Mineraler I

Sällsynta jordämnen är ganska stort område som jag via olika källor kommit i kontakt med. Men jag finner det svårt att kartlägga och jag ska försöka hålla mig inom ramar som jag definitivt vet. Det här är ett typexempel på en bloggpost jag skulle uppskatta rättning på :-)

RSC har listat ett antal grundämnen som används i vanlig elektronik och gjort en karta över hur sällsynta eller överanvända dessa är. Artikeln är en god referens för hållbarhet i produktion och användning just nu, om man bortser från förhållanden under vilka jordämnena bryts (jämför konfliktjordämnen):

Periodiska systemet med sällsynthetsmarkeringar

Det finns ett grundämne som heter dysprosium. Dysprosium har i vissa kombinationer med andra grundämnen väldigt goda antiferromagnetiska egenskaper, det vill säga, den kan användas för att vrida magnetfält i ett sådant sätt att resistensen metallen som används för elektrisk transport blir så låg som möjligt (jämför goda ledaregenskaper i koppar). Detta kallas ”gigantisk magnetoresistens” och går att läsa om på Wikipedia och förmodligen också i alla möjliga specialiserade böcker om kondenserade material.

Dysprosium-terbium-järn-legeringar har den lägsta resistensen vid rumstemperatur av alla kända kemiska kombinationer. Det gör att dysprosium legeringar är mycket populära för datachip storlek mindre. Dysprosium är nu inte en särskilt tillgänglig metall. Atomvärdet är högt, och koncentrationen i jordskorpan är mycket ojämn. De största tillgängliga resurserna finns i Kina, och det är också i Kina som de flesta av världens sällsynta jordämnen bryts (tidigare bröts sällsynta jordämnen också i Kanada, USA och Australien, men det visade sig efter Kinas intåg på marknaden snabbt vara kostnadsineffektivt).

Ett annat grundämne som är väldigt vanligt i elektronik är neodymium. Neodymium har goda magnetiska egenskaper och används därför i i stort sett alla lagringsmedier. Neodymium är, ptja, ett ganska svårbrutet ämne. Neodymium kan användas för att göra mindre lagringsmedier mer effektiva. Hållbarheten vet jag inget om, men neodymium är tydligen mycket känsligt för syre och oxidering så jag är lur på hållbarhet.

Europium och terbium verkar användas i TV-skärmar och CRT-skärmar för att skapa rött resp. grönt ljus. Indium är en mycket vanlig komponent i LCD-skärmar, touchscreens och platt-TV-apparater. Ingen av dessa grundämnen är särskilt vanliga och brytningsprocessen oftast svår.

Under de senaste åren har Kina stått för ungefär 99,7% av världens brytning och export av sällsynta jordämnen. Därför är det, produceringsmässigt, ganska jobbigt när Kina plötsligt bestämmer sig för att minska exporten av grundämnena för att de behöver dessa för sin växande inhemska industri. Microchip, skärmar, tv-apparater, lagringsmedier. Vi pratar inte om småskalig påverkan på våra liv här. Många sällsynta metaller används också i bilbatterier, elbilar, elektroniska komponenter i bilar. Där rök GPS:en, musikspelaren och automatisk upprullning och nedrullning av bilrutorna. Om jag tidigare skrivit om elektronik i bilar och hur de lägger över riskfaktorer på allt annat än föraren (vilket jag fortfarande tycker är dåligt – jag vill inte att makten över bilarna ska hamna hos personer föraren inte kan hantera eller göra någonting åt. Detta må vara önskvärt om man sitter och superhackar som hobby på kvällarna, men alla superhackare där ute får faktiskt respektera att andra människor har andra fritidsintressen) verkar jag inte behöva oroa mig alltför mycket över det. Toyotas projekt för sällsynt jordämnes-oberoende bilar handlar om att få ett mindre beroende av sällsynta jordämnen, inte att utrota det helt. De är viktiga i miljövänliga teknologier som vindkraftverk, vilket ytterligare ökar vårt nuvarande beroende av metallerna.

Brytning av sällsynta jordämnen planeras nu att startas upp igen i USA, Kanada och ett kanadensiskt företag önskar också prospektera ett område söder om Jokkmokk som tydligen är rikt på pergamit.

Ett problem med jordämnena är förstås att vi inte varit tillräckligt bra på att återvinna jordämnen som finns i befintlig elektronik. Rättvis elektronik har till exempel skrivit om den bekymmersamma användningen av silver. Men det har heller inte varit nödvändigt att återvänna jordämnena eftersom billigt brytning i Kina skapat ett så stort inflöde att det inte varit kostnadseffektivt.

Så vitt jag förstår pågår mycket forskning just nu om hur man kan skapa alternativ till de vanliga legeringarnas och komponenternas egenskaper, men forskningen går, om något, långsamt och lär inte vara något industriellt tillämpbart på många år.

Historien är lång och knepig. Jag återkommer med mer information senare.

  1. Magnus
    januari 24, 2011 kl. 22:03

    LKAB studerar apatit och jordartsmetaller, inom Boliden sysslas det också med jordartsmetaller sedan länge.

  2. javax
    januari 24, 2011 kl. 22:16

    Det finns mkt att läsa inom REE om du vill gräva ned dig. Hittar inte den rapporten som jag tror US Army/Pentagon/dylikt producerade 2008/2009/2010 eller däromkring, men http://www.energy.gov/news/documents/criticalmaterialsstrategy.pdf och http://www.fas.org/sgp/crs/natsec/R41347.pdf går väl lite i liknande stil och är nyare.

    Sen här i Sverige utreder bla LKAB hur/om de ska utvinna REE från sina ”avfall” som de har lagrat sedan länge: http://www.industrinyheter.se/2011/01/lkab-tittar-p-anl-ggning-f-r-jordartsmetaller

    Flera japanska firmor säkrar sig genom att investera i gruvor i Indien: http://goo.gl/eYcW1

    Och som du säger så är Molycorp i USA på väg att starta upp sin gruva igen:

    http://www.businesswire.com/news/home/20110124006068/en/Molycorp-Announces-Approval-Phase-2-Expansion-Mountain
    http://goo.gl/6Y4Iu

    och som det det ser ut nu så verkar Lynas i Australien gå i drift nu under 2011

    http://goo.gl/XDMDX

    (Kina försökte köpa upp majoritet i bolaget förut – ledningen sa ja, men Australien förbjud uppköpet.)

    Även om det finns mkt substans kring REE så får jag lite bubbelvibbar utav sektorn i dagsläget (http://goo.gl/8Ib7N osv). Ungefär som uran-sektorn var för 4-5 år sedan: http://goo.gl/SDzab

  3. Mårten Fjällström
    januari 24, 2011 kl. 22:48

    Jag tror man ska skilja på tre saker här:

    A) Kinas roll som låglönegruvland.

    B) Sällsynta mineralers fördelning i jordskorpan.

    C) Sällsynta mineralers relativa braighet.

    D) Långsiktig tillgång till bra koncentrationer av praktiska mineraler.

    Vad jag menar är att Kina må ha 99,7% av marknaden så länge som de har rejält låga löner och glatt exporterar, men om de höjer lönerna eller använder dess mineraler själva, så hänger det på B och C om det leder till att andra gruvor öppnas eller om andra, något sämre mineraler används. Vad gäller vindkraft har jag förstått att tillverkarna har klart vilka alternativa mineraler de kommer använda och är inte oroliga. Men så länge Kina exporterar riktigt bra mineraler till riktigt låga priser finns det ingen anledning att använda något annat.

    Det bör inte distrahera från att vi har ett långsiktigt problem med att för lite återvinns, både för att det leder till mineraler dumpas där de gör skada och för att tillgången på bra mineraler är begränsad av geologi.

  4. Amelia Andersdotter
    januari 25, 2011 kl. 00:19

    Hm. Jo. Som javax säger öppnar många länder sina gruvor igen. Jag såg något om att Alaska planeras bli ett nytt mineralparadis. Som jag förstått det har också Ryssland ganska stora (lättutvunna) resurser vilket så klart är bra för deras ekonomi om de lyckas sätta upp ordentligt gruvdrift.

    Det ska finnas någon EU-rapport också från 2010 (eftersom vi alltid är lite segare här) som tar upp konsekvensen av för låg tillgång till mineral. Det är lite misslyckat att det verkar som att många gruvbolag i Sverige ägs av utom-europeiska aktörer eftersom det vore bra med mineralutvinning här (lägre priser+större tillgång för europeisk industri). Å andra sidan kanske vi skulle kunna använda det där vetenskaps- och forskningsavtalet vi har med Japan för att skaffa lite återvinningsutrustning.

    Jag tror att… som investeringsobjekt kan mineralsektorn säkert vara bubbelmässig, men jag tror nog inte att man ska investera pengar i den så mycket som vara medveten om hur den påverkar miljön där den bryts (vilket jag kommer återkomma till) och hur mycket resurserna faktiskt används i teknik vi inte ens tänker på innehåller så mycket svårtillgängliga metaller. Någon av länkarna jag refererar till berättar ju också att ”sällsynt” i det här fallet inte ska ses som ”finns inte så mycket av dem” utan snarare ”är väldigt svårt att utvinna ur den malm där den faktiskt finns”. Det gör också att jag känner mig orolig för hur lätt det kommer vara att separera jordämnena ur elektronik där de används – ungefär som Rättvis elektronik beskriver om silver-tillgångarna.

    Ska läsa länkarna inatt eller imorgon beroende på hur trött jag lyckas bli efter att Spanien-historien är över.

  5. januari 25, 2011 kl. 08:45

    Intressant och väldigt konkret sätt att kartlägga konfliktzoner i världen! :O)

  6. januari 29, 2011 kl. 09:38

    Varför skall vi behöva skövla vårt vackra paradis, planeten Jorden när alla mineraler, sällsynta jordämnen, metaller, och annat som det moderna samhället kan tänkas behöva finns i bl.a asteroidbältet mellan Mars och Jupiter?

    Det finns heller ingen anledning att kriga om ”krympande naturresurser” här på Jorden när de finns i oändliga mängder i rymden.

    Med den nya plasma-raketmotorn VASIMR kan man resa tur och retur till asterodbältet på fyra månader. Den/de som blir först med att idka gruvbrytning i asteroidbältet, kommer förmodligen bli världens första zillionjär/er. Alltså rik bortom fattningsförmåga. :-) EN NY GULDRUSH??

    http://www.nimade.info/vetenskap/2010/08/Vad-mineraltillgangar-finns-i-rymden.html

    VASIMR ser ut att bli den moderna versionen av ångmaskinen på ångbåtarna, som för 150 år sedan krympte avstånden och gjorde resor mellan kontinenterna här på Jorden till en vardag. Med VASIMR kommer vi att kunna göra motsvarande resor inom solystemet till en vardag.

    http://news.discovery.com/space/plasma-rocket-asteroid-mission.html
    VASIMR kommer att testas på den internationella rymdsstationen under 2012-2013.

  7. Amelia Andersdotter
    januari 29, 2011 kl. 15:28

    Som jag förstått de sällsynta jordämnena är det inte den allmänt låga förekomsten av dem som gör ”sällsynta” utan att de är så jäkligt svåra att extrahera ur malmen de sitter i. Oftast förekommer tydligen många sällsynta jordämnen på samma ställe, och gärna i områden som dessutom har radioaktivt material. Det är alltså mycket att tänka på när man ska bryta sällsynta jordämnen.

    Tillräckligt mycket för att jag inte förväntar mig att rymdbrytning kommer vara en hållbar lösning inom den närmsta framtiden.

  8. F.Wolf
    januari 29, 2011 kl. 18:08
  1. januari 24, 2011 kl. 21:05
  2. januari 25, 2011 kl. 04:34

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s

%d bloggare gillar detta: