din SUA a MP ar ajunge la aproximativ 10.000 de tone metrice anual, de la aproximativ 1.000 de tone metrice astăzi, închizând o parte din decalajul cu furnizorii străini.
Strategia se concentrează, de asemenea, pe un lanț de magneți integrat vertical, care leagă ReElement de Vulcan Elements, un producător de magneți de pământuri rare cu sediul în Carolina de Nord. În cadrul unui parteneriat de 1,4 miliarde de dolari anunțat la începutul lunii noiembrie, Vulcan va construi și opera o fabrică de magneți NdFeB în Benson, Carolina de Nord, cu o producție anuală de 10.000 de tone metrice pentru aplicații de apărare și comerciale.
Facilitatea, care se așteaptă să acopere aproximativ 1 milion de metri pătrați, va fi susținută de un împrumut direct de 620 de milioane de dolari de la Biroul de Capital Strategic al Departamentului de Apărare, 50 de milioane de dolari în capital propriu de la Departamentul de Comerț în cadrul Legii CHIPS și Știință și aproximativ 550 de milioane de dolari în capital privat.
În timp ce ținta de 10.000 de tone este ambițioasă în contextul SUA, rămâne mică în raport cu producția globală de magneți NdFeB, care este estimată la peste 200.000 de tone metrice pe an. Analiștii subliniază că valoarea strategică a lanțului Vulcan – ReElement constă mai puțin în volum și mai mult în crearea unui sistem complet pe teritoriul SUA, de la minereu și deșeuri prin separare, producția de metale și aliaje, blocuri de magneți și componente finale.
Credit imagine: NPR
