De 17 zilverwitte zeldzame aardmineralen zijn niet ongewoon in de aardkorst. Maar afzettingen die economisch levensvatbaar zijn, zijn moeilijker te vinden, en de echte zeldzaamheid zit in het complexe proces om ze te scheiden in de materialen die nodig zijn voor de productie van permanente magneten die in een reeks essentiële producten worden gebruikt.
China neemt ongeveer 60% van de wereldwijde productie van zeldzame aardmetalen voor zijn rekening, maar zijn aandeel stijgt tot 90% van de productie van verwerkte zeldzame aardmetalen en magneten.
Hieronder vindt u de complexe stappen die zeldzame aardmetalen moeten doorlopen om te eindigen als magneten die worden gebruikt in elektrische voertuigen en windturbines - de twee belangrijkste gebieden waar de vraag de komende jaren zal toenemen.
WINNEN
Erts wordt eerst uit een open of ondergrondse mijn gehaald, gebroken en naar een fabriek gebracht, meestal in de buurt van de mijn.
Het erts bevat een klein percentage zeldzame aardmetalen, maar andere mineralen worden verwijderd door flotatie, magnetische of elektrostatische bewerking om een gemengd zeldzaam aardmetalenconcentraat te produceren dat vaak 60% tot 70% zeldzame aardmetalen bevat.
Andere bewerkingen produceren een zeldzaam aardmetalenconcentraat als bijproduct van mijnafval of van andere metalen zoals mineraalzand of ijzererts.
RADIOACTIVITEIT
Bepaalde soorten erts, zoals monaziet, moeten nog een stap ondergaan om radioactief thorium of uranium uit het erts te verwijderen, vaak met behulp van zuur.
SEPARATIE
Een van de moeilijkste stappen is het van elkaar scheiden van de afzonderlijke zeldzame aardmetalen. Deze technologie werd voor het eerst ontwikkeld na de Tweede Wereldoorlog in onderzoekslaboratoria van de Amerikaanse overheid.
Scheiding kan worden bereikt met behulp van ionenuitwisselingstechnologie. Het kan ook worden gedaan met behulp van oplosmiddelen zoals ammoniak, zoutzuur en sulfaten, hoewel sommige van dergelijke chemicaliën giftige afvalstoffen produceren die kanker kunnen veroorzaken.
Zogenaamde lichte en zware zeldzame aardmetalen moeten verschillende scheidingscircuits doorlopen waar de afzonderlijke zeldzame aardmetalen worden gewonnen.
Er worden nieuwe, milieuvriendelijkere technologieën ontwikkeld, maar deze worden nog niet op grote schaal gebruikt.
METALEN/ALLOYS
Gescheiden zeldzame aardoxiden worden vervolgens door middel van elektrolyse omgezet in zeldzame aardmetalen.
De meest gebruikte permanente magneten combineren de zeldzame aardmetalen neodymium en praseodymium met ijzer en boor, die in een vacuüm-inductieoven tot een legering worden gebracht. Kleine hoeveelheden zeldzame aardmetalen dysprosium en terbium worden vaak toegevoegd om de magneet hittebestendiger te maken.
MAGNETTEN
De ingots van de legering worden afgebroken en in een stikstof- en argonatmosfeer tot micrometerpoeder gemalen. Dit poeder ondergaat een proces onder hoge temperatuur en druk dat "sinteren" wordt genoemd, voordat het tot magneten wordt geperst.
