In maart 2012 hebben de EU, de VS en Japan gezamenlijk klachten ingediend bij de Wereldhandelsorganisatie (WTO), waarin werd gesteld dat China zich bezighield met oneerlijke praktijken met betrekking tot de export van zeldzame aardelementen (REE's). De REE's zijn een groep van 17 chemische elementen die kunnen worden gebruikt in een breed scala aan moderne technologieën, van smartphones tot televisies. In 2012 werd ongeveer 95% van de REE's in de wereld gewonnen in China, en de handelspartners van dat land waren verbolgen over wat zij beschouwden als China's uitbuiting van zijn monopolie, inclusief het opleggen van exportquota. In antwoord op de WTO-klachten beweerde China dat het de uitvoer beperkte, zodat de REE-industrie milieuschade kon herstellen die door jarenlange ongecontroleerde productie was veroorzaakt. Bovendien moest het land zijn eindige REE-middelen gebruiken om zijn eigen hightech-industrie te bevoorraden.
Unieke eigenschappen, hightech toepassingen.
Vanuit het oogpunt van een chemicus bestaan de REE's uit de lanthanoïde elementen - elk van de reeks van 15 opeenvolgende chemische elementen in het periodiek systeem van lanthaan tot lutetium - naast 2 elementen uit groep 3 van het periodiek systeem, scandium en yttrium. Vanwege hun elektronische structuren vertonen deze elementen unieke magnetische, optische en katalytische eigenschappen. In de praktijk worden ze meestal gecombineerd met andere elementen om zorgvuldig op maat gemaakte verbindingen en legeringen te vormen, die vervolgens voor specifieke toepassingen worden gebruikt. Tegen 2012 had het toenemende belang van deze applicaties een grotere vraag naar de onderliggende REE's en dus hun waarde. Voorbeelden van REE-toepassingen zijn:
-
Katalytische materialen, die chemische processen versnellen zonder in de processen zelf te worden verbruikt. Katalysatoren op basis van lanthaan en cerium worden bijvoorbeeld gebruikt bij de raffinage van ruwe olie. Op cerium gebaseerde katalysatoren zijn ook te vinden in de katalysatoren die in motorvoertuigen worden gebruikt om de uitstoot van verontreinigende stoffen te verminderen.
-
Magnetische materialen, die worden gebruikt in permanente magneten die in een grote verscheidenheid aan industriële en hightech-toepassingen voorkomen. Legeringen op basis van neodymium en samarium produceren de hoogste magnetische sterktes van alle bekende permanentmagneetmaterialen. Deze eigenschap zorgt voor de miniaturisatie van magnetische componenten en dus van apparaten die deze componenten bevatten, zoals mobiele telefoons en harde schijven. Het vermogen van deze materialen om te weerstaan aan demagnetisering door hitte en andere factoren betekent dat ze kunnen worden gebruikt in uitdagende bedrijfsomstandigheden, wat vooral belangrijk is in elektromotoren en generatoren.
-
Fosformaterialen die licht uitstralen na blootstelling aan elektronen of ultraviolette straling. Fosforbevattende europium, terbium en yttrium zijn bijzonder effectief in het produceren van zeer specifieke golflengten van licht terwijl ze efficiënt gebruik maken van elektriciteit. Fosformaterialen worden veel gebruikt in platte beeldschermen en televisies, mobiele telefoons, tabletcomputers en andere elektronica. Ze worden ook aangetroffen in compacte fluorescentielampen, die geleidelijk de minder efficiënte gloeilampen vervangen.
Magnetische en fosformaterialen krijgen een toenemende vraag als gevolg van hun gebruik in componenten en apparaten met betrekking tot "groene" of duurzame energie. De VS en andere landen hebben het als een topprioriteit beschouwd om de toegang tot REE's te beveiligen die worden gebruikt bij toekomstige grootschalige productie en gebruik van elektrische voertuigen, windturbines van de volgende generatie en energiezuinige apparaten.
Minerale bronnen.
Hoewel elke REE zijn eigen eigenschappen heeft, zijn de elementen als groep chemisch vergelijkbaar. Dientengevolge worden ze meestal samen in de natuur gevonden, gebonden binnen bepaalde specifieke mineralen die voorkomen in een beperkte verscheidenheid aan gesteentetypes. Door de chemische overeenkomsten van de groep is het voor fabrikanten, als ze eenmaal zijn gevonden en uit de grond zijn gegraven, een grote uitdaging om de afzonderlijke REE's van elkaar te scheiden. In de loop der jaren zijn er een aantal processen ontwikkeld om deze uitdaging aan te gaan. Oplosmiddelextractie is het voorkeursproces geworden, omdat het fabrikanten in staat stelt individuele zeldzame-aardeproducten te produceren met een relatief hoge zuiverheidsgraad.
Prominente REE-dragende mineralen die worden aangetroffen in ertsafzettingen zijn bastnaesiet, monaziet, lopariet, xenotime en laterietkleien. Onder de elementen zijn er groeperingen die belangrijk worden bij het overwegen van hun geologische voorkomen, verwerking en commerciële exploitatie. Lichte REE's (LREE's; lanthaan via neodymium) zijn in grotere hoeveelheden te vinden dan middelgrote REE's (MREE's; samarium door gadolinium) en zware REE's (HREE's; yttrium en terbium via lutetium), hoewel bijna alle REE's doorgaans in verschillende hoeveelheden voorkomen in elke minerale afzetting. De uitzonderingen zijn scandium, dat meestal los van de andere REE's wordt gevonden, en promethium, een onstabiel radioactief element dat alleen wordt geproduceerd door de splitsing van andere elementen en dus niet van nature voorkomt.
China domineerde de REE-productie in de jaren tachtig en in de jaren negentig was bijna alle productie elders in de wereld gestopt. China zou REE's tegen lage kosten kunnen produceren vanwege goedkope arbeidskrachten en weinig zorg voor de bestrijding en beperking van verontreiniging. Bovendien zouden producenten in Noord-China LREE's kunnen extraheren als bijproduct van de ijzerertswinning, waardoor de productiekosten nog verder worden verlaagd. Ten slotte werden in Zuid-China MREE's en HREE's (M / HREE's) ontdekt in de vorm van laterietkleien of ionenadsorptiekleien, een soort geologische formatie die mogelijk uniek is in de wereld. De aard van deze kleien maakte de gemakkelijke productie van M / HREE's mogelijk, ondanks het feit dat ze in relatief lage concentraties voorkomen en de ietwat primitieve middelen die aanvankelijk werden gebruikt om ze te exploiteren.
