BHP Billiton estima que 140 millones de vehículos eléctricos estarán en las carreteras para 2035, frente a los 6 millones a fines de 2020. Un cambio masivo hacia los vehículos eléctricos y las energías renovables generará una demanda increíble de los metales de tierras raras necesarios para fabricar baterías. Sin embargo, se les llama raros por una razón …
El concepto no tiene nada que ver con su presencia general en el planeta; este es un error común. Pero la alta dispersión sobre la superficie terrestre y la baja concentración en un solo lugar dificulta el acceso a los elementos para la producción industrial. China es el líder absoluto en términos de reservas: su participación es del 80% al 95%, según el elemento. Al mismo tiempo, por tercer año consecutivo, el país está reduciendo la exportación de metales de tierras raras debido al crecimiento del consumo dentro del país y la regulación administrativa de la industria. En tal situación, un déficit es simplemente inevitable. El monopolio del Imperio Celeste preocupa a los estadounidenses y europeos, que proclaman un rumbo hacia la “energía verde”, y les hace buscar fuentes alternativas.
El mercado de metales de tierras raras está creciendo en un 6-10% en volumen debido a la introducción de energía solar y eólica, así como a la creciente demanda de automóviles eléctricos, cuyas baterías no solo contienen litio. Por ejemplo, el Toyota Prius solo contiene alrededor de 10 kg de lantano. El imán de una gran turbina eólica contiene al menos 260 kg de neodimio.
Los expertos llaman a la situación como “la fiebre del oro”, comparándola con las minas de Klondike o California. Es cierto que a los buscadores les bastaba con tener una pala y una bandeja y, en el caso de los metales de tierras raras, millones de dólares para producir la minería. Según The Financial Times Limited, los productores de litio han atraído más de $ 2 mil millones de inversores solo en los últimos meses para expandir su negocio.
En busca de depósitos, los fondos marinos son de creciente interés. Estamos hablando de la extracción de metales en aguas profundas necesaria para la transferencia de energía de las concreciones: formaciones minerales esféricas.
Su formación se produce como resultado de la unión de sustancias químicas a las “semillas” que activan este proceso, que pueden ser residuos orgánicos o acumulaciones de minerales de diferente composición. El tamaño varía desde unos pocos milímetros hasta decenas de centímetros, algunos ejemplares pueden superar el metro de diámetro.
Gracias a su estructura y composición únicas, las concreciones tienen buenas propiedades absorbentes. Esto les permite absorber los elementos útiles circundantes. Las rocas sedimentarias a menudo contienen muestras ricas en pirita, marcasita, sílice (cuarzo, calcedonia, pedernal), carbonatos y fosforitas. Sin embargo, las concreciones de ferromanganeso y las costras ricas en cobalto son de interés científico e industrial. Los agregados se forman en grandes cantidades en el fondo del océano y se consideran una fuente de materia prima prometedora del futuro.
“Este es un nuevo petróleo. Contiene todo lo necesario para crear baterías para vehículos eléctricos. La gente está empezando a darse cuenta de que la transición verde será muy intensiva en metales. Si no es posible extraer metales de concreciones polimetálicas, ¿dónde más podemos conseguirlas y a qué precio?”- cuestiona el director general de la empresa canadiense DeepGreen Metals Gerard Barron.
La compañía tiene licencia para la minería en aguas profundas en un área del Océano Pacífico y podría convertirse en la pionera de la industria. Junto con su subsidiaria NORI (Nauru Ocean Resources Inc.), espera comenzar la extracción comercial de сoncreciones a partir de 2024, cuando la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos apruebe las Reglas para su desarrollo y emita el permiso de trabajo final.
| La Autoridad Internacional de los Fondos Marinos es una organización auspiciada por las Naciones Unidas, a través de la cual 167 estados miembros organizan y controlan actividades en relación con los recursos minerales del fondo marino en la zona internacional más allá de la jurisdicción nacional. En 2002, la Autoridad aprobó el Reglamento para la prospección y exploración de concreciones polimetálicos. |
El día de hoy, el volumen mundial de concreciones de ferromanganeso se estima en 75 mil millones de toneladas de materia seca. El 60% de ellos son hierro y manganeso, el 40% restante son metales ferrosos, no ferrosos y de tierras raras en diversas proporciones. Como se dice, “toda la tabla periódica”.
“El tema fundamental es la composición, que puede variar mucho según la ubicación. Entonces, en el Océano Pacífico hay depósitos donde prácticamente no hay inclusiones de metales no ferrosos y preciosos en las concreciones, pero los metales de las tierras raras están presentes, aunque en bajas concentraciones, literalmente centésimas de uno por ciento. También tenemos concreciones en el Golfo de Finlandia. Sin embargo, aquí la situación es contraria, no se puede hablar de litio o cerio, pero hay níquel y cobalto”, dijo Maria Sulimova, investigadora del Museo de la Minería.
En nuestro país, los metales de tierras raras se extraen en la región de Murmansk en la planta de minería y procesamiento de Lovozersky. Al mismo tiempo, Rusia posee una vasta área de la provincia del Pacífico de Clarion-Clipperton, que es rica en concreciones de ferromanganeso. Como se sabe, las reservas de los continentes están agotándose gradualmente. El hecho de que la concentración y masa de metales no ferrosos y metales de tierras raras bajo el agua es varias veces mayor que las reservas superficiales, es la razón principal del desarrollo de tecnologías para la exploración y extracción de minerales sólidos en aguas profundas.
“El día de hoy, no existen tecnologías y equipamiento aprobados capaces de recolectar las concreciones a una profundidad de 3500-5000 metros al mismo tiempo obtener ganancias de esto. Por lo tanto, actualmente, las concreciones de ferromanganeso son más bien objeto de investigación científica. Antes de obtenerlos, es necesario estudiar en detalle y describir su composición, así como desarrollar los métodos más rentables para levantarlos desde el fondo del océano. Esto requerirá una inversión financiera colosal. Según diversas estimaciones, la posibilidad de obtener metales de tierras raras de las profundidades del mar a escala industrial solo aparecerá en 10-15 años”, explica Maria Sulimova.
Según ella, hoy en día se estudian activamente las posibilidades de utilizar formaciones minerales tanto antes como después de la extracción de elementos útiles de ellas. En particular, desarrolla tecnologías para la depuración de aguas residuales de empresas metalúrgicas a partir de compuestos de fenoles y cianuro con un sorbente multifuncional a base de concreción de ferromanganeso. En la última década, este problema se ha vuelto cada vez más urgente en relación con la continua difusión de los métodos de cianuración en la metalurgia y el aumento de los volúmenes de producción. El problema de la regeneración de los efluentes industriales y del agua en circulación está presente de forma aguda en las empresas de la metalurgia ferrosa y no ferrosa: fábricas de enriquecimiento, plantas de alúmina, plantas de coque, talleres de altos hornos y procesamiento de acero.
Los métodos de purificación existentes son la oxidación con corriente eléctrica y ozono, los métodos de extracción o la purificación mediante carbones activados o absorbentes sintéticos. Sin embargo, son ineficaces o son un proceso costoso que conduce a un aumento en el costo de producción y la necesidad de desechar el absorbente usado. Al mismo tiempo, según Maria Sulimova, incluso las fracciones de nódulos de ferromanganeso con un tamaño de partícula inferior a 0,01 mm son adecuadas para obtener un absorbente multifuncional altamente eficaz.
Los ambientalistas se oponen a la minería de los fondos marinos, alegando que dañará irreparablemente el ecosistema del océano. Para atraer la atención del público, Greenpeace está llevando a cabo acciones en medio del Océano Pacífico. Además, gigantes como BMW, Volvo, Samsung y Google, a fines de marzo, anunciaron una moratoria sobre la extracción de minerales en aguas profundas utilizados en baterías. Al mismo tiempo, todos participan activamente en la producción de vehículos eléctricos.
Mientras la transición energética está luchando por elegir entre un mundo basado en energías renovables y la protección del medio ambiente oceánico, DeepGreen continúa realizando pruebas e investigaciones de ingeniería. Desarrolla una cosechadora de orugas autónoma. La unidad de montaje será conectado tras una manguera que succionará los nódulos hacia la superficie, con ayuda de un barco.
Se supone que el sistema cerrado devolverá el agua fría del océano al fondo, en lugar de arrojarla sobre una superficie cálida, para minimizar el impacto en el medio ambiente. La compañía cree que esto proporcionará cero residuos sólidos, relaves tóxicos y bajas emisiones de carbono en comparación con el desarrollo en tierra.
