Reto zemju metālu piegādes ķēde: posmi, riski un Ķīnas dominance

Reto zemju metālu piegādes ķēdes definīcija
Reto zemju metālu piegādes ķēde ietver piecus posmus: ieguvi, bagātināšanu (malšanu un koncentrēšanu), atsevišķu reto zemju oksīdu atdalīšanu, metālu un sakausējumu ražošanu, kā arī magnētu, luminoforu un katalizatoru ražošanu. Ķīna kontrolē aptuveni 60% ieguves un 85%+ atdalīšanas un pārstrādes procesu, tādējādi radot piegādes ķēdes koncentrācijas risku Rietumu elektromobiļu dzinēju, vēja turbīnu, aizsardzības elektronikas un plaša patēriņa preču ražotājiem. Reto zemju metāli netiek tirgoti centrālajā biržā; cenas tiek noteiktas ārpusbiržas tirgū (OTC) un ir pakļautas Ķīnas politikas ietekmei.

---

Satura rādītājs

1. Kas ir retzemju elementi
2. Galvenais pielietojums: kur tiek izmantoti retzemju elementi
3. Piecu posmu piegādes ķēde
4. Kāpēc Ķīna dominē
5. 2010. gada eksporta kvotu krīze
6. Cenu dinamika un tirgus struktūra
7. Rietumu reakcija un diversifikācijas centieni
8. Biežāk uzdotie jautājumi
9. Galvenie secinājumi

---

Kas ir retzemju elementi

Retzemju elementi (REE) ir 17 metālisku elementu grupa: 15 lantanoīdi (no lantāna līdz lutēcijam periodiskajā tabulā), kā arī skandijs un itrijs. Neraugoties uz nosaukumu, vairums no tiem Zemes garozā nav īpaši reti — tie ir sastopami biežāk nekā zelts vai platīns. “Reti” attiecas uz grūtībām atrast tos ekonomiski izdevīgās koncentrētās atradnēs un sarežģītību to atdalīšanā vienu no otra.

Pēc atommasas REE iedala divās komerciālās grupās:

Vieglie retzemju elementi (LREE):
Lantāns (La), cērijs (Ce), prazeodīms (Pr), neodīms (Nd), samārijs (Sm), eiropijs (Eu), gadolīnijs (Gd). LREE ir vairāk sastopami, un tiem ir daži no visplašāk izmantotajiem pielietojumiem.

Smagie retzemju elementi (HREE):
Terbijs (Tb), disprozijs (Dy), holmijs (Ho), erbijs (Er), tūlijs (Tm), iterbijs (Yb), lutēcijs (Lu), kā arī itrijs (Y). HREE ir mazāk sastopami, tie galvenokārt atrodami noteiktās jonu mālu atradnēs Ķīnas dienvidos un tiek izmantoti augstas veiktspējas lietojumos (īpaši Dy un Tb pastāvīgajos magnētos).

Mūsdienu tehnoloģijām komerciāli vissvarīgākie REE ir neodīms (Nd), prazeodīms (Pr), disprozijs (Dy) un terbijs (Tb) — galvenokārt to lomas dēļ neodīma-dzelzs-bora (NdFeB) pastāvīgajos magnētos.

---

Galvenais pielietojums: kur tiek izmantoti retzemju elementi

Retzemju elementi ir specializēti materiāli, kurus izmanto relatīvi nelielos daudzumos, taču to loma ir kritiska un grūti aizstājama.

Pastāvīgie magnēti (NdFeB) — dominējošais pielietojums

NdFeB (neodīma-dzelzs-bora) pastāvīgie magnēti ir komerciāli visjaudīgākie pieejamie pastāvīgie magnēti. Tos izmanto:

• Elektromobiļu dzinējos: katrs elektromobilis, kurā izmantots pastāvīgā magnēta dzinējs (visizplatītākais tips), satur aptuveni 2–3 kg NdFeB magnēta materiāla, kura sastāvā ir aptuveni 25–35% retzemju metālu (galvenokārt Nd, Pr, Dy, Tb).
• Vēja turbīnu ģeneratoros: tiešās piedziņas jūras vēja turbīnās izmanto lielus NdFeB magnētus (dažas turbīnas pat vairāk nekā 600 kg).
• Cietajos diskdziņos: lai gan to skaits samazinās, pieaugot SSD popularitātei, tradicionālie HDD joprojām izmanto NdFeB.
• Plaša patēriņa elektronikā: skaļruņos, austiņās, kameru autofokusa sistēmās.
• Rūpnieciskajos dzinējos un robotikā.

NdFeB magnēti veido aptuveni 30–35% no kopējā pieprasījuma pēc retzemju metāliem pēc vērtības.

Luminofori — apgaismojums un displeji

Eiropiju (sarkanais), terbiju (zaļais) un cēriju (zili zaļais) izmanto luminiscences spuldzēs un LED luminoforos krāsu atveidei. Šis tirgus ir sarucis, pieaugot LED apgaismojuma izmantošanai (LED luminofori patērē mazāk REE uz vienu vienību), taču tas joprojām ir nozīmīgs.

Katalizatori

Lantānu un cēriju izmanto naftas pārstrādes rūpnīcās šķidrā katalītiskā krekinga (FCC) katalizatoros — tas ir viens no lielākajiem reto zemju metālu izmantošanas veidiem pēc masas. Cērija oksīdu izmanto arī kā automobiļu katalītisko neitralizatoru komponentu un kā pulēšanas līdzekli optiskajam stiklam.

Citi pielietojumi

Cērija oksīda stikla pulēšana, erbijā dopēti optisko šķiedru pastiprinātāji, gadolīnija MRI kontrastvielas, samārija-kobalta magnēti (alternatīva NdFeB augstas temperatūras lietojumos), lantāns niķeļa-metālhidrīda akumulatoros (tradicionālajos hibrīdauto).

---

Piecu posmu piegādes ķēde

Retzemju metālu piegādes ķēde ir garāka un tehniski sarežģītāka nekā vairums izejvielu piegādes ķēžu. Tai ir pieci atšķirīgi posmi, katram no tiem ir nepieciešama cita kompetence un infrastruktūra.

1. posms — Ieguve

REE iegūst no trīs galvenajiem atradņu tipiem:

• Karbonatītu atradnes: REE saturoši magmatiskie ieži. Bayan Obo atradne Iekšējā Mongolijā, Ķīnā (pasaulē lielākā REE raktuve), galvenokārt ir karbonatīts. Mountain Pass Kalifornijā ir vēl viena karbonatītu atradne.
• Placeru atradnes: smago minerālu smiltis (bieži satur monacītu un ksenotīmu, kuros ir REE). Atrodas Indijā, Brazīlijā, Austrālijā un daļā Āfrikas.
• Jonu adsorbcijas mālu atradnes: galvenokārt atrodas Ķīnas dienvidos (Dzjansji, Fudzjaņas, Guandunas provincēs). Šie māli ir galvenais smago REE (Dy, Tb, Y) avots. Tos iegūst, izskalojot mālus ar amonija sulfāta šķīdumu — process ar zemu kapitālieguldījumu līmeni, taču videi kaitīgs.

Globālā REE ieguve ir aptuveni 300 000 tonnu retzemju oksīda (REO) ekvivalenta gadā (2023. gads). Ķīna saražo aptuveni 60% (apmēram 180 000 t); ASV (Mountain Pass) aptuveni 14%; Austrālija (Mt. Weld) aptuveni 9%; pārējo nodrošina Krievija, Burundi un citas valstis.

2. posms — Bagātināšana (malšana un koncentrēšana)

Iegūtā rūda tiek smalcināta, malta un fizikāli/ķīmiski koncentrēta, lai iegūtu retzemju koncentrātu — parasti jauktu oksīdu vai karbonātu koncentrātu, kas satur visus REE elementus kopā. Šajā posmā tiek atdalīta lielākā daļa blakusiežu (gangas minerālu). Koncentrāts ir pirmais tirgojamais produkts piegādes ķēdē.

Mountain Pass (ASV, operators MP Materials) ražo koncentrātu, ko tas apstrādā uz vietas ASV — tas ir mērķtiecīgs ieguldījums iekšzemes piegādes ķēdes dziļumā. Lielākā daļa citu ārpus Ķīnas iegūto koncentrātu tiek nosūtīti uz Ķīnu tālākai pārstrādei.

3. posms — Atdalīšana atsevišķos retzemju oksīdos (REO)

Šis ir tehniski visprasīgākais un videi viskaitīgākais posms. Jauktais REE koncentrāts satur visus 17 elementus. To atdalīšana atsevišķos tīros savienojumos prasa sarežģītu šķidruma-šķidruma ekstrakcijas procesu secību — simtiem vai tūkstošiem atdalīšanas pakāpju tvertņu kaskādēs.

Atdalīšanas secība izmanto niecīgas ķīmisko īpašību atšķirības starp blakus esošajiem REE. Tas prasa lielus kapitālieguldījumus, plašas ķīmiskās zināšanas un ievērojamu daudzumu organisko šķīdinātāju un skābju. Atkritumu plūsmas ir problemātiskas (REE rūdas bieži satur toriju un urānu kā radioaktīvus piemaisījumus; apstrādes procesā rodas skābi un radioaktīvi notekūdeņi).

Ķīna savu atdalīšanas nozari izveidoja milzīgā mērogā 1980.–2000. gados ar valdības atbalstu un zemākām vides aizsardzības izmaksām, nekā tas būtu bijis atļauts ASV vai Eiropā. Tagad tā pārvalda lielāko daļu pasaules atdalīšanas jaudu.

4. posms — Metālu un sakausējumu ražošana

Atdalītie REO tiek pārveidoti metālos (piemēram, neodīma metāls, disprozija metāls) un sakausējumos (NdFeB sakausējums ir galvenais produkts). Tam ir nepieciešama reducēšanas metalurģija — parasti oksīda reducēšana ar kalciju vai elektrolīzes ceļā. Ķīna dominē arī šajā posmā.

NdFeB sakausējuma stieņi vai pulveris pēc tam tiek pārdoti magnētu ražotājiem.

5. posms — Pakārtotā ražošana (magnēti, luminofori, katalizatori)

NdFeB sakausējums kļūst par saķepinātiem vai saistītiem magnētiem. Pēc tam magnēti tiek montēti dzinējos, ģeneratoros, cietajos diskdziņos un citās iekārtās. Magnētu ražošana prasa precīzu apstrādi un pārklāšanu — arī šeit dominē Ķīnas ražotāji (Zhongke Sanhuan, Yantai Zhenghai Magnetic Materials, Ningbo Yunsheng).

Svarīgākais punkts: viena tonna iegūtas REE rūdas ķēdes beigās kļūst par nelielu daudzumu augstas tīrības pakāpes, dārgu magnētu. Pievienotā vērtība katrā posmā ir ievērojama, un Ķīna gūst lielāko daļu no šīs vērtības.

---

Kāpēc Ķīna dominē

Ķīnas dominance retzemju metālu piegādes ķēdēs nav nejaušība. Tas ir mērķtiecīgu politisko lēmumu rezultāts trīs gadu desmitu laikā.

Bayan Obo priekšrocība

Bayan Obo atradne Iekšējā Mongolijā ir ģeoloģiska dāvana — pasaulē lielākā un bagātākā zināmā REE atradne. Tā satur milzīgas vieglo REE (galvenokārt cērija, lantāna un neodīma) rezerves, kas saistītas ar dzelzsrūdu. Ķīnas valsts uzņēmumi (galvenais operators ir China Northern Rare Earth Group) iegūst tos milzīgos apjomos, un REE ir dzelzsrūdas ieguves blakusprodukts — faktiski subsidēts ar dzelzsrūdas ekonomiku.

Politikas virzīta nozares attīstība

Ķīnas valdība 1980. gados identificēja REE kā stratēģisku materiālu. Dena Sjaopina slavenais 1992. gada izteikums — “Tuvajiem Austrumiem ir nafta, Ķīnai ir retzemju metāli” — ietvēra šo stratēģisko nodomu. Valdība novirzīja ieguldījumus pārstrādes jaudās, finansēja tehnoloģiju attīstību, noteica eksporta un iekšzemes ražošanas kvotas un izmantoja REE politiku kā rūpniecības instrumentu.

Zemas vides aizsardzības izmaksas (vēsturiski)

REE apstrāde rada skābus notekūdeņus, radioaktīvus atlikumus (no torija un urāna rūdā) un lielu daudzumu ķīmisko atkritumu. Rietumvalstu vides noteikumi būtu prasījuši dārgu atkritumu attīrīšanu un utilizāciju. Ķīnas rūpniecības attīstības laikā šīs izmaksas bija zemākas — faktiski tās tika novirzītas videi. Tas deva Ķīnas pārstrādātājiem būtisku izmaksu priekšrocību salīdzinājumā ar potenciālajiem ASV vai Eiropas konkurentiem.

Eksporta cenu noteikšanas stratēģija

Gadiem ilgi Ķīna uzturēja REE eksporta kvotas, kas uzturēja eksporta cenas zemākas, nekā tās varētu būt bijušas, padarot neekonomisku ārpus Ķīnas esošajiem ražotājiem iegūt REE iekšzemē vai investēt alternatīvā apstrādē. Līdz brīdim, kad šī stratēģija tika atpazīta, globālā REE nozare ārpus Ķīnas bija lielā mērā atrofējusies — raktuves slēgtas, pārstrādes iekārtas likvidētas un pieredze zaudēta.

Ķīnas dienvidu jonu mālu atradnes

Ķīnai ir gandrīz monopolstāvoklis smago REE ražošanā, jo Ķīnas dienvidu jonu mālu atradnes ir galvenais pieejamais Dy, Tb un Y avots pasaulē. Alternatīvās HREE atradnes (Ziemeļamerikas karbonatīti, dažas Āfrikas atradnes) satur daudz mazāku smago REE koncentrāciju un nav komerciāli attīstītas lielā mērogā.

---

2010. gada eksporta kvotu krīze

2010. gads bija lūzuma punkts retzemju metālu tirgū, kas mainīja valdību un korporāciju skatījumu uz REE piegādes ķēdes risku.

Kas notika

2010. gadā Ķīna būtiski samazināja savas REE eksporta kvotas — samazinot gada eksporta limitu par aptuveni 40%, salīdzinot ar iepriekšējiem gadiem. Vienlaikus Ķīna pastiprināja kontroli pār iekšzemes ražošanu un sāka konsolidēt savu REE nozari valsts uzņēmumos, lai mazinātu nelegālo ieguvi un uzlabotu vides prasību ievērošanu.

Ietekme uz REE cenām bija dramatiska. Tā kā ārpus Ķīnas esošajiem pircējiem bija pieejams ierobežots piedāvājums un nebija alternatīvu avotu lielā mērogā, cenas strauji pieauga:

• Lantāna oksīds: no ~6 $/kg līdz vairāk nekā 60 $/kg (10-kāršs pieaugums)
• Cērija oksīds: no ~5 $/kg līdz vairāk nekā 60 $/kg (12-kāršs)
• Neodīma oksīds: no ~20 $/kg līdz vairāk nekā 280 $/kg (14-kāršs)
• Disprozija oksīds: no ~200 $/kg līdz vairāk nekā 2 800 $/kg (14-kāršs)
• Terbija oksīds: no ~600 $/kg līdz vairāk nekā 4 000 $/kg (7-kāršs, bet no jau augstas bāzes)

Šie cenu lēcieni smagi skāra elektronikas, dzinēju, vēja turbīnu un hibrīdauto ražotājus. Toyota, kas izmanto REE saturošus NiMH akumulatorus savos Prius hibrīdos, saskārās ar ievērojamu izmaksu pieaugumu. Vēja turbīnu ražotāji pārskatīja reto zemju magnētu dizainus. Elektronikas ražotāji steidzīgi meklēja alternatīvus piegādātājus.

Japānas un Ķīnas diplomātiskais incidents

2010. gada septembrī Ķīnas zvejas kuģis sadūrās ar Japānas krasta apsardzes kuģiem netālu no Senkaku/Diaoju salām (strīdus teritorija starp Japānu un Ķīnu). Ķīna neformāli apturēja REE piegādes uz Japānu uz aptuveni diviem mēnešiem — solis, ko plaši interpretēja kā ekonomisku piespiešanu, lai gan Ķīna noliedza REE izmantošanu kā politisku instrumentu.

Apturēšana ilga tikai dažas nedēļas, taču tās ietekme uz Japānas korporatīvo stratēģiju ilga gadiem. Japānas ražotāji ievērojami investēja REE pārstrādē, materiālu efektivitātē (samazinot Dy/Tb saturu magnētos) un REE uzkrājumu veidošanā. Japāna arī finansēja REE ieguves projektus Austrālijā (Lynas Corporation) kā alternatīvu piegādes avotu.

Pasaules Tirdzniecības organizācijas (PTO) strīds un sekas

Japāna, ASV un ES 2012. gadā iesniedza PTO sūdzību par Ķīnas REE eksporta ierobežojumiem. PTO 2014. gadā lēma pret Ķīnu, atzīstot, ka eksporta kvotas un nodevas pārkāpj tirdzniecības noteikumus. 2015. gada janvārī Ķīna atcēla savas REE eksporta kvotas — lai gan tā saglabāja iekšzemes ražošanas kvotas un konsolidēja valsts kontroli pār nozari.

REE cenas strauji kritās no saviem 2011. gada augstākajiem punktiem, kad kvotas tika atceltas un sāka darboties jaunas ieguves vietas (Lynas Austrālijā, MP Materials Mountain Pass ASV). Taču Ķīna saglabāja savu pārstrādes un magnētu ražošanas dominanci, pateicoties izmaksu priekšrocībām, kuras nebija radījušas tikai eksporta kvotas.

---

Cenu dinamika un tirgus struktūra

Retzemju metālu cenas ir vienas no vismazāk caurskatāmajām preču tirgū.

Nav centrālās biržas

Atšķirībā no vara (LME), jēlnaftas (NYMEX/ICE) vai zelta (COMEX), REE nav centrālās biržas. Cenas tiek noteiktas divpusējās ārpusbiržas (OTC) sarunās starp ražotājiem, tirgotājiem un gala lietotājiem.

Cenu ziņošana

Cenas publicē neatkarīgas cenu ziņošanas aģentūras: Metal Bulletin (tagad Fastmarkets), Asian Metal un Shanghai Metals Market (SMM) publicē REO un metālu cenas. Ķīnas iekšzemes cenas (publicētas CNY/tonnā) tiek novērotas visaktīvāk, jo Ķīna ir galvenais tirgus veidotājs.

Galvenie cenu pāri, kuriem jāseko:

• Neodīma-prazeodīma (NdPr) oksīda cena: vissvarīgākais magnētu REE etalons, kas atspoguļo pieprasījumu no EV un vēja turbīnu magnētu ražotājiem
• Disprozija oksīda un metāla cena: kritisks HREE augstas temperatūras magnētu veiktspējai
• Cērija un lantāna oksīds: REE spektra liela apjoma, zemas vērtības gala produkcija

Ķīnas cenu noteikšanas vara

Tā kā Ķīna kontrolē lielāko daļu pārstrādes jaudu, Ķīnas iekšzemes cenu līmeņi lielā mērā nosaka globālo REE cenu grīdu. Kad Ķīna ierobežo iekšzemes ražošanu (caur kvotu samazinājumiem, ko paziņo Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrija, MIIT), cenas visā pasaulē pieaug. Kad Ķīnas ražošanas kvotas tiek palielinātas, cenas krīt.

Cenu nepastāvība

REE cenas mēdz būt ārkārtīgi nepastāvīgas — 2010.–2011. gada lēciens un tam sekojošais sabrukums ir visdramatiskākais piemērs. Nepastāvība atspoguļo cenas ziņā neelastīgu pieprasījumu (nevar viegli aizstāt Dy augstas temperatūras dzinēja lietojumos), koncentrētu piedāvājumu un periodiskus, politikas izraisītus piegādes satricinājumus.

Starp nepastāvības epizodēm REE tirgi bieži ir samērā mierīgi — ilgstoši mērenu, diapazonos svārstīgu cenu periodi, ko pārtrauc akūti lēcieni.

---

Rietumu reakcija un diversifikācijas centieni

Pēc 2010. gada krīzes tika uzsākti vairāki centieni dažādot piegādes, lai mazinātu atkarību no Ķīnas REE. Rezultāti ir bijuši dažādi.

Lynas Corporation (Austrālija → Malaizija)

Lynas iegūst REE Mt. Weld atradnē Rietumaustrālijā (viena no augstākās kvalitātes REE atradnēm ārpus Ķīnas) un apstrādā koncentrātu savā LAMP (Lynas Advanced Materials Plant) rūpnīcā Kuantanā, Malaizijā. Lynas ir vienīgais nozīmīgais ārpus Ķīnas esošais REE atdalīšanas uzņēmums, kas darbojas komerciālā mērogā. Tas piegādā NdPr oksīdu un citus LREE japāņu un citiem ārpus Ķīnas esošiem klientiem. Tomēr tas neražo smagos REE (Dy, Tb) ievērojamā daudzumā.

MP Materials (ASV — Mountain Pass)

Mountain Pass Kalifornijā, vienīgā ASV REE raktuve, tika nopirkta pēc bankrota un atjaunota, pateicoties MP Materials. MP tagad ražo REE koncentrātu un ir ieguldījis līdzekļus atdalīšanas iekārtās Mountain Pass, lai ražotu NdPr oksīdu iekšzemē. MP arī būvē magnētu ražotni Fortvortā, Teksasā — mēģinot izveidot pilnu ASV retzemju metālu piegādes ķēdi no raktuves līdz magnētam.

Aizsardzības uzkrājumi

ASV Aizsardzības departaments (DoD) uztur kritisko materiālu, tostarp dažu REE, krājumus. 2020. gada izpildrīkojums par kritiskiem materiāliem un turpmākās darbības saskaņā ar Inflācijas mazināšanas aktu (Inflation Reduction Act) ir piešķīrušas finansējumu REE piegādes ķēdes attīstībai.

Pārstrāde

REE pārstrāde no nolietotiem produktiem (magnēti no nodotiem dzinējiem, cietajiem diskdziņiem, vēja turbīnām) pieaug, taču joprojām veido niecīgu daļu no primārā piedāvājuma. Reģenerācijas rādītāji pašlaik ir zemi, jo REE daudzums uz vienu vienību ir mazs un atdalīšana ir sarežģīta. Tā kā magnētu apjoms elektromobiļos un vēja turbīnās pieaug, nolietoto produktu pārstrādes potenciāls palielināsies — potenciāli nodrošinot nozīmīgu sekundārās piegādes avotu 2030. gados.

---

Biežāk uzdotie jautājumi

Vai retzemju metāli patiešām ir reti?

Ne attiecībā uz sastopamību Zemes garozā — cērijs (visizplatītākais REE) Zemes garozā ir sastopams biežāk nekā varš vai svins. “Reti” atspoguļo sākotnējo novērojumu, ka tie reti sastopami koncentrētās minerālu atradnēs, kas bija viegli pieejamas 19. gadsimta kalnrūpniecībai. Praksē izaicinājums ir ekonomiska koncentrācija un apstrādes sarežģītība, nevis absolūts trūkums. Smagie REE (Dy, Tb) ir patiesi mazāk sastopami un ģeogrāfiski koncentrētāki nekā vieglie.

Kas ir NdFeB un kāpēc tas ir svarīgs?

NdFeB apzīmē neodīma-dzelzs-boru — visspēcīgākā komerciālā pastāvīgā magnēta formulu. NdFeB magnētus izmanto elektromobiļu vilces dzinējos, vēja turbīnu ģeneratoros un daudzos citos lietojumos, jo to augstā magnētiskā izturība ļauj izgatavot mazākus, vieglākus dzinējus un ģeneratorus. Neodīma un prazeodīma saturs (NdPr sakausējums) ir galvenais REE izmaksu dzinējspēks. Disproziju un terbiju nelielos daudzumos pievieno, lai saglabātu veiktspēju augstā darba temperatūrā (svarīgi dzinējos, kas sakarst).

Kas notiktu, ja Ķīna atkal ierobežotu REE eksportu?

2010. gada stila ierobežojumu atkārtošanās izraisītu akūtus cenu lēcienus ārpus Ķīnas esošajiem pircējiem, īpaši NdPr oksīdam (kritisks EV magnētiem) un Dy/Tb (kritisks augstas temperatūras veiktspējai). EV dzinēju un vēja turbīnu ražošana ārpus Ķīnas saskartos ar izmaksu pieaugumu un iespējamu piegādes deficītu. Rietumu ražotāji kopš tā laika ir ieguldījuši krājumu veidošanā, materiālu efektivitātē un alternatīvos avotos (Lynas, MP Materials), taču alternatīvas joprojām nav pietiekamas, lai īstermiņā pilnībā aizstātu Ķīnas piedāvājumu.

Vai EV dzinējus var izgatavot bez retzemju metāliem?

Jā — ir divas plašas alternatīvas. Pirmkārt, tinuma rotora dzinēji (izmantojot vara tinumus pastāvīgo magnētu vietā) neprasa REE, taču tie ir smagāki un mazāk efektīvi. Otrkārt, indukcijas dzinēji (kā izmantots Tesla Model S aizmugurējā dzinējā) vispār neizmanto pastāvīgos magnētus. Tomēr pastāvīgo magnētu dzinējiem ir pārāka jaudas un svara attiecība, tāpēc tie dominē EV lietojumos. Dzinēju ražotāji strādā pie tā, lai samazinātu Dy/Tb saturu, izmantojot uzlabotu magnētu dizainu un graudu robežu difūzijas metodes.

Kā smago REE ieguve no jonu māliem atšķiras no parastās ieguves?

Jonu mālu atradnes Ķīnas dienvidos tiek iegūtas, izmantojot izskalošanu uz vietas: amonija sulfāta šķīdums tiek ievadīts mālos, izšķīdinot adsorbētos REE jonus, un iegūtais šķīdums tiek savākts un apstrādāts. Tas ļauj izvairīties no parastās spridzināšanas un rūdas transportēšanas, taču prasa lielas platības, rada ievērojamu ar amonija sulfātu piesārņotu notekūdeņu daudzumu un izraisa būtisku ainavas izmaiņu. Vides prasību ievērošana šajās atradnēs vēsturiski ir bijusi vāja, kas veicina nelegālu ieguvi, kuru Ķīnas valdība vairākkārt ir mēģinājusi apspiest.

Vai REE ir nākotnes darījumu tirgus?

REE nav standartizēta nākotnes darījumu tirgus. Visa tirdzniecība notiek ārpusbiržas (OTC), un cenas tiek noteiktas divpusēji starp ražotājiem, tirgotājiem un pircējiem. Cenu ziņošanas aģentūras (Fastmarkets, SMM, Asian Metal) publicē ikdienas vai iknedēļas novērtējumus, pamatojoties uz apsekotiem darījumiem. Šī cenu neskaidrība apgrūtina risku ierobežošanu (hedžēšanu) — pircēji nevar fiksēt REE izmaksas tā, kā vara pircējs var hedžēt LME. Daži gala lietotāji pārvalda risku, izmantojot ilgtermiņa piegādes līgumus ar cenu pārskatīšanas mehānismiem, nevis biržas hedžēšanu.

---

Galvenie secinājumi

• Retzemju elementi (REE) ir 17 metāliski elementi, kas sadalīti vieglajās (LREE) un smagajās (HREE) grupās; tie nav īpaši reti, taču tos ir grūti atdalīt un ekonomiski koncentrēt.
• Mūsdienu tehnoloģijām kritiskākie REE ir neodīms (Nd), prazeodīms (Pr), disprozijs (Dy) un terbijs (Tb) — visi būtiski NdFeB pastāvīgajiem magnētiem, ko izmanto EV dzinējos un vēja turbīnās.
• Piegādes ķēdei ir pieci posmi: ieguve → bagātināšana → atdalīšana atsevišķos REO → metālu/sakausējumu ražošana → pakārtotā ražošana (magnēti, luminofori, katalizatori).
• Ķīna kontrolē aptuveni 60% globālās REE ieguves un 85%+ atdalīšanas un pārstrādes — tā ir viskoncentrētākā jebkura kritiska materiāla piegādes ķēde.
• Ķīnas dominance atspoguļo Bayan Obo atradni (pasaulē lielākā REE raktuve), gadu desmitiem ilgo valdības rūpniecības politiku, vēsturiski zemākās vides aizsardzības izmaksas un gandrīz monopolu uz smago REE avotiem Ķīnas dienvidu jonu mālu atradnēs.
• 2010. gada eksporta kvotu krīze — kuras laikā REE cenas pieauga par 1 000–2 000% — joprojām ir noteicošais piegādes ķēdes riska notikums, kas izraisīja Rietumu diversifikācijas centienus un paliekošas izmaiņas Japānas korporatīvajā REE stratēģijā.
• REE nav centrālās biržas; cenas tiek noteiktas OTC tirgū un publicētas Fastmarkets, SMM un Asian Metal, un Ķīnas iekšzemes cenas lielā mērā nosaka globālo etalonu.
• Rietumu diversifikācijas centieni (Lynas Austrālijā/Malaizijā, MP Materials Kalifornijā) ir samazinājuši, bet ne likvidējuši atkarību no Ķīnas REE pārstrādes; smago REE piegādes ķēde joprojām gandrīz pilnībā ir Ķīnas kontrolē.

Related Reading

To deepen your understanding of the topics covered in this article, explore these related guides: another critical mineral supply chain with heavy Chinese concentration, the DRC-centred mining industry facing similar geopolitical scrutiny and the copper mining operations that produce rare earth concentrates as a by-product in some regions.