Punane või sinine riik, liberaalne või liberaalne, ameeriklased jagavad sõltuvust Hiinast imporditud haruldaste muldmetallide elementidest.
Sellised rohelised tehnoloogiad nagu elektriautod, tuuleturbiinid, päikesepaneelid ja päevavalguslambid toetuvad haruldaste muldmetallide metallidele. Sõjavägi sõltub juhitavate raketisüsteemide, satelliitide ja mehitamata droonide haruldastest muldmetallidest. NASA kosmoselaev kannab Marsile ja kosmosesse võimsaid haruldaste muldmetallide magneteid. Magnetid miniatuurselt vähendasid ka iPade, arvuteid ja kõrgtehnoloogilisi kõrvaklappe.
Hiina kontrollib 95 protsenti maailma haruldaste muldmetallide tarnest. Selle monopoli võti pole haruldaste muldmetallide leiukohtade arvukus, vaid selle teadmised maagi oksiidideks ja puhtaks metalliks töötlemisel. Maak kannab tavaliselt uraani ja tooriumit, mis on planeedi kõige radioaktiivsem element, ja metalli kaevandamine on tavaliselt pikk mitmeastmeline protsess, mis hõlmab toksilisi kemikaale.
"Me teame, kus maardlad asuvad. Nende oma iPhone'i jõudmine pole sirge ega lihtne protsess," ütles Denveris asuva USA geoloogiakeskuse (USGS) geoloog Brad Van Gosen.
Mõni aasta tagasi näitas Hiina oma võimu ja katkestas haruldaste muldmetallide tarnimise. See samm saatis USA ja muud riigid rüselema, et lõpetada nende sõltuvus Hiinast. Hinnad tõusid, tõmmates uusi investoreid ja kaevandusettevõtteid haruldaste muldmetallide turule. Nüüd on USA-l üks uus kaevandus peaaegu valmis ja veel kaks loa saamisetappi. Kuid eksperdid väidavad, et Hiina haruldaste muldmetallide reeglistiku vältimisel ei ole uued miinid, vaid ekspertide ja infrastruktuuri taastamine peenmetallide töötlemiseks.
Hinnasõda
2010. aastal tõstis Hiina haruldaste muldmetallide elementide maksumust, kui hakkas eksporti piirama ja välismaistele ettevõtetele kõrgemaid hindu nõudma. Hinnamull tekitas Hiina kontrolli alt pääsemiseks ülemaailmse meeletuse. Äsja avati Malaisias uus Austraalia omanduses olev töötlemisettevõte. Teised on kavas Kanadas, Euroopas ja Aafrikas. Mitmed ettevõtted üritavad ka Ameerika haruldaste muldmetallide tarnimist välja töötada, mõned saavad seda kaitseministeeriumi toel.
"Haruldased muldmetallid on väga suures osas strateegilised metallid ja eriti kaitsetööstuse jaoks strateegilise tähtsusega," ütles Alaskas Fairbanksis asuva Avalon Development Corp. president Curt Freeman. "Kongressis ja kaitseministeeriumis on vaikne tunne," ütles ta.
Ameerika Ühendriikides taasavati 2010. aastal California Mountain Passi kaevandus, mis peaks eeldatavasti tootma kergeid haruldaste muldmetallide elemente sel aastal. Kaevandus oli kunagi maailma suurim haruldaste muldmetallide tootja, kuid suleti 2002. aastal keskkonnaprobleemide ja langevate hindade tõttu. Veel üks miin on Wyomingis välja pakutud Kanada ettevõtte Rare Element Resources poolt, kuid see on kohalike elanike vastuseis.
Alaska uusim ressurss
Üks suurimaid haruldaste muldmetallide hasartmänge on Alaska Bokani mäel. Pärast uraani kaevandamist sisaldab Walesi printsi saarel asuv graniidipiik raskesti leitavate raskete haruldaste muldmetallide rikaste veenide veeni. Projekti toetavad Alaska seadusandjad ja läheduses olevad kogukonnad. Kanada ettevõte plaanib maagi kaevandada ja muuta see oksiidideks eritellimusel ehitatud töötlemisettevõttes. Selles peitub väljakutse.
Vaatamata nimele on haruldased muldmetallid maakoores tegelikult levinud, ehkki madala kontsentratsiooniga. Moniker on pidurdus 19. sajandist, kui teadlased avastasid veidralt nimetatud elemendid harva leiduvatest mineraalidest. 17 elemendil on tihe afiinsus, sarnaste keemiliste omaduste ja aatommassiga. Bokani mägi on üks vähestest täppidest Maal, kus leidub raskete haruldaste muldmetallide elemente, millel on suurem aatomikaal. See on eriti kõrgendatud ütriumis, mis ilmub kõigis alates kuupmeetri tsirkooniumoksiidi ja autode saasteanduritest kuni laserite, rakettide ja reaktiivmootoriteni.
Kuna haruldased muldmetallid on sageli kõik ühes kivis segatud, nõuab raskete haruldaste muldmetallide eraldamine kõigepealt kõige kergemaid. Tavaliselt tehakse seda rea keemiliste paakide ja lahustitega. Lisaks on olemas radioaktiivne uraan, millest vabaneda. Kuid kaevanduse omaniku Ucore sõnul on sellel uus tahke kaevandamise tehnoloogia, mis lihtsustab seda protsessi oluliselt. Ucore väitel tugineb tehnika lisandite eemaldamiseks ja raskete haruldaste muldmetallide kontsentreerimiseks oksiidideks nanotehnoloogial. Kaitseministeerium rahastas Ucoresi maagi kaevandamise uuringuid lepinguga 2012. aasta oktoobris.
Kulukas väljaastumine
"Mida keerukamaks me seda vaatame, muutub see üha keerukamaks," sõnas Van Gosen.
Metallitööstuse konsultant Gareth Hatch märgib, et töötlemine on haruldaste muldmetallide kaevandusettevõtete suurim takistus.
"Töötlemine on peamine väljakutse nende maardlate jaoks, mis on eriti kaldu keskmiste ja raskete haruldaste muldmetallide poole, kuna neil on mõni ebaharilik mineraal, mida pole varem töödeldud," ütles Hatch, Technology Metals Researchi asutaja. Hatch aitab arendada Kanadas haruldaste muldmetallide töötlemise ettevõtet.
USGSil on mitu käimasolevat projekti, kus uuritakse Bokani mäe geoloogiat, et mineraalide väljanägemist paremini mõista.
"Idee on välja töötada põhimõtteline arusaam sellest, kuidas need maardlad saavad alguse just maakoorest, ja kasutada seda ressursside otsimiseks, mida USA avalikkus vajab," ütles Anchorage'is asuv USGS-i geoloog Susan Karl.
Ucore juhatuse liige Jaroslav Dostal, Nova Scotia Halifaxi Püha Maarja ülikooli emeriitprofessor, oli Bokani mäe uuringu juhtiv autor. Uuringut rahastanud grandiprogramm, USGSi maavarade välisuuringute programm, on varem erasektorile ja välismaistele abisaajatele projekte andnud.
Investeerimine töötlemisse
USGSil on ka projekte, milles uuritakse teiste haruldaste muldmetallide leiukohtade geoloogiat. Alates 2010. aastast on esindajatekoda võtnud kasutusele õigusaktid kaevandamiseeskirjade piiramiseks ning haruldaste muldmetallide teadusuuringute ja arendustegevuse rahastamiseks, mis pole senatini veel läbinud. Haruldaste muldmetallide ringlussevõtt, mis pole alati kõrgtehnoloogiliste tööriistade abil võimalik, on veel üks viis, kuidas vähendada sõltuvust Hiina tarnimisest. Selle aasta alguses soovitas kaitseministeerium varuda kriitiliste haruldaste muldmetallide kriitilisi elemente 120 miljoni dollariga. Kuid tööstuse eksperdid väidavad, et raha kulutataks paremini Ameerika teadmiste ja infrastruktuuri ehitamiseks haruldaste muldmetallide töötlemisel.
"Täieliku võimsuse osas on Molycorpil küll kerge haruldaste muldmetallide eraldusrajatis, kuid peale selle pole Põhja-Ameerikas tegelikult midagi," ütles tööstuse konsultant Hatch.
"Võimalus töödelda ja muundada mineraalidest ühendeid, mis lähevad kõrgtehnoloogilistesse seadmetesse, on peamine kitsaskoht mitte ainult USA-s, vaid ka kogu maailmas," sõnas ta.
Saatke Becky Oskinile e-kiri või jälgige teda @beckyoskin. Jälgige meid @livescience, Facebook ja Google+. Algne artikkel teemal LiveScience.com.
