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¿Puede recuperarse la industria de tierras raras de EE. UU.?
Los elementos de las tierras raras fueron desconocidos hasta el año pasado, cuando China, su principal productor, endureció las cuotas de exportación de los materiales. Los elementos de tierras raras se utilizan en una multitud de tecnologías, incluidos imanes para turbinas eólicas, baterías de automóviles híbridos, bombillas fluorescentes y discos duros.
Acelerando: La planta de separaciones en la mina Molycorp Mountain Pass en California. La empresa minera puede gastar 400 millones de dólares en expandir la producción.
China no es el único país con importantes reservas de estos valiosos materiales; de hecho, Estados Unidos fue su principal productor hasta la década de 1990, cuando los chinos empezaron a rebajar los costos de los estadounidenses. Ahora, las empresas de EE. UU. Y Australia están aumentando la producción en dos sitios ricos en tierras raras, pero el proceso llevará años. Pasar de las rocas a los metales puros y las aleaciones necesarias para la fabricación requiere varios pasos que las empresas estadounidenses ya no tienen la infraestructura o la propiedad intelectual para realizar.
Contrariamente a su nombre, los metales de tierras raras abundan en la corteza terrestre y las reservas importantes se concentran en los Estados Unidos, Australia, Brasil y otros países. Según el Servicio Geológico de EE. UU., Hay 13 millones de toneladas de tierras raras extraíbles en los Estados Unidos, 5,4 millones en Australia y 19 millones en Rusia y países vecinos. En 2009, China tenía 36 millones.
En las décadas de 1970 y 1980, la mina Mountain Pass en California produjo más del 70 por ciento del suministro mundial. Sin embargo, en 2009, no se produjo ninguno en los Estados Unidos, y será difícil, costoso y lento volver a hacerlo. Cuando se detiene la minería en este país, a medida que disminuye la inversión, también se exporta la experiencia en tecnologías de vanguardia, dice Carol Raulston, portavoz del Asociación Nacional de Minería . Investigador de tierras raras Karl Gschneidner del Laboratorio Nacional Ames en Iowa también ve una falta de lo que él llama infraestructura intelectual para el desarrollo de tecnología de tierras raras en los Estados Unidos.
Las dos minas que pronto aumentarán la producción son Mountain Pass, que está siendo desarrollada por Molycorp y la mina Mount Weld, que está siendo desarrollada por Lynas , en las afueras de Perth, Australia. Mountain Pass tiene el borde de haber sido ya establecido. Pero la empresa no puede utilizar los procesos utilizados en el apogeo de la mina: son económica y ambientalmente insostenibles.
Varios factores complican la purificación de las tierras raras. Primero, los 17 elementos tienden a ocurrir juntos en los mismos depósitos minerales, y debido a que tienen propiedades similares, es difícil separarlos entre sí. También tienden a ocurrir en depósitos con elementos radiactivos, particularmente torio y uranio. Esos elementos pueden convertirse en una amenaza si los relaves, el producto de desecho fangoso del primer paso para separar las tierras raras de las rocas en las que se encuentran, no se tratan adecuadamente.
Mountain Pass entró en declive en la década de 1990 cuando los productores chinos comenzaron a rebajar el precio de la mina al mismo tiempo que tenía problemas de seguridad con los relaves. Cuando la mina Mountain Pass estaba operando a plena capacidad, producía 850 galones de agua salada residual que contenía estos elementos radiactivos cada hora, todos los días del año. Los relaves fueron transportados por una tubería de 11 millas hasta estanques de evaporación. En 1998, Mountain Pass, que entonces era propiedad de una subsidiaria de la petrolera Unocal, tuvo un problema con las fugas de relaves cuando el oleoducto estalló; cuatro años después, el permiso de la empresa para almacenar los relaves caducó.
Mientras tanto, a lo largo de la década de 1990, las minas chinas explotaron su presencia en el mercado de tierras raras. Los chinos comenzaron a desenterrar los elementos como un subproducto de una mina de mineral de hierro llamada Bayan Obo en la parte norte del país; Obtener ambos productos del mismo sitio ayudó a mantener los precios bajos inicialmente. Y el país invirtió en investigación y desarrollo en torno al procesamiento de elementos de tierras raras, y finalmente abrió varias minas más pequeñas y luego alentó a los fabricantes que usan estos metales a establecer instalaciones en el país.
Mientras tanto, la demanda mundial de elementos de tierras raras ha ido en aumento. Este año la demanda fue de 125.000 toneladas; para 2015, se espera que crezca a 225.000 toneladas, y el portavoz de Molycorp, Jim Sims, señala que esta proyección no incluye la industria de turbinas eólicas, que se espera sea un mercado importante. Las turbinas eólicas de última generación, como las que se instalarán en el parque eólico más grande del mundo, una instalación de 845 megavatios en Oregón, utilizan imanes de tierras raras de alta eficiencia. Pueden tener una décima parte del tamaño y el peso de los imanes comparables, pero igualmente fuertes. Cada uno de estos imanes requiere una tonelada de tierras raras, dice Sims.
Molycorp renovó el permiso de minería de Mountain Pass y comenzó su propia investigación y desarrollo en 2004. Este año, utilizando roca extraída antes de que expirara un permiso anterior y las nuevas tecnologías de separación que ha desarrollado, la empresa venderá 3.000 toneladas de tierras raras. Para 2012, Molycorp espera producir 20.000 toneladas al año y, con los permisos de minería actuales, podría duplicar la capacidad a 40.000 toneladas. Sims también dice que la compañía producirá productos de tierras raras a la mitad del costo de los chinos en 2012. Según la compañía, estos ahorros serán posibles gracias a varios cambios, como la eliminación de la producción de agua salada residual. Molycorp utilizará un sistema de circuito cerrado, convirtiendo los desechos nuevamente en los ácidos y bases requeridos para la separación y eliminando la necesidad de comprar dichos químicos. La compañía también instalará una instalación de cogeneración de energía a gas natural en el lugar para reducir los costos de energía.
Pero Gschneidner de Ames Lab señala que una fuente importante de costos en el proceso de separación no se puede eliminar: el hecho de que simplemente lleva mucho tiempo. La roca molida se agita una y otra vez en una mezcla de solventes para separar los elementos por peso; Dependiendo de la pureza máxima que se requiera, esto debe hacerse de 10,000 a 100,000 veces. El resultado luego se vende como un concentrado o se trata para producir óxidos de metales de tierras raras.
Incluso si Molycorp logra reducir los costos de separación a la mitad, el siguiente paso en la producción puede causar un contratiempo. Los óxidos y concentrados de tierras raras tienen un mercado, por ejemplo, como catalizadores para la industria del petróleo, pero no pueden convertirse en imanes. Para hacer imanes, los óxidos de tierras raras primero deben convertirse en metales puros, un proceso que produce subproductos cáusticos y que se realiza únicamente en China en la actualidad. Sims dice que Molycorp está investigando caminos que son amigables con el medio ambiente y no están cubiertos por la propiedad intelectual de empresas extranjeras. A continuación, estos metales deben convertirse en aleaciones adecuadas para los imanes, otra capacidad que se concentra en el extranjero, principalmente en Japón y Alemania.
El objetivo de la empresa es controlar cada paso a lo largo de la cadena de suministro, a través de la producción de aleaciones y, finalmente, también de los imanes. Aquí, también, los EE. UU. Carecen de infraestructura y propiedad intelectual, por lo que Molycorp espera obtener licencias o comprar patentes sobre la fabricación de aleaciones, y fabricará imanes a través de una empresa conjunta con otra empresa.
Al salir a bolsa en julio, Molycorp recaudó $ 379 millones de los $ 511 millones que la compañía cree que se requieren para poner en marcha sus proyectos en 2012. Un proyecto de ley pendiente en el casa y el Senado ofrecería garantías de préstamos para Molycorp y otros inversores en minas de tierras raras. Y la compañía ha solicitado garantías de préstamos a través del Departamento de Energía de Estados Unidos, que dará una decisión final el próximo verano.