Vzácne zeminy nie sú ani vzácne, ani zeminy. Čo vlastne sú a prečo sú tak žiadané?
Vzácne zeminy sa používajú v mnohých kritických priemyselných odvetviach a v poslednej dobe sa opäť stali horúcou politickou témou. Ale čo sa skrýva za pojmom „vzácne zeminy“? Sú naozaj také vzácne? A kde sa nachádzajú?
Máloktoré suroviny sú v súčasnosti tak často v správach ako vzácne zeminy. Len niekoľko krajín ich vlastní, ale všetky po nich túžia, čo z nich robí jablko sváru medzi veľmocami a kontinentmi. Súboj o tieto vyhľadávané suroviny zďaleka nekončí. Teraz sa všetky pohľady upierajú na Afriku.
Ale čo presne hľadajú Európa, Spojené štáty a Čína na tomto kontinente?
Čo sú vzácne zeminy?
Názov „vzácne zeminy“ je pravdepodobne jedným z najzavádzajúcejších pojmov. Tieto suroviny totiž nesúvisia so „zeminami“, ale väčšinou s pevnými kovmi. Pôvod tohto nedorozumenia siaha až k objaveniu týchto kovov. V 18. a 19. storočí vedci najprv objavili tieto suroviny v mineráloch a izolovali ich od oxidov, ktoré sa v minulosti nazývali „zeminy“. Iskru neskoršej túžby po nich zapálil švédsky dôstojník, amatérsky geológ a chemik Carl Axel Arrhenius, ktorý v roku 1787 objavil minerál gadolinit obsahujúci prvok gadolínium.
Počet prvkov vzácnych zemín sa do roku 1947 zvýšil na 17 prvkov: skandium (Sc), yttrium (Y), lantán (La), cérium (Ce), praseodým (Pr), neodým (Nd), prométium (Pm), samárium (Sm), európium (Eu), gadolínium (Gd), terbium (Tb), dysprózium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), túlium (Tm), ytterbium (Yb) a lutécium (Lu).
Týchto 17 kovov možno ďalej rozdeliť na ľahké a ťažké prvky vzácnych zemín. Lantán, cérium, praseodým, neodým a samárium sa často zaraďujú medzi ľahké vzácne zeminy.
Sú tieto prvky naozaj také vzácne?
Pokiaľ ide o ich vzácnosť, názory sa tiež líšia, pretože vzácne zeminy v podstate nie sú vzácne. Pokiaľ ide o ich celkovú hmotnosť, týchto 17 prvkov (s výnimkou rádioaktívneho prométia s krátkou životnosťou) je v zemskej kôre pomerne hojných.
Pre porovnanie: cérium, yttrium a neodým sa v zemskej kôre vyskytujú v rovnakých alebo väčších množstvách ako olovo, chróm, meď, nikel, zinok alebo cín. Dokonca aj túlium a lutécium, dva najvzácnejšie prvky vzácnych zemín (okrem prométia), sa vyskytujú v množstvách 200-krát väčších ako zlato alebo platina.
Problém, a teda aj pojem „vzácny“, je hlbší. Zriedkavé zeminy sú príliš rozptýlené a často sa nenachádzajú v koncentrovanom množstve, ktoré by bolo ekonomicky využiteľné. A keď sú koncentrované vo forme minerálov, ložiská sa zvyčajne nachádzajú na odľahlých miestach po celom svete, často hlboko pod zemským povrchom. Súvisí to s ich vznikom a dlhou geologickou históriou.
Ako vznikajú zriedkavé zeminy?
Kľúčovým bodom je vznik a rozpad superkontinentov, ako je Pangea. Ten vznikol pred približne 300 miliónmi rokov a následne sa rozpadol na sedem súčasných kontinentov. V priebehu histórie Zeme došlo k najmenej piatim takýmto veľkým cyklom superkontinentov, pričom tento proces sa pravdepodobne opakoval každých 500 miliónov rokov.
Keď sa kontinenty vzďaľujú v dôsledku tektoniky platní, vznikajú trhliny, tzv. riftové zóny. Odtiaľ magma s neobvykle vysokým obsahom prvkov vzácnych zemín stúpa do zemskej kôry, kde je buď vyvrhnutá na povrch sopkami, alebo vytvára ložiská v hĺbke.
V dôsledku tektoniky platní sa hlboko uložené ložiská môžu niekedy priblížiť k povrchu, hoci väčšina z nich sa v priebehu geologického času opäť ponorí do zemského plášťa. Iné ložiská môžu byť stále príliš hlboké na to, aby boli dosiahnuteľné súčasnými banskými technikami.
Kde sa nachádzajú vzácne zeminy?
Existuje pomerne malý počet známych ložísk, ktoré sú prístupné pre ťažbu a ekonomicky rentabilné. Najväčšie ložisko sa v súčasnosti nachádza v Číne, kde štyri bane, z ktorých najväčšou je baňa Bayan-Obo, aktívne ťažia vzácne zeminy.
Podľa americkej univerzity Tufts pochádza 70 % vzácnych zemín ťažených vo svete z bane Bayan-Obo, ktorej celkový objem rudy sa odhaduje na najmenej 333 miliónov ton. V tejto rude sú prvky vzácnych zemín viazané na oxidy a prítomné v malých množstvách. V prípade čínskej bane Bayan-Obo by podiel oxidov vzácnych zemín (skrátene OTR) podľa správy U.S. Geological Survey z roku 2025 dosiahol približne 44 miliónov ton.
Ťažené ložiská sa nachádzajú aj v Brazílii s 21 miliónmi ton OTR, v Indii s 6,9 miliónmi ton OTR, v Austrálii s 5,7 miliónmi ton OTR a v Rusku s 3,8 miliónmi ton OTR. Okrem toho Spojené štáty, Burundi, Nigéria a Madagaskar, ako aj Mjanmarsko, Malajzia, Thajsko a Vietnam ťažia malé množstvá vzácnych zemín.
Ďalšie objavené, ale zatiaľ nevyužité ložiská sa nachádzajú vo Švédsku s 1 až 2 miliónmi ton OTR, v Grónsku s 2,6 miliónmi ton OTR a v Nórsku s 8,8 miliónmi ton OTR. Okrem toho sú známe ložiská v Kanade, Mexiku, Fínsku, Rumunsku, Turecku, Maroku, Mauritánii, Egypte, Keni, Tanzánii, Malawi, Mozambiku, Namíbii, Južnej Afrike, Mongolsku, Severnej Kórei, na Ukrajine, ako aj v Tichom oceáne pri Japonsku a v Atlantickom oceáne pri Kanárskych ostrovoch.
Francúzsko disponuje skromnými ložiskami vzácnych zemín, hlavne v Bretónsku, Guyane a Francúzskej Polynézii, ale žiadne z nich sa v súčasnosti vo veľkom rozsahu nevyužíva kvôli nízkej koncentrácii a vysokým nákladom.
Kto ťaží tieto ložiská?
V podstate sa ťažbou vzácnych zemín zaoberajú banské podniky v príslušných krajinách, kde sa ložiská nachádzajú. Prvými veľkými ťažobnými krajinami boli Brazília, India a Južná Afrika, až kým ich v roku 1964 na dve desaťročia nenahradili Spojené štáty. V roku 1984 nakoniec začala čínska cesta k svetovému líderstvu v oblasti vzácnych zemín.
Na konci 90. rokov a na začiatku 21. storočia Čína zvýšila svoju produkciu a zaplavila svetový trh. Keďže ich ceny boli výrazne nižšie ako ceny iných baní, mnohí ťažobcovia po celom svete skrachovali. K tomu sa pridáva skutočnosť, že Čína dováža mnoho prvkov vzácnych zemín z iných krajín, ako je Mjanmarsko alebo africké štáty, s ktorými je táto ázijská svetová veľmoc politicky prepojená prostredníctvom dohôd. S cieľom prelomiť dominanciu Číny na trhu sa niektoré krajiny snažia opäť sprevádzkovať uzavreté ložiská alebo ťažiť nové zdroje.
Kde sa vzácne zeminy nachádzajú v našich každodenných predmetoch?
Oblasť použitia vzácnych zemín je mimoriadne rozmanitá, ale zameriava sa na moderné technológie. Tieto technológie siahajú od elektronických spotrebičov v domácnosti cez dopravné prostriedky až po zbrane a zariadenia na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov. Nasledujúci neúplný zoznam poskytuje prehľad o produktoch, ktoré obsahujú tieto vyhľadávané prvky:
Skandium: zliatiny v leteckom a kozmickom priemysle, svetelné zdroje, palivové články, pretekárske bicykle, rádiografická technológia, elektrolýza vody a značkovacie činidlo v ropných rafinériách.
Yttrium: lasery, katalyzátory, polovodiče, keramika ako zubné korunky a umelé kĺby, zliatiny, palivové články, zložky drahých kameňov, zapaľovacie sviečky, optické šošovky, lampy a LED, LCD a plazmové obrazovky, ako aj na výrobu plastov a elektrolýzu vody.
Lantán: sklo, zliatiny, supravodiče, svetelné zdroje, elektrolýza vody, batérie, filtre, optické šošovky a katalyzátory v ropných rafinériách.
Cérium: chemické oxidačné činidlo, katalyzátor, leštiaci prostriedok, žlté farbivá pre sklo a keramiku, batérie, filtre, sklá s UV ochranou, zapaľovače a povlaky pre lopatky turbín.
Praseodým: permanentné magnety, veterné turbíny, motory automobilov a lietadiel, reproduktory, slúchadlá, zliatiny, lasery, lampy, ako aj farbivá a prísady do skla.
Neodým: permanentné magnety v elektromotoroch a generátoroch, zariadenia MRI, zliatiny, vojenská technika, pevné disky, lasery, slúchadlá, kondenzátory, ochranné okuliare, fialové farbivá pre sklo a keramiku.
Prométium: jadrové batérie a luminiscenčné číslice, ako aj zdroj tepla v kozmických sondách a satelitoch.
Samárium: permanentné magnety v slúchadlách a pevných diskoch, polovodiče, lasery, kontrolné tyče jadrových reaktorov, všeobecné použitie v leteckom priemysle a medicíne.
Európium: červené a modré luminiscenčné látky v plazmových obrazovkách, elektronické meracie prístroje, lasery, lampy a kontrolné tyče v jadrových reaktoroch.
Gadolínium: permanentné magnety, lasery, röntgenové trubice, počítačové pamäte, magnetická rezonancia, zliatiny, katalyzátory, magnetické chladenie, detektory, substráty pre magnetooptické filmy, supravodiče, kontrastné látky pre MRI, palivové články a kontrolné tyče v jadrových reaktoroch.
Terbium: permanentné magnety, zelené luminofóry, polovodiče, katalyzátory, lasery, lampy, zliatiny, spotrebná elektronika, vojenská technika a palivové články.
Dysprózium: permanentné magnety vo veterných turbínach, lasery, zliatiny, pevné disky a kontrolné tyče v jadrových reaktoroch.
Holmium: lasery a permanentné magnety, ako aj v medicínskej technológii a sklárskom priemysle.
Erbium: infračervené lasery, farbivá pre sklo a keramiku, svetelné zdroje, vanádiová oceľ a optická vláknová technológia.
Túlium: prenosné röntgenové prístroje, bankovky, lampy, lasery a televízory.
Ytterbium: svetelné zdroje, katalyzátory, lasery, zliatiny, röntgenové prístroje, chemické redukčné činidlo a seizmické monitorovanie.
Lutécium: lasery, sklo, počítačové čipy, svetelné zdroje, katalyzátory a medicínska technológia.
Článok bol preložený z francúzskej edície Epoch Times.
Váš názor nám pomôže tvoriť lepší obsah. Ako sa vám páčil tento článok?