Tierras Raras

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Visualización Jerárquica de Tierras raras

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A continuación se examinará el significado.

¿Cómo se define? Concepto de Tierras raras

Véase la definición de Tierras raras en el diccionario.

La tierra rara es un sólido natural formado por procesos geológicos que contiene uno o más elementos de tierras raras -los lantánidos (elementos 57-71), junto con el escandio (elemento 21) y el itrio (elemento 39)- como componentes principales. En un mineral de tierras raras, al menos un sitio cristalográfico contiene una proporción atómica total de lantánidos e itrio mayor que la de cualquier otro elemento. El nombre del mineral suele llevar un sufijo, llamado modificador de Levinson, que indica el elemento de tierras raras dominante; por ejemplo, la monacita-(La) [LaPO4] contiene predominantemente lantano y la monacita-(Ce) [CePO4] contiene predominantemente cerio. Véase también: Mineral; Monacita; Tabla periódica; Elementos de las tierras raras

Estos minerales son esenciales para múltiples usos de la industria actual, incluyendo luces led, pantallas de plasma, móviles, baterías de coches eléctricos, etcétera. China produce el 83% y posee el 55% de las reservas. Una medida así sería devastadora para la industria global. Y Xi Jinping, el presidente chino, ya la ha insinuado tras la crisis de Huawei con Estados Unidos en el segundo trimestre del 2019.

Datos verificados por: Mix

Mineral de Tierras Raras

En la industria, los elementos de tierras raras (ETR, o, por sus siglas en inglés, REEs) comprenden los 14 elementos lantánidos que se encuentran en la naturaleza, más el itrio. Estos elementos son generalmente desconocidos, pero son esenciales para un gran número de aplicaciones que afectan a la vida cotidiana de casi todo el mundo (ver tabla). Hasta principios de la década de 1980, Estados Unidos era el principal productor mundial de minerales y productos derivados de los ETR, pero desde entonces ha sido desplazado por China, a pesar de que la producción mundial de ETR se ha duplicado con creces. Las recientes restricciones a las exportaciones de ETR de China han suscitado preocupación por la fiabilidad de este país como proveedor de materias primas de ETR y han estimulado la exploración y el desarrollo de nuevas minas de ETR fuera de China.

Los REEs se comercializaron por primera vez en la década de 1880, cuando se utilizaron mezclas de óxidos de tierras raras para fabricar mantos incandescentes para lámparas de gas. Los REEs se extraían de la monacita extraída de depósitos costeros de minerales pesados en Brasil y la India. Otras mezclas similares se utilizaban en la fabricación de acero. El descubrimiento del yacimiento de REE de Mountain Pass en California en 1949, uno de los mayores yacimientos de REE del mundo, supuso una fuente potencial de suministro mucho mayor de lo que necesitaba la industria en ese momento. Molycorp, propietaria de la propiedad, desarrolló una pequeña mina y emprendió una importante investigación para encontrar aplicaciones comerciales para los REE. Entre los nuevos usos que surgieron en ese momento estaban los catalizadores de REE para refinar el petróleo crudo, el óxido de cerio para pulir el vidrio y los fósforos de REE para los televisores en color. Para satisfacer esta demanda emergente, Molycorp amplió enormemente la producción a principios de los años 60, estableciéndose como el productor dominante. Mientras tanto, el mayor yacimiento de ETR del mundo se había encontrado en China, en Bayan Obo, en Mongolia Interior, lo que se convirtió en la base para que China se convirtiera en el actual productor dominante de ETR, alcanzando más del 90% de la producción mundial en el año 2000.

Siguieron apareciendo nuevas aplicaciones para los REEs, como imanes de REE, condensadores de cerámica, vidrio óptico y baterías de níquel-hidruro. En general, se espera que los REEs desempeñen un papel importante en muchas tecnologías energéticas alternativas, y la demanda de REEs está creciendo rápidamente. Según algunas estimaciones, la tasa global de crecimiento de la demanda es de alrededor del 8% anual, lo que constituye una tasa inusualmente alta para un producto mineral. Mientras tanto, China, el productor dominante, ha impuesto cuotas sucesivamente más pequeñas a las exportaciones de materias primas de REE y de algunos productos intermedios, imponiendo severas restricciones a la oferta. Los precios de los materiales REE fuera de China han subido mucho, lo que ha hecho que muchos consumidores busquen alternativas. Existe un consenso general entre los responsables políticos de las economías industriales avanzadas de Asia, Europa y Norteamérica sobre la necesidad de desarrollar fuentes alternativas de suministro de ETR fuera de China.

Yacimientos de REE

Los ETR tienen propiedades químicas muy similares y, por tanto, se encuentran juntos en la naturaleza. En la corteza terrestre, la abundancia de cada REE suele disminuir a medida que aumenta su número atómico. Los ETR se dividen convencionalmente en ETR ligeros (desde el lantano hasta el europio) y ETR pesados (desde el gadolinio hasta el lutecio más el itrio). Cuando los procesos geológicos han concentrado los REEs en depósitos que son económicos para la minería, los depósitos ricos en REE ligeros son los más comunes y los depósitos que están relativamente enriquecidos en REEs pesados son raros. En general, la abundancia en la corteza de los REEs, cuyas estimaciones oscilan entre 150 y 220 ppm, supera la de muchos otros metales que se extraen a gran escala, como el cobre (55 ppm) y el zinc (70 ppm). A pesar de esta favorable abundancia en la corteza terrestre, los depósitos de REE son bastante infrecuentes y suelen tener un tamaño modesto.

La principal fuente de REEs son los depósitos alojados en carbonatitas, rocas intrusivas poco habituales compuestas por al menos un 50% de minerales carbonatados. Las carbonatitas se encuentran emplazadas dentro de zonas de rift continentales donde una corteza adelgazada y estructuralmente fracturada permite que el manto fundido llegue a la superficie. En Mountain Pass, California, el mineral de carbonato de REE bastnaesita (bastnäsite) es un mineral esencial para la formación de la roca y la carbonatita contiene un 8% de REEs totales. La mayoría de las carbonatitas conocidas contienen bastantes menos REEs, generalmente en concentraciones demasiado bajas para su extracción económica. En Mount Weld, Australia Occidental, la meteorización profunda ha concentrado los REEs en partes de la zona meteorizada hasta un nivel similar al de Mountain Pass. El yacimiento de Bayan Obo, en China, cuya naturaleza y origen aún se debaten, parece ser una sobreimpresión de mineralización de REEs de carbonatita en partes de un yacimiento de hierro.

Una clase más amplia de rocas ígneas alcalinas, a veces asociadas con carbonatitas, también alberga mineralización de REE que a veces ha sido explotada. Estos yacimientos son generalmente de menor grado de REE y a menudo son mineralógicamente complejos, lo que presenta problemas para la extracción económica. Muchos de estos yacimientos son bastante grandes y se encuentran en fase de exploración y pruebas metalúrgicas. La monacita rica en REE se encuentra en muchos yacimientos costeros de minerales pesados que ahora se extraen para obtener titanio y circón, pero la monacita suele estar enriquecida en uranio y torio y pocos productores están dispuestos a asumir los costes de procesamiento de los materiales radiactivos. La meteorización profunda de algunos granitos en el sur de China ha dado lugar a suelos lateríticos con alrededor de un 0,3% de REEs, a menudo relativamente enriquecidos en REEs pesados. A pesar de su baja ley, el material arcilloso se extrae de forma barata y sólo es necesario lixiviarlo para eliminar los REEs. Actualmente se están explorando yacimientos similares fuera de China.

Varios factores clave determinan la viabilidad económica de un yacimiento de REE. La distancia a las infraestructuras existentes, especialmente a la red eléctrica, afecta significativamente a los costes de capital y de explotación. Una mina muy alejada tendrá que generar la importante energía necesaria para procesar el material con REE, in situ, con plantas alimentadas por gasóleo. Un yacimiento situado en la superficie o cerca de ella puede explotarse con métodos a cielo abierto con un gasto considerablemente menor que los métodos subterráneos necesarios para los yacimientos profundamente enterrados. La ley, es decir, la proporción del material a extraer que contiene tierras raras, determina la cantidad de material que debe procesarse para obtener una cantidad determinada de producto de REE, un factor clave para la eficiencia económica. El tamaño y el tipo de los minerales de REE también son fundamentales. Cuanto más pequeño sea el tamaño del mineral, más finamente deberá triturarse y molerse la roca para liberar el mineral portador de REE, con un coste energético significativamente mayor. Algunos minerales REE se pueden lixiviar fácilmente con productos químicos relativamente baratos y disponibles en el mercado, mientras que otros no disponen de procesos de tratamiento comercialmente probados.

Minería y procesamiento de minerales

Las rocas que contienen REE deben ser extraídas del suelo y su contenido debe ser concentrado antes de que se puedan aplicar los métodos químicos de extracción y separación de REE. La mayoría de los minerales de tierras raras se extraen mediante métodos convencionales a cielo abierto, en los que la roca se rompe mediante voladuras, se carga en camiones con grandes palas y se transporta a una planta de concentración. La concentración se realiza mediante la separación física de los minerales que contienen REE de todos los demás minerales de la roca. La mena se tritura y se muele en varias etapas hasta que la mayor parte de los minerales de tierras raras que están entrelazados con los demás minerales se liberan. A continuación, en un método conocido como flotación por espuma, los minerales de tierras raras se recubren con un producto químico que repele el agua y les permite flotar hacia la superficie unidos a burbujas de aire en tanques agitados, donde se retiran como concentrado. Los minerales restantes se eliminan como residuos y el concentrado de REE se trata in situ o se envía a otro lugar para su extracción y separación. Se está investigando para mejorar el proceso de flotación, quizás con mejores reactivos, para permitir el tratamiento económico de los minerales de REE de menor grado.

Separación y comercialización

Aunque existe un producto de óxido de ETR mixto disponible comercialmente, conocido como mischmetal, la mayoría de los ETR se recuperan como óxidos de tierras raras (OER) individuales y se comercializan como tales o se utilizan para fabricar otros productos químicos o metales y aleaciones de ETR. El concentrado de REE se lixivia con un ácido y la solución rica en REE resultante se procesa a través de pasos secuenciales para recuperar REEs individuales. El cerio puede recuperarse mediante la adición de hidróxido de sodio, que hace que el cerio salga de la solución en forma de óxido o hidróxido. Los otros REEs se separan normalmente mediante la extracción con disolventes, un proceso en el que un producto químico orgánico especialmente diseñado para extraer un REE concreto se introduce a contracorriente en la solución de lixiviación con REE. El REE deseado pasa a la fase orgánica, que se separa de la solución de lixiviación, y el REO se recupera por decapado con ácido. Se requieren múltiples pasos de extracción con disolventes debido a la baja eficiencia de la separación.

Ninguna planta individual de REE recupera todos los REE presentes en el mineral. Muchos de los REEs presentes, especialmente los REEs pesados, tienen una concentración demasiado baja para su recuperación económica. Algunos de los REEs pesados, como el lutecio, tienen mercados muy pequeños y es poco probable que se recuperen incluso de uno de los raros depósitos que son relativamente ricos en REEs pesados. Se está investigando para mejorar la separación de los REEs, especialmente mediante el desarrollo de extractores más eficaces. Muchos de los métodos avanzados desarrollados para recuperar los elementos actínidos de los residuos radiactivos, como la extracción con fluidos supercríticos, deberían ser aplicables a los elementos lantánidos. Sin embargo, los trabajos en este ámbito no han hecho más que empezar.

La reducción de los ORE a metales de tierras raras es muy difícil debido a la gran estabilidad de los compuestos de ORE. El método actual, que sólo se utiliza en unas pocas plantas de todo el mundo, es un método de refinado muy complejo que utiliza cloruros como reductor. Se están investigando la electrólisis en sal fundida y otros métodos de electrorrefinación como alternativas más económicas.

Retos medioambientales

La extracción y concentración de minerales REE presenta problemas convencionales de eliminación de roca estéril y de residuos de la concentradora, que generalmente se gestionan mediante una cuidadosa ingeniería de las instalaciones de eliminación de residuos in situ. Una vez finalizada la extracción, se retiran todos los equipos y las instalaciones de procesamiento, y las instalaciones de eliminación de residuos se recontornean, se cubren con tierra vegetal y se revegetan. El flujo de agua en el lugar se dirige para evitar la interacción con los materiales de desecho. Los pozos abiertos suelen dejarse sin rellenar. La roca que se ha volado y retirado se expande un 40% en volumen, por lo que no cabe toda en su interior. Si se rellena con roca de desecho, las aguas subterráneas y superficiales que entren se encontrarán con un relleno muy poroso y permeable, lo que aumenta en gran medida la interacción entre el agua y la roca y, dependiendo de la química de la roca, tiene el potencial de una contaminación significativa del agua. En climas no áridos, puede formarse un lago en el pozo y desarrollar una química del agua indeseable a través de las interacciones entre el agua y la roca, lo que requiere un tratamiento continuo del agua. Estas mejores prácticas se utilizan ampliamente fuera de China, que sólo recientemente ha comenzado a abordar los problemas medioambientales en su industria de REE.

Una planta moderna de separación de REE, como la que se construyó en Mountain Pass (California) en 2012, recicla y regenera los productos químicos y el agua utilizados e incluso produce energía a partir del calor residual generado por las reacciones químicas exotérmicas implicadas. Los residuos generados son bastante reducidos y se eliminan in situ con un sellado adecuado para evitar la contaminación de las aguas subterráneas o superficiales. No hay fundición, por lo que los problemas de contaminación atmosférica se limitan a la generación de polvo durante la extracción y a las instalaciones de generación de energía in situ. Los productos finales de REE se envían en contenedores sellados de diversos tipos.

Perspectivas de desarrollo de las minas

En 2012, había dos minas de REE en desarrollo fuera de China, y alrededor de una docena de otros depósitos de REE estaban en diversas etapas de exploración avanzada y estudios de viabilidad económica. Las dos nuevas minas son Mount Weld, en Australia, y Mountain Pass, en California; esta última es una remodelación de una mina más antigua e inactiva. Mount Weld envía sus concentrados de REE a una planta en Malasia para su extracción y separación. Mountain Pass extrae sus ETR in situ y produce una amplia gama de productos químicos de ETR. En cuanto a los demás proyectos, la posibilidad de que se conviertan en minas productoras y el momento en que lo hagan dependerá de la viabilidad económica del propio yacimiento, del tiempo y los gastos necesarios para la obtención de los permisos medioambientales, de cuánto aumente la demanda y disminuyan las exportaciones chinas en el futuro, así como de la rapidez con que los competidores pongan en producción sus nuevas minas.

Varios de estos otros proyectos han publicado recientemente estudios de viabilidad económica positivos. Esta es una condición necesaria, pero no suficiente, para invertir en una nueva mina. Las diversas fuentes de financiación (o financiamiento) de nuevas minas pueden comparar proyectos, así como evaluar la necesidad de nueva capacidad, e invertirán cuando los rendimientos sean proporcionales a los riesgos… Véase también:

• Riesgo Legal
• Riesgo País
• Aversión al Riesgo
• Riesgo Subjetivo
• Riesgo Percibido
• Riesgo Objetivo
• Riesgo Funcional
• Riesgo Comparativo
• Conductas de Riesgo
• Caracteres del Riesgo
• Riesgo Moral

Un examen de las distintas posibilidades realizado por este autor reveló que es probable que el suministro de REEs siga siendo escaso hasta 2015, si no más, simplemente por el tiempo que se necesita para autorizar y desarrollar nuevas minas. A largo plazo, parece que existen importantes recursos de ETR de calidad suficiente para compensar la pérdida de exportaciones chinas y satisfacer la creciente demanda. El reto para los futuros productores es mantener unos costes competitivos con los de China y, tal vez, invertir en las fases posteriores para obtener mercados cautivos para los productos de las minas de ETR.

Datos verificados por: Thompson
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Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Tierras Raras: Descripción y Relaciones Internacionales

Son 17. Están situados en la parte baja de la tabla periódica de los elementos, en color violeta. Se les consideran las vitaminas de la tecnología. Son los minerales conocidos como tierras raras o en inglés rare earth .
Sus nombres no suenan a la mayoría (lantano, itrio, escandio…), pero, como indica Ignacio Navarro, decano del Col·legi Oficial d’Enginyers Tècnics i de Grau de Mines i Energia de Catalunya i les Balears, “se encuentran en la mayoría de los objetos que nos rodean, y prácticamente en todo lo relacionado con la electrónica, la generación de energías renovables y la eficiencia energética. Se utilizan en la fabricación de sistemas de iluminación de bajo consumo, pantallas de plasma LCD, altavoces, equipos de resonancia magnética, aerogeneradores, motores y baterías de coches híbridos, smartphones, etcétera”.

Contrariamente a lo que su nombre indica, estas sustancias son bastante comunes.
Si, Pero:
Pero una cosa es encontrarlos, otra es producirlos. El problema es que su extracción, además de peligrosa, es muy costosa, porque hay que refinarlos y separarlos de otros elementos. El procedimiento además crea residuos tóxicos y emplea ácidos.

En la actualidad el 83% de la producción tiene lugar en un único país: China, que además es quién alberga en su subsuelo la mayoría de las reservas mundiales: el 55%. Para que se tenga una idea, Arabia Saudí, que domina el mercado del crudo, cuenta con el 15% de las reservas de petróleo. Ya lo dijo Deng Xiaoping en 1992: “Oriente Medio tiene petróleo, China tiene tierras raras”.

Otros Elementos

Además, la demanda de estos metales está en aumento y según la consultora Roskill los precios de estos minerales subirán un 15% anual en los próximos tres años.

Así que China, en pleno conflicto con Estados Unidos tras el caso de Huawei, tiene la sartén por el mango.

Detalles

Los analistas han llegado a hablar de que dispone de un “botón nuclear”. Porque si decidiera cortar las exportaciones de estos minerales podría poner en jaque a Estados Unidos, que compra a Pekín más del 80% de las tierras raras que necesita (para su estratégico sector de defensa).

(…) “China puede bloquear cuando quiera el comercio de estos metales. Porque Estados Unidos abandonó hace años la explotación por tema regulatorios e impacto medioambiental. Le salía más barato comprarlos desde fuera. Y los que sabían trabajar en este campo o se han jubilado o han muerto”. Con lo que el know how de las tierras raras en la actualidad está en mano de los chinos.

Xi Jinping visitó una mina cerca de Mongolia esta semana, en un claro gesto simbólico hacia Washington. De hecho, Donald Trump ha excluido estos metales de las recargas arancelarias, ante su importancia estratégica.

¿China puede cerrar el grifo? Hay un precedente, que se remonta al año 2011. China puso el freno a las ventas de estos minerales, como medida de retorsión ante un conflicto territorial en la zona. Algunos de estos elementos se dispararon en el mercado hasta valer más que el oro. El caso acabó hasta la Organización Mundial del Comercio en el 2014, que obligó a Pekín a dar marcha atrás.

Los chinos se comprometieron en su adhesión a la OMC a no obstaculizar el comercio de estos minerales.
Si, Pero:
Pero esto no significa que no puedan romper las reglas otra vez. “En tiempos de guerra nadie se mira los artículos de una ley. Estados Unidos también alegan en sus vetos a China argumentos de seguridad nacional muy discutibles”, señalan fuentes cercanas a esta organización.

¿Hoy por hoy existen alternativas a los chinos? Pocas. “Se deberán hacer esfuerzos para investigar y poner en marcha otras minas, aunque esto no puede hacerse de hoy para mañana”, dice Ignacio Navarro. De hecho, ya en el 2011 se registró un descenso de las exportaciones chinas.

“Fruto de esta preocupación se abrieron nuevas minas o se recuperaron minas inactivas de tierras raras, destacando la mina Mountain Pass en Estados Unidos y la de Mount Weld en Australia.
Entre las Líneas
En España existe el mayor yacimiento europeo de monacita, en Ciudad Real, aunque no se explota debido a protestas de grupos conservacionistas”, cuenta este experto.

Japón habría encontrado en el océano una gran cantidad de reservas, pero su explotación es una incógnita. También se han señalado yacimientos en Corea del Norte, pero las condiciones políticas en ese país son muy inciertas.

Fuente: la vanguardia

Características de Tierras raras

Recursos

Traducción de Tierras raras

Inglés: Rare earth
Francés: Terres rares
Alemán: Seltenerdmetall
Italiano: Terre rare
Portugués: Terras raras
Polaco: Ziemie rzadkie

Tesauro de Tierras raras

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Véase También

• Bosque tropical

• Metal de las tierras raras
• Lantánido
• Escandio
• Itrio

Imán de tierras raras
Lista de elementos que escasean
Pasaporte de materiales: lista de materiales utilizados en los productos
Carbonatita; Electrometalurgia; Minerales pesados; Contracción de lantánidos; Laterita; Monacita; Minería a cielo abierto; Elementos de tierras raras; Minerales de tierras raras; Itrio

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