Caixa de fatos: A complexidade de transformar terras raras de minas em ímãs

Um operador de carregadeira de rodas enche um caminhão com minério na mina de terras raras da MP Materials em Mountain Pass, Califórnia, EUA, 30 de janeiro de 2020. REUTERS/Steve Marcus/Foto de arquivo

2 de agosto (Reuters) - A MP Materials (MP.N) e outras empresas ocidentais estão buscando desenvolver suprimentos de terras raras processadas necessárias para a revolução da energia verde em um setor dominado pela China.

Os 17 minerais de terras raras branco-prateados não são incomuns na crosta terrestre. Mas os depósitos que são economicamente viáveis ​​são mais difíceis de encontrar, e a verdadeira raridade reside no complexo processo de separá-los nos materiais necessários para produzir ímanes permanentes utilizados numa gama de produtos críticos.

A China é responsável por cerca de 60% da produção global de minas de terras raras, mas a sua quota salta para 85%-90% da produção de terras raras processadas e de ímanes.

Existem apenas cinco refinarias de terras raras não chinesas em operação, construção ou recomissionamento, de acordo com a Goldman Sachs.

Abaixo estão as etapas complexas que as terras raras devem seguir para acabarem como ímãs usados ​​em veículos elétricos e turbinas eólicas – as duas principais áreas que impulsionam a demanda nos próximos anos.

O minério é primeiro extraído de uma mina a céu aberto ou subterrânea, triturado e transportado para uma usina, geralmente próxima ao local da mina.

O minério contém uma pequena porcentagem de terras raras, mas outros minerais são removidos por flotação, processamento magnético ou eletrostático para produzir um concentrado misto de terras raras que geralmente contém de 60% a 70% de terras raras.

Outras operações produzem um concentrado de terras raras como subproduto de resíduos de mineração ou de outros metais, como areias minerais ou minério de ferro.

Certos tipos de minério, como a monazita, precisam passar por outra etapa para remover o tório radioativo ou o urânio do minério, geralmente usando ácido.

Uma das etapas mais difíceis é separar as terras raras individuais umas das outras. A tecnologia foi desenvolvida pela primeira vez após a Segunda Guerra Mundial em laboratórios de pesquisa do governo dos EUA.

A separação pode ser realizada usando tecnologia de troca iônica. Também pode ser feito utilizando solventes como amônia, ácido clorídrico e sulfatos, embora alguns desses produtos químicos produzam resíduos tóxicos que podem causar câncer.

As chamadas terras raras leves e pesadas devem passar por diferentes circuitos de separação onde as terras raras individuais são extraídas.

Estão a ser desenvolvidas novas tecnologias mais ecológicas, mas ainda não são amplamente utilizadas.

Óxidos ou carbonatos de terras raras separados são então refinados em metais de terras raras.

Os ímãs permanentes mais utilizados combinam terras raras, neodímio e praseodímio, juntamente com ferro e boro, que são colocados em um forno de indução a vácuo para formar uma liga. Pequenas quantidades de disprósio e térbio de terras raras são frequentemente adicionadas para criar mais resistência ao calor no ímã.

Os lingotes de liga são quebrados e moídos a jato em atmosfera de nitrogênio e argônio até formar um pó do tamanho de um mícron, que passa por um processo de alta temperatura e pressão chamado "sinterização" antes de ser prensado em ímãs.

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