Neredki vitamini zemlje
Ko ga vidite, ga prepoznate. Grad z dvema stolpoma, zgrajen iz 118 opek in nobena si med seboj ni enaka. Periodni sistem elementov je urejen in strnjen grafični prikaz snovi, ki jih s kemičnimi sredstvi ni mogoče razgraditi. V tabelah, ki predstavljajo periodni sistem, bariju z atomskim številom 56 sledi element hafnij z atomskim številom 72. Med njima manjka 15 elementov, ki so običajno navedeni nekje na dnu tabele. Zdi se, kot da so ti elementi ustvarjeni samo zato, da povzročajo preglavice izdelovalcem različnih vrst periodnih sistemov, ko poskušajo najti ustrezen način za njihovo umestitev.
Ti elementi, skupaj z itrijem in skandijem, ki sta v periodnem sistemu umeščena nad njih, so skupno poimenovani elementi redkih zemelj. V današnji Frequenzi della scienzi bomo pregledali glavne pojavne oblike teh fascinantnih kovin, se spustili v svet mineralov in kamnin ter ugotavljali, ali so elementi redkih zemelj res tako nepogosti, kot nakazuje njihovo ime.
Začetek odkrivanja redkih zemelj sovpada z mrzličnim odkrivanjem kemijskih elementov, ki bi zapolnili prazne kvadratke v takrat še precej luknjastem periodnem sistemu. Kljub začetni raziskovalni mrzlici pa je odkrivanje elementov redkih zemelj trajalo 160 let. Kot prvi je bil na Švedskem odkrit cerij, najobilnejši element skupine, v mineralu, ki ga danes imenujemo cerit. Sedemintrideset let kasneje so prav tako na Švedskem odkrili tudi mineral itrij. Železo-berilij-itrijev silikat gadolinit je amaterski švedski mineralog odkril v bližini mesta Ytterby. Ta kraj je bil pravi paradiž za odkrivanje novih elementov redkih zemelj in njihovi odkritelji so jih poimenovali z različicami imena Ytterby: itrij, iterbij, terbij in erbij.
Leta 1927 je v Leipzigu Georg Hevesy izdal prvo monografijo, v kateri podrobno obravnava redke zemlje na podlagi njihove splošne atomske zgradbe. Element z atomskim številom 61 je v knjigi poimenovan ilinium – po zvezni državi Illinois, vendar v monografiji ni nikjer podrobno opisan. Dvajset let kasneje je bil element z atomskim številom 61 imenovan florentium po mestu Firence. Še vedno pa ni bilo nikjer v literaturi zaslediti opisa tega izmuzljivega elementa. Šele leta 1947 je Marinsky s sodelavci med fisijskimi produkti urana odkril element z atomskim številom 61. To je bil še zadnji neodkrit element iz skupine redkih zemelj – prometij.
Prve odkrite elemente so poimenovali zemlje, ker so se te kovine pojavljale v obliki oksidov. Kovinskim oksidom so takrat rekli zemlja, in čeprav vemo, da so bili ti kovinski oksidi spojine več elementov, se je ime obdržalo.
Danes lahko ime zemlje razumemo kot način pojavljanja redkih zemelj. Nikjer se ne pojavljajo v samorodni obliki, ampak vedno v kombinaciji z drugimi elementi. V kristalni rešetki imajo lahko osrednjo ali podrejeno vlogo, zaradi svojih kemičnih sposobnosti so vanjo zelo trdno vključeni.
Glavna lastnost, ki to skupino elementov združuje, je polnjenje elektronske lupine »f«, ki pa ni zunanja elektronska lupina. Zato so si ti elementi po kemijskih lastnostih med seboj zelo podobni. Kljub temu pa se elementi redkih zemelj močno razlikujejo po magnetnih in optičnih lastnostih.
Če v laboratoriju opazujemo kemijsko izolirane redke zemlje, so običajno zelo raznolikih pastelnih barv. Vsaka barva je med drugim tudi posledica elektronske ureditve. Tehnično to pomeni, da s pomočjo redkih zemelj izsevamo svetlobo specifične valovne dolžine oziroma barve.
Vzemimo za primer zelen laser, njegova svetloba izvira iz kristala. Ta vsebuje majhno količino neodima zaradi njegove lastnosti, da podvoji frekvenco svetlobe. Podoben primer je erbij, ki oddaja svetlobo, primerno za potovanje po optičnih vlaknih brez slabljenja signala.
Primer optično-fluorescentnih lastnosti redkih zemelj tudi vsak od nas vsakodnevno drži v roki. Prvič v obliki barvnih zaslonov na naših napravah, kjer se v zeleni barvi skriva element terbij. Če pa slučajno nimate barvnih ekranov v svojem vsakdanu, se gotovo srečujete z evrskimi bankovci. Če nanje posvetite z UV lučjo, bo vsak bankovec zasvetil v posebnih rumenkasto-modro-zelenih barvah. To je zaradi črnila, ki vsebuje še en element redkih zemelj, evropij.
Vendar niso samo optične lastnosti tiste, zaradi katerih redke zemlje v svetu danes imenujemo tudi vitamini sodobne industrije. Ta vzdevek je skupina elementov dobila predvsem zaradi svojih edinstvenih magnetnih sposobnosti.
Elemente redkih zemelj se uporablja pri izdelavi trajnih magnetov. Ti magneti so izjemno močni in neizogibni pri »manjšanju« naprav. To pomeni, da s pomočjo predvsem elementa neodima lahko zmanjšamo motorje in jih umestimo v manjše prenosne naprave, kot so recimo zvočniki ali trdi diski.
Poleg tega lahko iz samarija v kombinaciji s kobaltom izdelamo magnet, ki ohrani svojo magnetizacijo tudi po tem, ko je izpostavljen visoki dozi radiacije ali močnemu nasprotujočemu magnetnemu polju.
Ali pa recimo itrij, ki lahko vzdrži izjemno visoke temperature. Zato se uporablja pri visokotemperaturni keramiki, iz katere izdelujejo premaze za reaktivne motorje in turbine.
Spekter uporabnosti elementov redkih zemelj je zelo širok. Na podlagi njihovih lastnosti in uporabe jih lahko v grobem razdelimo na dve skupini: lahke in težke elemente.
Med težke redke zemlje prištevamo itrij in tiste elemente, ki imajo na periodnem sistemu atomsko število večje od 62, torej so to elementi od evropija do lutecija. V industriji jih uporabljamo predvsem zaradi njihovih optičnih lastnosti, najdemo jih v laserjih in pri radiografiji.
Lahke redke zemlje so torej preostali elementi oziroma od lantana do samarija. V Zemljini skorji so precej bolj pogosti, njihov spekter uporabe pa je širši. Sega od katalizatorjev, metalurgije, poliranja do uporabe v magnetih.
Vendar so ti elementi zaradi svojih edinstvenih kemičnih lastnosti tudi zelo trdno vezani v kristalno rešetko oziroma v mineral. Zato so tudi tako iskani v sodobni industriji in hkrati je zato njihovo pridobivanje zelo zahtevno, drago in okoljsko oporečno. Današnjo preskrbo s temi strateškimi surovinami v Evropi narekuje ena država – Kitajska.
Kako je prišlo do tega in kje vse se redke zemlje pojavljajo v Zemljini skorji, pa po glasbenem premoru.
Poslušate oddajo znanstvene redakcije Radia Študent, tokrat o elementih redkih zemelj. V prvem delu oddaje smo govorili o odkrivanju redkih zemelj, njihovem poimenovanju in uporabnosti v industriji. Sledi obrazložitev zemeljskih procesov, ki privedejo do obogatitev skorje s temi neobičajnimi kovinami.
Morda je presenetljiv podatek, da so elementi redkih zemelj v Zemljini skorji prisotni v precejšnjih količinah. Najdemo jih v obilici različnih mineralov, najpogosteje v mineralnih skupinah silikatov, fosfatov, karbonatov in oksidov. Vendar kot smo že omenili v prvem delu oddaje, so te kovine po navadi v kristalnih rešetkah vezane v majhnih količinah. To pomeni, da so te surovine le redko skoncentrirane na enem mestu in zato primerne za ekonomsko izkoriščanje.
Na kopnem poznamo dve glavni skupini ekonomsko zanimivih mineralnih nahajališč elementov redkih zemelj. Ena so primarna, vezana na trdne kamnine, običajno magmatskega izvora. Druga nahajališča pa so sekundarna, vezana na sediment. Več o identifikacijskih metodah posameznega tipa nahajališč nam pove doktorica Kathryn Goodenough, glavna geologinja Britanskega geološkega zavoda.
Pri iskanju orudenj v trdnih kamninah oziroma primarnih nahajališčih bi torej uporabljali predvsem geološke karte s podkrepitvijo geokemijskih podatkov in geofizikalnih kart. Sekundarna, pretežno sedimentna nahajališča pa bi v večini primerov iskali z geokemijskimi analizami tal in proučevanjem sedimentov v rečnih okoljih.
Kljub vsem dostopnim analizam in podatkom je treba izpostaviti, da so ekonomsko zanimiva rudna telesa v preseku običajno manjša od enega kvadratnega kilometra. Torej predstavljajo relativno majhno tarčo, ki je ni lahko zadeti. Zato so leta 1994 prav za to uvedli izraz Mineral System Approach oziroma prevedeno obravnava mineralnega sistema. S tem so avtorji želeli poudariti, da čeprav so rudna nahajališča majhna, redka in rezultat neverjetnih geoloških naključij – znamo ta območja zaznati in izmeriti tudi na precej večjem območju. To je mogoče s poznavanjem geoloških zakonitosti, ki vplivajo na nastanek in ohranitev rudnega nahajališča, ter z znanjem o mobilizaciji rudnih elementov iz njihovega vira v končno kamnino.
To bo metoda, ki jo bomo danes ubrali tudi pri razumevanju nastankov orudenj z redkimi zemljami. V izjavi smo slišali, da obstaja precej različnih vrst ekonomsko zanimivih nahajališč. Mi bomo po načelu obravnave mineralnega sistema v fokus vzeli najbolj eksotično, obenem pa najpogosteje izkoriščeno nahajališče elementov redkih zemelj.
Od vseh nahajališč so rudniki redkih zemelj najpogostejši v karbonatitih. To so posebne vrste magmatskih kamnin, v katerih več kot polovica mineralov pripada karbonatni skupini.
To sta recimo minerala kalcit in dolomit, posebne omembe pa je vreden karbonatni mineral bastnaezit. Najdemo ga v karbonatitih in lahko vsebuje ekonomsko zanimive količine elementov redkih zemelj.
V teh kamninah so pogosto prisotni tudi drugi minerali, ki vsebujejo perspektivne količine redkih zemelj. V večini primerov sta to minerala fosfatne skupine, apatit in monacit.
Kaj vse so razlogi, da imamo danes največ rudnikov v karbonatitih, nam pove doktorica Goodenough.
Te nenavadne in eksotične kamnine najpogosteje nastanejo na območjih razpiranja kontinentalne skorje. Gre za obraten proces kot pri nastajanju gorstev, pri katerem kontinentalne plošče trčijo, prej ločena kontinenta pa se združita v enega. Do razpiranja kontinentalne skorje pride, ko je natezanje kontinentalne plošče tako močno, da kamnine popokajo.
Med močnim razpiranjem in pokanjem skorje se pod njo začnejo taliti kamnine v Zemljinem plašču. Nastala magma se nato ob prelomih in razpokah dvigne proti površju ali celo izbruhne kot vulkan.
Običajno magmatske kamnine gradijo silikátni minerali, ki vsebujejo silicij. Takšne kamnine so bazálti in graníti, ki sestavljajo Zemljino skorjo. Občasno se iz plašča razvije magma, v kateri silicija primanjkuje, bogata pa je z redkimi zemljami in drugimi »eksotičnimi« elementi. Skrajen primer takšnih magem so ravno karbonatiti. Več o tem, kaj vodi do nastanka karbonatitov, nam razloži Kathryn Goodenough.
Pomemben dejavnik pri nastanku karbonatitov je torej izvor magme iz plašča, ki je bil predhodno obogaten. Obogatitev je lahko nastala zaradi subducirane tektonske plošče, ki je s sedimentom in morsko vodo potonila v vroč plašč. Ob tem se topi kot košček čokolade v vročem mleku in bogati magmo s »sočnimi« elementi, med katerimi so tudi redke zemlje. Geokemični odtis, ki ga pusti za seboj, se lahko v plašču ohrani še milijone let. Ob ekstenziji se lahko ta obogatitev v plašču začne dvigovati v obliki magme.
Med dviganjem proti zemeljski površini se ohlaja, iz nje pa kristalijo minerali, zaradi česar se sestava magme s časom spreminja. Elementi redkih zemelj se v zgodnjih fazah razvoja magme neradi vgrajujejo v nastajajoče minerale, zato se njihova vsebnost v preostali magmi oziroma rezidualni talini povečuje. Ko je sestava taline dovolj nasičena, začnejo iz nje kristalíti z redkimi zemljami bogati minerali. Kako ta proces izgleda v smislu mineralov pri karbonatitih, nam pojasni Kathryn Goodenough.
Torej večkrat smo slišali, da so karbonatiti kamnine, ki so redke, posebne, njihov nastanek pa edinstven. Posledično so tudi nahajališča teh kamnin zelo geografsko omejena. V Evropi najdemo karbonatitne kamnine, bogate z elementi redkih zemelj, na Finskem in Grenlandiji, vendar se nobeno nahajališče ne izkorišča.
Trenutno največji rudnik elementov redkih zemelj je Bayan Obo v Notranji Mongoliji na Kitajskem. Rudnik se nahaja v karbonatitnih kamninah in je bil prvih trideset let namenjen kopanju železa. V sredini petdesetih let pa so rudnik preusmerili v izkopavanje in pridobivanje elementov redkih zemelj. Danes je gigantski rudnik Bayan Obo svetovna prestolnica redkih zemelj, saj zadovoljuje večino svetovnih potreb po lahkih elementih redkih zemelj. Prevladujoči elementi, ki jih pridobivajo iz rudnika, so lantan, cerij in neodimij.
Iz rudnika Bayan Obo pridobljeni elementi se večinoma nahajajo v dveh mineralih, bastnaezitu in monacitu. Večkrat smo omenili, da je ločevanje redkih zemelj iz minerala lahko zelo zahtevno. Običajno so za to potrebni ligandi, torej snovi, ki selektivno vežejo želeno redko zemljo. Na ta način lahko elemente redkih zemelj ločimo med seboj. Postopki predelave pogosto uporabljajo tudi močne oksidante in koncentrirane kisline, kar pomeni povečan okoljski pritisk na širšem območju rudnika in predelovalnih obratov.
Dodatno težavo lahko pri predelavi povzročijo tudi radioaktivni elementi, kot sta torij in uran. To je posebej značilno za mineral monacit, fosfatni mineral, ki ga za pridobivanje redkih zemelj rudarijo v Bayan Obu. Pridobivanje je zaradi možnosti radioaktivnih produktov toliko zahtevnejše. Poleg tega je rudarjenje redkih zemelj v trdnih magmatskih kamninah precej energetsko potratno in zato tudi primerno drago. Kljub vsem preprekam so rudna nahajališča v karbonatitih še vedno najbogatejša, vendar pretežno z lahkimi elementi redkih zemelj.
Težke redke zemlje so veliko redkejše v Zemljini skorji in tudi njihovih nahajališč je bistveno manj. Največ njihovih nahajališč je primarnih, torej v trdnih kamninah, vendar se teh nahajališč finančno ne izplača izkoriščati.
Zato večino težkih redkih zemelj pridobivajo v sekundarnih nahajališčih. To so predvsem ionsko-adsorbcijske gline, ki nastanejo z intenzivnim in situ preperevanjem. To je preperevanje na mestu, pri katerem primarni minerali zaradi nestabilnosti pri površinskih pogojih razpadejo v glinene minerale. Na njihovo površino se vežejo tako lahki kot težki elementi redkih zemelj. Orudenje se nahaja v horizontih gline. Ti so v profilu relativno pogosti, vendar običajno zelo tanki in z nizkimi vsebnostmi. Kljub temu visoke cene težkih redkih zemelj na trgu upravičijo njihovo pridobivanje. Več o načinu pridobivanja redkih zemelj iz ionsko-adsorbcijskih glin in povezanih okoljskih izzivih nam pove doktorica Goodenough.
Drugi tip sekundarnih nahajališč redkih zemelj so mineralni peski. Prav tako nastanejo s preperevanjem trdnih, pogosto magmatskih kamnin in primarnih virov, torej žil z rudnimi minerali. Procesi preperevanja in transporta povzročijo naravno obogatitev z redkimi zemljami. Mineralni peski se odlagajo v koritih rek in potokov, plitvih obalnih območjih ter podobnih vodnih okoljih.
Do šestdesetih let prejšnjega stoletja so mineralni peski predstavljali glavni vir redkih zemelj na svetovnem trgu. Iskane surovine se nahajajo predvsem v mineralih cerijevega monacita in itrijevega ksenotima. Minerala sta dobro obstojna med procesi preperevanja, erozije in transporta. Danes rudarjenje mineralnih peskov poteka večinoma na območju Jugovzhodne Azije in predstavlja okoli pet odstotkov svetovne proizvodnje redkih zemelj.
Pridobivanje mineralov, ki se koncentrirajo in odložijo v obliki peščenih zrn, je s tehnološkega vidika manj zahtevno kot klasično rudarjenje trdnih kamninskih mas. Vendar kot vsako rudarjenje, ki smo ga do sedaj opisali, ima tudi to svoje trike.
Toliko za zdaj o primarnih in sekundarnih nahajališčih redkih zemelj. Iskanje potencialnih nahajališč, odpiranje rudnika in potem sama predelava redkih zemelj – vse to so precej zahtevni znanstveni, tehnološki, finančni, socialni in okoljski podvigi. Sploh ko pride do tega, da izvoznica tako pomembnih surovin postane samo ena država. Zato je v nedavni zgodovini večkrat prišlo do mrzličnega raziskovanja novih potencialnih virov in nahajališč redkih zemelj. Več o tem po močno zasluženem komadu. Dejmo!
Poslušali ste izjavo doktorice Kathryn Goodenough, glavne geologinje Britanskega geološkega zavoda. Gostimo jo v današnji oddaji Frequenza della Scienza, posvečeni elementom redkih zemelj.
V izjavi smo slišali, da se je leta 2010 zgodila velika kriza v dostopnosti elementov redkih zemelj na trgu. Kitajska je omejila izvoz surovin iz rudnika Bayan Obo in leta 2011 so cene redkih zemelj na trgu močno poskočile. Dvig cen je povzročil mrzlično raziskovanje novih nahajališč redkih zemelj. Ponovno se je odprl rudnik Mountain Pass v Združenih državah Amerike, Avstralci so odprli rudnik redkih zemelj Mount Weld, ki še danes preskrbuje večino japonskih potreb po redkih zemljah. Aktivirale so se tudi države Jugovzhodne Azije, ki so začele po nizkih cenah izkoriščati nahajališča redkih zemelj v mineralnih peskih.
Obdobje po letu 2011 je bilo obdobje ogromnih investicij v raziskovanje redkih zemelj in veliko znanstvenikov je v stiski začelo izpostavljati pomembno in relativno nedotaknjeno zakladnico surovin, med drugim tudi redkih zemelj. To so območja globokih oceanov, ki so nam še danes bolj skrivnostna in slabše poznana kot površje naše Lune ali Marsa.
Čeprav smo ljudje do sedaj raziskali le majhen del globokih oceanov, je njihov rudni potencial poznan že desetletja. Za pojasnila o nastanku globokomorskih rudnih nahajališč sva avtorici za namen te oddaje kontaktirali veliko raziskovalcev in raziskovalk. To je zelo živahno in aktualno področje raziskav, vendar so v odzivih izpostavljali, da tematike ne morejo komentirati. Potopite se torej z nama na kilometrske globine, kjer vam bova poskušali s skupnimi močni razjasniti nastanek orudenj z redkimi zemljami na morskem dnu.
Najzanimivejša območja predstavljajo obsežne oceanske ravnice, prekrite s sferičnimi železo-manganovimi nodulami, in podmorska gorovja, ki jih preraščajo skorjaste tvorbe podobne sestave. Tako skorje kot nodule lahko vsebujejo znatno povišane deleže elementov redkih zemelj, ki za več sto razredov presegajo vrednosti najbogatejših kopenskih orudenj. Nodule, ki se pojavljajo na površini oceanskega sedimenta ali v njem, so sicer nekoliko manj rudonosne, toda ker niso pritrjene na podlago, so veliko ugodnejše za pridobivanje.
Železo-manganove tvorbe, bogate z redkimi zemljami, nastajajo s črpanjem raztopljenih elementov neposredno iz morske vode. Njihova rast je zato izredno počasna in ne presega nekaj milimetrov na milijon let. Za njihov nastanek morajo na morskem dnu vladati točno določeni pogoji, ki omogočajo dotok elementov in njihovo izločanje v dolgih časovnih obdobjih.
Katere elemente bodo nodule in skorje vgradile v svojo mineralno sestavo, je odvisno od sestave morske vode. Vsebnost redkih zemelj, raztopljenih v morski vodi, se povečuje z globino, zato so najbogatejša nahajališča hkrati tudi najgloblja in lahko ležijo do 7000 metrov pod morsko gladino.
Pridobivanje rud iz izjemnih globin danes ne predstavlja več tehnološkega izziva, v ospredje pa se preriva vse več ekoloških in okoljskih vprašanj. Orudena območja vsebujejo bajne količine prvin, pogoste v danes znanih tako imenovanih zelenih tehnologijah. Te tehnološko zanimive surovine imajo ugodno mineralno sestavo, kar omogoča pridobivanje z dokaj enostavnimi in cenovno ugodnimi postopki. Železo-manganove tvorbe prav tako ne vsebujejo radioaktivnih elementov, ki povzročajo številne preglavice v delujočih kopenskih rudiščih redkih zemelj. Poleg vsega velik del danes poznanih globokomorskih nahajališč ni v nacionalni lasti, temveč se nahaja v mednarodnih vodah, ki jih regulira Mednarodna agencija za morsko dno oziroma ISA.
Številnim prednostim navkljub bi proces rudarjenja prizadel ogromna območja oceanskega dna, ki že milijone let služi kot življenjski prostor mnogih organizmov. Globokomorski ekosistemi so zelo slabo poznani, vključno z njihovim odzivom na motnje v okolju, ki bi jih povzročili z globokomorskim rudarjenjem. Vsekakor pa vemo, da premeščanje in odvzemanje sedimenta ter morebitno spreminjanje nivojev kisika ne bi imelo ugodnih učinkov na obstoječe ekosisteme.
Ohranitev ekosistemov je danes eden glavnih argumentov naravovarstvenega gibanja v boju proti rudarjenju globokih oceanov. Obstaja namreč možnost, da globokomorsko rudarjenje postane realnost že v naslednjem desetletju. Zato je tudi opozarjanje nevladnih organizacij o pomanjkljivem znanju o morskih globinah vse glasnejše. Treba je izpostaviti, da večino trenutnih raziskav financirajo zasebna rudarska podjetja. Njihovi raziskovalni interesi tako le delno pokrijejo potrebo po proučevanju procesov na morskem dnu. Na ta način ustvarijo pomanjkanje v globljem poznavanju morskih ekosistemov in morebitnih okoljskih vplivov.
Oceani so poleg zagotavljanja življenjskega prostora ključnega pomena pri uravnavanju globalne klime. Do danes so tisti del Zemeljske oble, ki se ga je človek najmanj dotaknil. Vsak obsežnejši poseg v oceanski prostor predstavlja tveganje za nastanek nepovratnih sprememb, ki bi lahko imele mnogo hujše posledice, kot si sprva predstavljamo.
Toliko za zdaj o oceanih in morskem dnu. Na površje pridemo zadihat čez en komad.
Poslušate še zadnji del oddaje Frequenza della scienza znanstvene redakcije, tokrat govorimo o elementih redkih zemelj. Doslej smo pregledali nastanek nahajališč, bogatih z redkimi zemljami. Rekli smo nekaj tudi o ekonomsko zanimivih mineralnih surovinah, ki jih najdemo več 1000 metrov pod morsko gladino. Sedaj nas čaka še dogajanje na evropskih tleh.
Po krizi z oskrbo z elementi redkih zemelj leta 2011 se je odprlo veliko novih rudnikov. Sočasno se je izvedlo tudi veliko raziskovalnih ekspedicij na potencialnih nahajališčih. Na ta način so znanstvenice in raziskovalci identificirali veliko rudnih nahajališč ne zgolj na oceanskem dnu, temveč tudi v Evropi. Več o ekonomsko zanimivih nahajališčih elementov redkih zemelj na evropskih ozemljih nam pove doktorica Goodenough.
Preskrba z redkimi zemljami torej ni stvar dostopnosti, ker je teh surovin na svetu dovolj. Res je, da so viri razpršeni in je njihovo pridobivanje in predelava industrijsko in okoljsko zahtevna, pa vendar. Pravi problem redkih zemelj tiči v odvisnosti. Dejstvo je, da največje količine teh zaželenih surovin pridobivamo iz ene države – Kitajske. To je država, ki ni vedno pripravljena deliti svojih naravnih bogastev. S tem postane dostopnost do teh virov ne le logistični, ampak tudi geopolitični problem, kjer tisti, ki nadzorujejo vire, oblikujejo pogoje svetovne trgovine.
Za to je Evropska komisija izdala akt o kritičnih surovinah, kjer jasno poudarja pomen stabilnih dobavnih verig in zagotavljanje lastnih virov surovin, kjer je to mogoče. Kaj točno to pomeni z vidika bodočih rudnikov redkih zemelj na evropskih tleh?
Kot smo slišali, imamo v Evropi veliko rudnikov aluminija, kjer rudo pridobivajo iz boksita. To je kamnina, ki nastane s preperevanjem določene vrste kamnin in je zato lahko tudi bogat vir redkih zemelj. Ob predelavi aluminija nastajajo velike količine rdečega blata, ki vsebujejo ekonomsko pomembne količine redkih zemelj. Zakaj tega v Evropi ne izkoristimo?
Torej pridobivanje redkih zemelj v Evropi vsaj ta trenutek še ni dovolj finančno privlačno. Kljub vsem dilemam glede dostopnosti elementov redkih zemelj in želje po ustanovitvi lastne preskrbne verige ostaja evropski svét zavestno odvisen od dela ljudi in okoljskih bremen na neki drugi celini.
Omenili smo že akt Evropske komisije o kritičnih surovinah. Leta 2022 so v sklopu tega akta objavili drugo poglobljeno analizo strateških odvisnosti Evrope. Med področji, na katerih je Evropa vse bolj odvisna od tretjih držav, so izpostavili tudi redke zemlje. Dokument opozarja na tveganja, ki jih taka dobavna veriga predstavlja, in v ospredje postavlja priložnosti, ki bi zanašanje na tuje izvoznice omejilo.
Evropska unija je močno odvisna od uvoza, zlasti iz Kitajske, ki zaradi geopolitičnih napetosti in morebitnih trgovinskih sporov ni ravno najzanesljivejša gospodarska partnerka. Negotova oskrba lahko zaradi uporabnosti redkih zemelj v trajnih magnetih omeji evropske načrte za mobilnost, obnovljive vire energije, obrambo in raziskovanje vesolja.
Pomanjkanje raznolikosti dobaviteljev onemogoča vzpostavitev stabilne dobavne verige teh kritičnih kovin. Poleg tega Evropska komisija prepoznava okoljske in družbene posledice rudarjenja elementov redkih zemelj.
Priporočila, ki jih Evropska komisija navaja v dokumentu, se nanašajo predvsem na zmanjšanje uporabe redkih zemelj z iskanjem alternativnih materialov. Hkrati prepoznavajo pomen reciklaže, nekaj odstavkov namenijo omembi sodelovanja z novimi izvozniki, vendar na tej točki niso zares konkretni.
Kaj ta evrokratščina pomeni v jeziku smrtnikov? V Sloveniji imamo podjetje Magneti Ljubljana d.d., ki – v nekaterih primerih z Inštitutom Jožef Stefan – razvija pilotne projekte za recikliranje in zmanjšanje uporabe redkih zemelj v magnetih. Za to oddajo smo jih kontaktirali, vendar nismo prejeli nobenega odgovora, zato sledi povzetek njihovih projektov iz javno dostopnih informacij.
Za visokoenergijske magnete sta potrebna elementa disprozij in terbij, v omenjenem podjetju v sklopu projekta ROMEO iščejo načine, da bi količino teh dveh elementov omejili oziroma nadomestili. Prav tako imajo nekaj projektov, na primer DyScovery, kjer se osredotočajo na izdelovanje neodim-železo-borovih in samarij-kobaltovih magnetov iz recikliranih materialov. V podjetju Magneti Ljubljana d.d. so izdelali tudi pilotno linijo za reciklažo dvajsetih ton neodim-železo-borovih magnetov letno, omenjeni projekt pa naj bi trajal od leta 2019 dalje.
Na evropskih tleh je torej veliko govora o reciklaži magnetov, ki vsebujejo redke zemlje. Prav tako se govori o raziskavah, ki iščejo ustrezne alternativne nadomestke teh unikatnih kovin. Za zdaj na straneh Evropske komisije ni nobenih besedil, ki bi namigovala na odpiranje rudnikov redkih zemelj na evropskih tleh.
Vendar kot zaključi naša današnja sogovornica, doktorica Kathryn Goodenough, glavna geologinja na Britanskem geološkem zavodu, za potrebe Evrope je mineralnih surovin na evropskih tleh dovolj.
Resnično vprašanje torej ni, kako pridobiti več redkih zemelj. Vprašanje je, kako preoblikovati sistem, ki na mineralne surovine trenutno gleda skozi prizmo njihove »strateške« vrednosti za uveljavitev ekonomske in politične moči, in ne skozi prizmo globalne odgovornosti in pravičnosti.
Če je Evropa resnično zavezana pravičnemu in tako imenovanemu »zelenemu« razvoju, mora razgraditi logiko izkoriščanja okolja in ljudi, ki se skriva za neomejeno pravico kapitala do naravnih virov. Vprašanje dostopnosti pogosto vodi v večanje količine izkopa, ne da bi se soočili s temeljnimi vprašanji pravičnosti, porazdelitve bremen in odgovornosti za okoljske in socialne posledice.
Toliko o redkih zemljah, za danes. Upava, da ste med oddajo ugotovili, da te posebne kovine niso ne zemlje, ne redke. Vsekakor avtorici upava, da boste od danes v naravi sposobni prepoznati orudenje z redkimi zemljami, odprto pa seveda ostaja vprašanje, kaj bomo na evropskih tleh storili z dobavno verigo teh elementov.
Težke in lahke kupe redkih zemelj sva kidali, prebirali in pripravljali Luna in Lea. Z uredniško lopato naju je v ključnih trenutkih odkopaval Oskar. Da je kup zemlje štimal tudi po vseh zakonih lekture, je poskrbel Aleš.
Da pa ste lahko ta kup zemlje zadnjo uro blagozvočno poslušali, so poskrbeli Čeh in Tnik za mikrofonoma in Senile za reglerji.
Komentarji
Pozdravljeni. Včeraj sem z veseljem prisluhnil vaši oddaji o redkih zemljah. Primerno poljudno znanstveno, dobra bralca, cliffhangerji na pravih mestih...
Problem je bil v tem, da ste izjave angleške znanstvenice spustili v oddajo kar na suho, v angleščini, brez branega prevoda v slovenščino. Čeprav znam kar dobro angleško, mi je, tudi zaradi precej slabega zvočnega posnetka, marsikatera zanimiva razlaga tako ušla, oziroma je nisem dobro razumel. Predlagam vam, da oddajo, preden jo date na poslušanje v vašem arhivu, opremite s slovenščino.
Komentiraj