Rare Earth Elements

Bayan Obo, Mongolia, China — exploração de REE.
Google: 41°46'22"N , 109°57'13"E

Metais dispersos: a próxima guerra tecnológica

World faces hi-tech crunch as China eyes ban on rare metal exports. By Ambrose Evans-Pritchard

Each Toyota Prius uses 25 pounds of rare earth elements.

Beijing is drawing up plans to prohibit or restrict exports of rare earth metals that are produced only in China and play a vital role in cutting edge technology, from hybrid cars and catalytic converters, to superconductors, and precision-guided weapons.

A draft report by China’s Ministry of Industry and Information Technology has called for a total ban on foreign shipments of terbium, dysprosium, yttrium, thulium, and lutetium. Other metals such as neodymium, europium, cerium, and lanthanum will be restricted to a combined export quota of 35,000 tonnes a year, far below global needs. — in Telegraph (24 Aug 2009).

As ligações carvão-gás-vapor, carvão-gás-electricidade e petróleo-gás-electricidade-química, caracterizam num plano decisivo e por vezes invisível ao comum dos mortais as três grandes revoluções que fizeram saltar a humanidade, ou pelo menos uma parte dela, das sociedades agrícolas e comerciais para a modernidade urbano-industrial, e desta para a pós-modernidade electrónico-consumista.

Estes paradigmas estão, porém, ameaçados pela devastação que causaram.

Por um lado, induziram uma expansão demográfica da espécie humana que compromete perigosamente os equilíbrios ecológicos e simbióticos da vida à face do planeta Terra. Por outro, estão a envelhecer de forma caricata e suicida as sociedades paradoxalmente mais ricas, tecnicamente mais evoluídas e melhor organizadas. Por fim, o prazo de validade destes paradigmas praticamente terminou, indexado que está ao esgotamento económico e físico dos principais recursos naturais que alimentaram as sociedades "modernas" e "contemporâneas" ao longo dos últimos 200 anos.

A actual crise económica e financeira global deverá prolongar-se ao longo de toda uma década, ou mais, com altos e baixos, num doloroso declinar do paradigma energético e produtivo dominante, apesar da busca frenética de saídas tecnológicas, e sobretudo especulativas. Uma das opções, insistentemente proposta, nomeadamente em Portugal, é a do chamado "choque tecnológico". Ou seja, para os optimistas da modernidade, tudo se vai resolver em breve com mais tecnologia, isto é: mais electrónica, mais "energias renováveis" (que reforçarão as anunciadas novas gerações de energia carbónica e nuclear), mais e melhor robótica, mais e mais sofisticadas e intensivas nano e bio tecnologias.

Sucede, no entanto, que este optimismo tem três inconvenientes fatais:

1. insiste num paradigma de desenvolvimento que depende intrinsecamente da exaustão rápida do sistema de vida integrado do planeta —crescimento contínuo da produção, do consumo e do desperdício, versus destruição sistemática do trabalho, i.e. do capital humano e das relações sociais em geral, num processo de autofagia civilizacional, conduzido pela lógica suicida do Capitalismo tardio;
2. desconhece aparentemente que a genética própria da tecnologia é a sua rápida obsolescência conduzida pelo factor de entropia chamado "informação" —quanto mais depender da novidade, mais curtos serão os ciclos de obsolescência dos produtos, das relações sociais e das formas culturais —e portanto, mais efémeros e menos intensos os esperados efeitos reprodutivos dos "choques tecnológicos" nas economias e no bem-estar das sociedades;
3. ignora que a próxima grande revolução, i.e. aquela que desde o início deste século tem vindo a arrancar aos soluços, depende afinal dum grupo de "terras raras", assinalado na Tabela Periódica, sob a designação de actinidos e lantanídios, conhecidos no seu conjunto pelo nome de metais-terrosos raros, metais ou elementos de transição, ou na formulação inglesa, rare earth elements (1): Lantânio (La); Cério (Ce); Praseodímio (Pr); Neodímio (Nd); Promécio (Pm); Samário (Sm); Európio (Eu); Gadolínio (Gd); Térbio (Tb); Disprósio (Dy); Hólmio (Ho); Érbio (Er); Túlio (Tm); Itérbio (Yb); Lutécio (Lu); Ítrio (Y)...

O que caracteriza de facto os elementos de transição da Tabela Periódica não é tanto a sua raridade —pois alguns deles são muitíssimos abundantes na crosta terrestre—, mas a sua dispersão, que faz com que, na prática, os locais conhecidos para a sua exploração mineira e química viável sejam tão escassos:

• Mountain Pass, Deserto Mojave, Califórnia/ Molycorp, Inc.
• Bayan Obo, Mongólia, China, e ainda Sul da China
• Olympic Dam, Austrália
• Kiruna, Suécia

e que, por outro lado, mais de 95% da exploração e processamento destas matérias primas essenciais para o desenvolvimento de boa parte das novas tecnologias actuais e prometidas tenha origem num único país: a China!

Não parece assim ousado dizer que o século 21 assenta em pés de barro, algures entre a Mongólia e o Sul da China. A decisão chinesa de tornar monopólios oficiais estritamente vigiados estes recursos demasiado escassos e caros, vem na linha da perspectiva estratégica que conduziu à formação da OPEP, e mais recentemente aos monopólios de Estado que vêm aumentando de variedade, número e dimensão em países como a África do Sul, a Austrália e o Brasil, entre outros.

Caminhamos rapidamente para uma nova lógica proteccionista global, como sempre centrada no monopólio dos recursos básicos da forma produtiva do momento. Não nos iludamos! O tempo corre contra o neoliberalismo em todas as frentes. Desta vez, não vai ser fácil repetir as velhas artimanhas do pau e da cenoura, ou da butter and guns. Os principais países detentores das matérias primas e recursos necessários aos actuais modelos económicos, tecnológicos e sociais de referência (protagonizados pelo Ocidente Europeu e Norte-Americano), são simultaneamente ricos em população e mão-de-obra barata, energia fóssil, recursos minerais e alimentos, ouro, moeda e activos financeiros, capacidade industrial e... investigação e desenvolvimento.

Deste novo cenário resulta uma recomendação óbvia e imediata ao meu País: precisamos de rever urgente e drasticamente a política nacional de recursos estratégicos — começando pela defesa política, económica, social e militar da Zona Económica Exclusiva Alargada portuguesa, e avançando sem demora sobre a política de recursos hídricos, energéticos, ambientais e de segurança alimentar. O desafio é imenso. Como tal, é uma oportunidade, antes de ser uma ameaça. Deixar esta tarefa aos políticos menores que actualmente assassinam o cerne da democracia é, porém, uma perigosa irresponsabilidade. Teremos, pelo contrário, que começar desde já a erguer um poderoso Movimento de Cidadania Estratégica, se quisermos preparar de facto Portugal para os tremendos desafios que este século nos reserva.



NOTAS

1. Rare Earth Elements—Critical Resources for High Technology
   
   High-technology and environmental applications of the rare earth elements (REE) have grown dramatically in diversity and importance over the past four decades. As many of these applications are highly specific, in that substitutes for the REE are inferior or unknown, the REE have acquired a level of technological significance much greater than expected from their relative obscurity. Although actually more abundant than many familiar industrial metals, the REE have much less tendency to become concentrated in exploitable ore deposits. Consequently, most of the world’s supply comes from only a few sources. The United States once was largely self-sufficient in REE, but in the past decade has become dependent upon imports from China.
   
   ...The diverse nuclear, metallurgical, chemical, catalytic, electrical, magnetic, and optical properties of the REE have led to an ever increasing variety of applications. These uses range from mundane (lighter flints, glass polishing) to high-tech (phosphors, lasers, magnets, batteries, magnetic refrigeration) to futuristic (high-temperature superconductivity, safe storage and transport of hydrogen for a post-hydrocarbon economy).
   
   Many applications of REE are characterized by high specificity and high unit value. For example, color cathode-ray tubes and liquid-crystal displays used in computer monitors and televisions employ europium as the red phosphor; no substitute is known. Owing to relatively low abundance and high demand, Eu is quite valuable—$250 to $1,700/kg (for Eu2O3) over the past decade.
   
   Fiber-optic telecommunication cables provide much greater bandwidth than the copper wires and cables they have largely replaced. Fiber-optic cables can transmit signals over long distances because they incorporate periodically spaced lengths of erbium-doped fiber that function as laser amplifiers. Er is used in these laser repeaters, despite its high cost (~$700/kg), because it alone possesses the required optical properties.
   
   Specificity is not limited to the more exotic REE, such as Eu or Er. Cerium, the most abundant and least expensive REE, has dozens of applications, some highly specific. For example, Ce oxide is uniquely suited as a polishing agent for glass. The polishing action of CeO2 depends on both its physical and chemical properties, including the two accessible oxidation states of cerium, Ce,3+ and Ce4+, in aqueous solution. Virtually all polished glass products, from ordinary mirrors and eyeglasses to precision lenses, are finished with CeO2.
   
   ...Environmental applications of REE have increased markedly over the past three decades. This trend will undoubtedly continue, given growing concerns about global warming and energy efficiency. Several REE are essential constituents of both petroleum fluid cracking catalysts and automotive pollution-control catalytic converters. Use of REE magnets reduces the weight of automobiles. Widespread adoption of new energy-efficient fluorescent lamps (using Y, La, Ce, Eu, Gd, and Tb) for institutional lighting could potentially achieve reductions in U.S. carbon dioxide emissions equivalent to removing one-third of the automobiles currently on the road.
   
   ... In 1999 and 2000, nearly all (more than 90%) of the separated REE used in the United States was imported either directly from China or from countries that imported their plant feed materials from China. The surprisingly rapid progression from self-sufficiency prior to about 1990 to nearly complete dependence on imports from a single country today involves a number of causative factors. These include much lower labor and regulatory costs in China than in the United States; continued expansion of electronics and other manufacturing in Asia; the favorable number, size, and HREE content of Chinese deposits; and the ongoing environmental and regulatory problems at Mountain Pass. China now dominates world REE markets, raising several important issues of REE supply for the United States:
   
   
   (1) The United States is in danger of losing its longstanding leadership in many areas of REE technology. Transfer of expertise in REE processing technology and REE applications from the United States and Europe to Asia has allowed China to develop a major REE industry, eclipsing all other countries in production of both ore and refined products. The Chinese Ministry of Science and Technology recently announced a new national basic research program. Among the first group of 15 high-priority projects to be funded was “Basic research in rare earth materials” (Science, Dec. 18, 1998, p. 2171).
   
   (2) United States dependence on imports from China comes at a time when REE have become increasingly important in defense applications, including jet fighter engines and other aircraft components, missile guidance systems, electronic countermeasures, underwater mine detection, antimissile defense, range finding, and space-based satellite power and communication systems.
   
   (3) Availability of Chinese REE to U.S. markets depends on continued stability in China’s internal politics and economy, and its relations to other countries.
   
   (4) Although the present low REE prices caused by abundant supply from China are stressing producers, particularly Mountain Pass, low prices will also stimulate development of new applications. For example, a recent chemistry text notes that “… for many years the main use of lutetium was the study of the behavior of lutetium …” Several promising applications for Lu are known, but most are precluded by high cost. If the price of Lu were to decrease from many thousand to a few thousand dollars per kilogram (fig. 3), additional high-technology applications of even this least abundant of the REE undoubtedly would follow. How large a role the United States will play in future expansion of REE technology and markets remains an important, but open, question.
   
   The rare earth elements are essential for a diverse and expanding array of high-technology applications, which constitute an important part of the industrial economy of the United States. Long-term shortage or unavailability of REE would force significant changes in many technological aspects of American society. Domestic REE sources, known and potential, may therefore become an increasingly important issue for scientists and policymakers in both the public and private sectors.
   
   -- in U.S. Geological Survey. Fact Sheet 087-02.
   

OAM 618 02-09-2009 19:58