Εξοικονόμηση έως 300 εκατ. ετησίως από τα μέταλλα που απορρίπτονται ως «κόκκινες λάσπες»

Τι δείχνει πανεπιστημιακή έρευνα
Την εκτίμηση ότι, θα μπορούσαν να εξοικονομηθούν 150-300 ευρώ ετησίως από
τα μέταλλα που απορρίπτονται ως «κόκκινες λάσπες» στην Ελλάδα, διατυπώνει στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο επίκουρος καθηγητής στο Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Δημήτρης Κωστόπουλος, επισημαίνοντας – μεταξύ άλλων – την ανάγκη να εξετασθεί «με τη δέουσα σοβαρότητα» η δυνατότητα παραγωγής μετάλλων σπάνιων γαιών αλλά και άλλων στοιχείων από μη συμβατικές πηγές (ιδιαίτερα λιθάνθρακες και βωξίτες).

Σημειώνει δε, ότι η Ελλάδα κατέχει πρωτεύουσα θέση στην Ευρώπη στην παραγωγή βωξίτη και διαθέτει σημαντικά κοιτάσματα λιθανθράκων.

«Οι ελληνικοί βωξίτες παρουσιάζουν σημαντικές συγκεντρώσεις σε σπάνιες γαίες, ύττριο, βανάδιο, σκάνδιο, τιτάνιο, νιόβιο, ζιρκόνιο και θόριο. Αν υποθέσουμε ότι τα προϊόντα επεξεργασίας τους (δηλ. οι κόκκινες λάσπες) φθάνουν, κατ’ ελάχιστο, το μισό εκατομμύριο τόνους ετησίως, τότε το περιεχόμενο στα παραπάνω μέταλλα που απορρίπτεται είναι: 110 τόνοι σπάνιες γαίες (συνολικά), 26 τόνοι ύττριο, 240 τόνοι βανάδιο, 24 τόνοι σκάνδιο, 8.100 τόνοι τιτάνιο, 28 τόνοι νιόβιο, 230 τόνοι ζιρκόνιο και 25 τόνοι θόριο. Με βάση τις σημερινές τιμές των οξειδίων των παραπάνω μετάλλων και συνυπολογίζοντας τα κόστη παραγωγής τους, απλές αριθμητικές πράξεις δείχνουν ότι θα μπορούσαν να εξοικονομηθούν 150 έως 300 εκατομμύρια ευρώ ετησίως από τα μέταλλα που απορρίπτονται ως κόκκινες λάσπες στην πατρίδα μας» αναφέρει ο κ. Κωστόπουλος.

Τα μέταλλα των σπάνιων γαιών, διευκρινίζει, είναι στρατηγικής σημασίας για την ασφάλεια και την άμυνα των κρατών, φέρουν οικονομική ανάπτυξη και αποτελούν τη βάση προηγμένων υλικών και τεχνολογιών, ιδιαίτερα των ηλεκτρονικών. Παγκοσμίως, η βιομηχανία των σπανίων γαιών βρίσκεται σήμερα στο στάδιο της ενεργού ανάπτυξης.

Οι αυξανόμενες ανάγκες για σπάνιες γαίες που προκαλούνται από την ανάπτυξη νέων κλάδων της βιομηχανίας έχουν προσδώσει ιδιαίτερη σημασία στα μεταλλεύματα των στοιχείων αυτών.

Η αύξηση της παραγωγής μετάλλων σπάνιων γαιών έχει ενισχύσει το ποσοστό αύξησης ενός αριθμού μη σιδηρούχων μετάλλων και άλλων πρώτων υλών. Η αντικατάσταση των μετάλλων των σπάνιων γαιών σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές (περιλαμβανομένων των στρατιωτικών) θεωρείται αδύνατη.

«Το έλλειμμα σε πρώτες ύλες στοιχείων σπάνιων γαιών που διατίθενται στην παγκόσμια αγορά, το οποίο προκαλείται από τις δραστηριότητες των μονοπωλιακών χωρών, την εξάντληση και την υποβάθμιση των διαθέσιμων αποθεμάτων, καθώς και την επιτάχυνση της ανάπτυξης σε κλάδους της παραγωγής υψηλής τεχνολογίας έχει οδηγήσει σε σταθερή αύξηση στις τιμές των πρώτων υλών και των προϊόντων επεξεργασίας τους. Καθώς οι προϋποθέσεις πρόσβασης σε πρώτες ύλες δυσχεραίνουν, εμπορικοί πόλεμοι θα ξεσπάσουν.

Η αναμενόμενη αύξηση συγκρούσεων για σπάνιες πρώτες ύλες θα οδηγήσει τα έθνη να δώσουν ιδιαίτερη προσοχή στους ίδιους ορυκτούς πόρους. Υπό τις παρούσες οικονομικές συνθήκες, η ανάπτυξη των γεωεπιστημών και της μεταλλείας στην Ελλάδα αποτελεί μία σημαντική επιλογή για την ευημερία της χώρας που θα επιτευχθεί σε βάθος χρόνου και με τη στενή συνεργασία πανεπιστημίων, ερευνητικών ιδρυμάτων και βιομηχανίας» υπογραμμίζει ο κ. Κωστόπουλος.

Όσον αφορά τα μέταλλα των σπάνιων γαιών, η παραγωγή και η ποιότητα των τελικών προϊόντων υπαγορεύονται από οικονομικούς παράγοντες οι οποίοι και θα καθορίσουν την πολυπλοκότητα και την έκταση της επεξεργασίας που απαιτείται, σημειώνει.

Βασικός προμηθευτής η Κίνα

Ο βασικός προμηθευτής προϊόντων σπάνιων γαιών με τη μορφή μετάλλων και οξειδίων, αναφέρει ο κ. Κωστόπουλος, είναι η Κίνα, η οποία προμηθεύει περισσότερο από το 95% του συνόλου των σπανίων γαιών που καταναλώνονται παγκοσμίως. Η Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ εκτιμά ότι μέχρι το τέλος του 2009, πάνω από το 43% του συνόλου των αποθεμάτων μετάλλων σπανίων γαιών στον κόσμο βρίσκονταν στην Κίνα και ότι από τις αρχές του 2012, η κατάσταση δεν έχει αλλάξει σημαντικά.

Η Κίνα κατέχει μια μοναδική θέση στην αγορά μετάλλων σπανίων γαιών, η οποία βασίζεται τόσο στη διαθεσιμότητα μεγάλων ποσοτήτων πρώτων υλών όσο και στην ποικιλία πρώτων υλών. Μείζονες πόροι στο βόρειο τμήμα της Κίνας επικεντρώνονται σε κοιτάσματα σιδήρου-νιοβίου και σπανίων γαιών στην Εσωτερική Μογγολία. Στο νότο, σχετίζονται με κοιτάσματα μπαστνεσίτη στην επαρχία Sichuan και μεταλλεύματα προσρόφησης ιόντων στις επαρχίες Jiangxi και Guangdong.

Από το 2002, η Κίνα ακολουθεί μια πολιτική με στόχο τον περιορισμό των εξαγωγών μετάλλων σπάνιων γαιών. Κινεζικές εγχώριες ανάγκες σε υλικά και τεχνολογίες μετάλλων σπάνιων γαιών δείχνουν μια σταθερή ανάπτυξη.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την απότομη μείωση του κινεζικού μεριδίου εξαγωγών (ποσόστωση) των μετάλλων σπάνιων γαιών και την αύξηση των δασμών εξαγωγής.

Πρόσφατα, επιβλήθηκαν αυστηρές ποσοστώσεις για την εξόρυξη μεταλλευμάτων στοιχείων σπάνιων γαιών και από τις 30 Ιουλίου 2011 κάθε λήψη παραγγελιών για την παραγωγή τέτοιου είδους μετάλλων έχει ανασταλεί. Τέτοια σφιχτή τελωνειακή πολιτική της μεγαλύτερης χώρας εξαγωγής οδήγησε σε απότομη μείωση της διαθεσιμότητας των εμπορευμάτων των σπάνιων γαιών στην παγκόσμια αγορά.

Πετρέλαιο

Το συνολικό ποσό των μετάλλων των σπάνιων γαιών στο πετρέλαιο δεν είναι υψηλό, συνεχίζει ο κ. Κωστόπουλος, αλλά οι ποσότητες πετρελαίου που παράγονται και υφίστανται επεξεργασία είναι τόσο μεγάλες, ώστε οι απώλειες και οι εκπομπές στο περιβάλλον των μετάλλων που περιέχονται στο πετρέλαιο να έχουν μεγάλη σημασία.

Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια του έτους 2000, στο νορβηγικό τομέα της Βόρειας Θάλασσας, η συνολική ποσότητα του παραγόμενου πετρελαίου από το κοίτασμα Ozeberg ανήλθε σε 20.470.000 τόνους. Από τη διύλιση του πετρελαίου αυτού απελευθερώθηκαν στο περιβάλλον περίπου τέσσερις χιλιάδες τόνοι χαλκού και 43 τόνοι καδμίου με περιεχόμενο σε κάδμιο 2,1 γρ./τ. ενώ το υπόλοιπο των μετάλλων δεν ελήφθη καν υπόψιν.

Επί του παρόντος, θείο, χαλκός, βανάδιο, νικέλιο και υδράργυρος ανακτώνται από το πετρέλαιο και υπάρχουν σχέδια για την παραγωγή ουρανίου, μολυβδαίνιου, χαλκού και άλλων στοιχείων τα οποία στο παρελθόν χανόντουσαν κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας. Στην πετροχημική επεξεργασία, το ρήνιο καθιζάνει σε καταλυτικούς παράγοντες και τα μέταλλα των σπανίων γαιών χάνονται αμετάκλητα.

Λιθάνθρακες

Κοιτάσματα λιθανθράκων με υψηλές συγκεντρώσεις στοιχείων σπάνιων γαιών και ύττριο (> 0.2 % κ.β. σε τέφρα άνθρακα) βρίσκονται στις ΗΠΑ, την Κίνα, τη Ρωσία και άλλες χώρες. Σύμφωνα με Αμερικανούς επιστήμονες, λαμβάνοντας υπόψιν την έκταση της παραγωγής άνθρακα στις ΗΠΑ, περισσότερο από το ήμισυ του συνολικού όγκου της πλειοψηφίας των σπάνιων μετάλλων που παράγονται εκεί θα μπορούσε να εξαχθεί από τον άνθρακα. Κοιτάσματα ανθράκων στη Ρωσία περιέχουν ένα ευρύ φάσμα σπανίων στοιχείων, συμπεριλαμβανομένων τέτοιου είδους μετάλλων, όπως το ρήνιο, το βανάδιο και το γερμάνιο σε συγκεντρώσεις που είναι επαρκείς για βιομηχανική επεξεργασία.

Ένα από τα σημαντικότερα ζητήματα ωστόσο, που εμποδίζουν την παραγωγή σπάνιων γαιών από τις τέφρες των ανθράκων είναι η ακανόνιστη περιεκτικότητά τους στα στοιχεία αυτά. Ένα επιπλέον πρόβλημα είναι ότι απαιτούνται διαφορετικές θερμοκρασίες καύσης για να συγκεντρωθούν συγκεκριμένα μέταλλα.

Για παράδειγμα, εξηγεί ο επιστήμονας, για να συγκεντρωθούν μέταλλα των σπάνιων γαιών σε τέφρα άνθρακα θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν χαμηλότερες θερμοκρασίες καύσης, έτσι ώστε η ανάκτηση οξειδίων των σπάνιων γαιών από σκωρία να μεταβάλλεται σημαντικά με τη θερμοκρασία: 1300°C – 7%, 900°C – 60%, 650-750°C – 75%, βάζοντας το βέλτιστο εύρος μεταξύ 700 και 900°C. Αυτές οι θερμοκρασίες είναι πολύ χαμηλότερες από αυτές που συνήθως χρησιμοποιούνται, αλλά απαιτούνται ώστε να αποτραπεί η αμετάκλητη απώλεια των μετάλλων των σπάνιων γαιών στην τέφρα και τη σκωρία αποβλήτων.

Οι σύγχρονες τεχνολογίες εστιάζονται κυρίως στην παραγωγή ενέργειας και την ανάκτηση γερμανίου από κοιτάσματα λιγνίτη. Σε γενικές γραμμές, η δυνατότητα ανάκτησης μετάλλων σπάνιων γαιών από κοιτάσματα άνθρακα δεν έχει εξετασθεί ακόμα στη λεπτομέρειά της.

Παρ’ όλα αυτά, κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, Ρώσοι ειδικοί διεξήγαγαν έρευνες για να εκτιμήσουν τη μεταλλοφορία σπανίων γαιών σε μεγάλα κοιτάσματα λιγνίτη που περιείχε γερμάνιο στην περιοχή Primorye καθώς και στα προϊόντα επεξεργασίας του. Η έρευνα αποκάλυψε, τόσο στο λιγνίτη όσο και στα προϊόντα καύσης του, ένα αριθμό πολύτιμων σπανίων μετάλλων συμπεριλαμβανομένων των σπάνιων γαιών σε συγκεντρώσεις κατάλληλες για εμπορική ανάπτυξη. Αναπτύχθηκαν επίσης και τεχνολογικές λύσεις για την ανάκτηση ενός ευρέος φάσματος χρήσιμων ορυκτών, καταλήγει ο κ. Κωστόπουλος.