-->

Δευτέρα, 27 Οκτωβρίου 2014

Οι πέντε αλήθειες για τις Σπάνιες Γαίες (I)

[Του Δρ. Τζεφέρη Πέτρου*][by Tzeferis Petros]

1. Οι σπάνιες γαίες (ΣΓ) δεν είναι καθόλου σπάνιες. Το θούλιο (Tm) και το λουτέτσιο (Lu) που είναι τα σπανιότερα μέταλλα από αυτές, είναι 200 φορές περισσότερο άφθονα από τον χρυσό στο στερεό φλοιό της γης. Ωστόσο, εκείνο που χαρακτηρίζεται ως πραγματικά σπάνιο γεγονός, είναι τα μέταλλα αυτά να ανιχνευτούν μέσα στα αντίστοιχα ορυκτά σε συγκεντρώσεις αρκετά υψηλές ώστε να δικαιολογείται η εξόρυξή τους με οικονομικό αλλά και περιβαλλοντικά ασφαλή τρόπο. Συνεπώς η σπανιότητά τους ή καλύτερα η περιορισμένη προσφορά τους στην αγορά, είναι αποτέλεσμα ενός συνδυασμού οικονομικών αλλά και περιβαλλοντικών λόγων.

2. Είναι απαραίτητες οι σπάνιες γαίες για τον Πολιτισμό μας; Ναι, αν θέλουμε να συνεχίζουμε την διαβίωσή μας με τον καταναλωτικό τρόπο που έχουμε διαχρονικά επιλέξει χρησιμοποιώντας “hi-tech” καλούδια αλλά και υβριδικά αυτοκίνητα, ανεμογεννήτριες και πολλές σύγχρονες ιατρικές εφαρμογές που στηρίζονται στα μέταλλα των ΣΓ. Για παράδειγμα, οι Μαγνήτες ΣΓ έχουν βελτιώσει τις ιδιότητες των μαγνητών σε τέτοιο βαθμό ώστε σήμερα χρησιμοποιούνται σε πάρα πολλές εφαρμογές από παιδικά μαγνητικά παιχνίδια, κινητά, i-pad κλπ. μέχρι τις τουρμπίνες ανεμογεννητριών. Πράγματι, η προσθήκη νεοδυμίου (Nd) σε έναν κοινό μαγνήτη τον κάνει 10 φορές ισχυρότερο (μαγνήτης NdFeB), ενώ η προσθήκη δυσπροσίου (Dy) και σαμαρίου (Sm) τους δίνει ακόμη πιο εξειδικευμένες δυνατότητες πχ. αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, διευρύνoντας έτσι σημαντικά το πεδίο εφαρμογής τους. Το λεπτό και κομψό νέο iPad που λανσάρεται στις αγορά αυτές τις μέρες με τιμή που ξεκινά από 500 δολάρια, είναι «πλήρες» σπανίων γαιών, στο βαθμό που κάποιοι αναρωτιούνται αν θα έπρεπε να κατασκευάζεται εξολοκλήρου στην Κίνα! 

3. Είναι περιβαλλοντικά ασύμφορη η εξόρυξη και επεξεργασία σπανίων γαιών; Είναι αλήθεια ότι ορισμένα «κοιτάσματα» ΣΓ περιέχουν σημαντικές συγκεντρώσεις θορίου (Th) και άλλων ραδιενεργών στοιχείων, των οποίων η περιβαλλοντική διαχείριση έχει ειδικές απαιτήσεις αδειοδότησης (τουλάχιστον στην Β. Αμερική και την ΕΕ) ενώ ταυτόχρονα είναι ιδιαίτερα δαπανηρή. Συνεπώς στην περίπτωση αυτή θα πρέπει για την εξόρυξη να εξετάζεται –υπό προϋποθέσεις- και η μηδενική λύση. Είναι επίσης αλήθεια ότι ο εν συνεχεία διαχωρισμός και ανάκτηση των μετάλλων ΣΓ (εμπλουτισμός, μεταλλουργία) προϋποθέτει την χρήση χημικών ουσιών που είναι εν δυνάμει αέριοι ή υγροί ρυπαντές, στην περίπτωση που δεν ακολουθηθούν με σχολαστικότητα τα δέοντα περιβαλλοντικά πρωτόκολλα. Kι εδώ πρέπει να ξεχωρίσουμε εξαρχής την χρήση ενός μετάλλου ΣΓ που μπορεί να καταστεί επωφελής για το περιβάλλον (πχ. χρήση La στα υβριδικά ΙΧ, χρήση Nd στις ΑΠΕ κλπ.) από την τεχνολογία παραγωγής του η οποία αντιθέτως και υπό προϋποθέσεις μπορεί να είναι ιδιαίτερα επισφαλής για το περιβάλλον!

Για παράδειγμα, ο μοναζίτης (monazite, ((Ce, La, Th, Nd, Y)PO4)) είναι φωσφορικό ορυκτό των ΣΓ που εκτός από το ελληνικό όνομα συχνά είναι ραδιενεργός λόγω περιεκτικότητας σε θόριο. Αυτό μπορεί να προκαλέσει περιβαλλοντικά προβλήματα κατά την εξόρυξη. Το Bayan-Obo, το μεγαλύτερο «κοίτασμα» ΣΓ του κόσμου που βρίσκεται στην Εσωτερική Μογγολία της Κίνας (διαθέτει περισσότερα από 40 εκατ. τόνους REE ορυκτών και μετά από 40 και πλέον χρόνια εξόρυξης έχει αποληφθεί μόλις το 35%) περιέχει μοναζίτη-μπαστναζίτη (Bastnasite, ((Ce, La, Y)CO3F)) και ελαφρές γαίες δημητρίου (Ce), υττρίου (Y) και λανθανίου (La). Ωστόσο, περιέχει και θόριο (Th) το οποίο ανιχνεύεται στα απορρίμματα (tailings) της εκμετάλλευσης, δημιουργώντας εστίες μόλυνσης του εδάφους και των νερών στην ευρύτερη περιοχή Baotou.