Cadeia de Suprimentos de Terras Raras: Estágios, Riscos e o Domínio da China

Definição da cadeia de suprimentos de terras raras
A cadeia de suprimentos de terras raras percorre cinco estágios: mineração, beneficiamento (moagem e concentração), separação em óxidos de terras raras individuais, produção de metais e ligas, e fabricação a jusante de ímãs, fósforos e catalisadores. A China controla aproximadamente 60% da mineração e mais de 85% da separação e processamento, criando um risco de concentração na cadeia de suprimentos para fabricantes ocidentais de motores de veículos elétricos (VEs), turbinas eólicas, eletrônicos de defesa e bens de consumo. As terras raras não são negociadas em uma bolsa central; os preços são definidos via OTC e estão sujeitos à influência da política chinesa.

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Índice

1. O que são Elementos de Terras Raras
2. Aplicações Principais: Onde as Terras Raras são Utilizadas
3. A Cadeia de Suprimentos de Cinco Estágios
4. Por que a China Domina
5. A Crise das Cotas de Exportação de 2010
6. Dinâmica de Preços e Estrutura de Mercado
7. Resposta Ocidental e Esforços de Diversificação
8. Perguntas Frequentes
9. Principais Conclusões

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O que são Elementos de Terras Raras

Os elementos de terras raras (REEs) são um grupo de 17 elementos metálicos: os 15 lantanídeos (do lantânio ao lutécio na tabela periódica) mais o escândio e o ítrio. Apesar do nome, a maioria não é particularmente rara na crosta terrestre — eles são mais abundantes do que o ouro ou a platina. O termo “raras” refere-se à dificuldade de encontrá-los em depósitos economicamente concentrados e à complexidade de separá-los uns dos outros.

Os REEs dividem-se em dois grupos comerciais com base no seu peso atômico:

Elementos de terras raras leves (LREEs):
Lantânio (La), Cério (Ce), Praseodímio (Pr), Neodímio (Nd), Samário (Sm), Európio (Eu), Gadolínio (Gd). Os LREEs são mais abundantes e incluem algumas das aplicações de maior volume.

Elementos de terras raras pesados (HREEs):
Térbio (Tb), Disprósio (Dy), Hólmio (Ho), Érbio (Er), Túlio (Tm), Itérbio (Yb), Lutécio (Lu), mais Ítrio (Y). Os HREEs são menos abundantes, encontrados principalmente em certos depósitos de argila iônica no sul da China, e são usados em aplicações de alto desempenho (especialmente Dy e Tb em ímãs permanentes).

Os REEs comercialmente mais importantes para a tecnologia moderna são neodímio (Nd), praseodímio (Pr), disprósio (Dy) e térbio (Tb) — principalmente devido ao seu papel em ímãs permanentes de neodímio-ferro-boro (NdFeB).

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Aplicações Principais: Onde as Terras Raras são Utilizadas

As terras raras são materiais especiais — usados em quantidades relativamente pequenas por aplicação, mas em papéis críticos e difíceis de substituir.

Ímãs permanentes (NdFeB) — a aplicação dominante

Os ímãs permanentes de NdFeB (neodímio-ferro-boro) são os ímãs permanentes mais poderosos disponíveis comercialmente. Eles são usados em:

• Motores de veículos elétricos: cada VE que utiliza um motor de ímã permanente (o tipo mais comum) contém aproximadamente 2–3 kg de material de ímã de NdFeB, que contém cerca de 25–35% de teor de terras raras (principalmente Nd, Pr, Dy, Tb).
• Geradores de turbinas eólicas: turbinas eólicas offshore de acionamento direto usam grandes ímãs de NdFeB (algumas usam 600 kg+ por turbina).
• Unidades de disco rígido (HDD): embora em declínio com o crescimento dos SSDs, os HDDs tradicionais ainda usam NdFeB.
• Eletrônicos de consumo: alto-falantes, fones de ouvido, sistemas de autofoco de câmeras.
• Motores industriais e robótica.

Os ímãs de NdFeB representam aproximadamente 30–35% da demanda total de terras raras em valor.

Fósforos — iluminação e telas

Európio (vermelho), térbio (verde) e cério (azul-esverdeado) são usados em lâmpadas fluorescentes e fósforos de LED para renderização de cores. Este mercado diminuiu com o crescimento da adoção de iluminação LED (fósforos de LED usam menos REE por unidade), mas permanece significativo.

Catalisadores

O lantânio e o cério são usados em catalisadores de craqueamento catalítico fluido (FCC) em refinarias de petróleo — um dos usos de terras raras de maior volume por peso. O óxido de cério também é usado como componente de conversor catalítico automotivo e como composto de polimento para vidro óptico.

Outras aplicações

Polimento de vidro com óxido de cério, amplificadores de fibra óptica dopados com érbio, agentes de contraste de ressonância magnética com gadolínio, ímãs de samário-cobalto (uma alternativa ao NdFeB em aplicações de alta temperatura), lantânio em baterias de níquel-hidreto metálico (veículos híbridos tradicionais).

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A Cadeia de Suprimentos de Cinco Estágios

A cadeia de suprimentos de terras raras é mais longa e tecnicamente complexa do que a maioria das cadeias de suprimentos de commodities. Ela possui cinco estágios distintos, cada um exigindo conhecimentos e infraestrutura diferentes.

Estágio 1 — Mineração

Os REEs são extraídos de três tipos principais de depósitos:

• Depósitos de carbonatito: rocha ígnea contendo REE. O depósito de Bayan Obo na Mongólia Interior, China (a maior mina de REE do mundo), é principalmente carbonatito. Mountain Pass na Califórnia é outro depósito de carbonatito.
• Depósitos de placer: areias minerais pesadas (frequentemente contendo monazita e xenotima, que carregam teor de REE). Encontrados na Índia, Brasil, Austrália e partes da África.
• Depósitos de argila de adsorção iônica: encontrados principalmente no sul da China (províncias de Jiangxi, Fujian, Guangdong). Essas argilas são a principal fonte de REEs pesados (Dy, Tb, Y). Elas são extraídas por lixiviação da argila com solução de sulfato de amônio — um processo de baixo capital e ambientalmente intensivo.

A produção global de minas de REE é de aproximadamente 300.000 toneladas de equivalente de óxido de terras raras (REO) por ano (2023). A China produz cerca de 60% (aproximadamente 180.000 t); os EUA (Mountain Pass) cerca de 14%; a Austrália (Mt. Weld) cerca de 9%; a Rússia, Burundi e outros compõem o restante.

Estágio 2 — Beneficiamento (moagem e concentração)

O minério extraído passa por trituração, moagem e concentração física/química para produzir um concentrado de terras raras — tipicamente um concentrado de óxido misto ou carbonato contendo todos os elementos de REE juntos. Este estágio remove a maior parte da rocha hospedeira (minerais de ganga). O concentrado é o primeiro produto negociável na cadeia de suprimentos.

Mountain Pass (EUA, operadora MP Materials) produz concentrado que processa no local nos EUA — um investimento deliberado na profundidade da cadeia de suprimentos doméstica. A maioria dos outros concentrados fora da China é enviada para a China para processamento posterior.

Estágio 3 — Separação em óxidos de terras raras individuais (REOs)

Este é o estágio tecnicamente mais exigente e ambientalmente intensivo. O concentrado de REE misto contém todos os 17 elementos misturados. Separá-los em compostos puros individuais requer uma sequência complexa de etapas de extração por solvente líquido-líquido — centenas ou milhares de estágios de separação em baterias de tanques misturadores-decantadores.

A sequência de separação explora pequenas diferenças nas propriedades químicas de REEs adjacentes. Requer grande investimento de capital, amplo conhecimento químico e volumes significativos de solventes orgânicos e ácidos. As correntes de resíduos são problemáticas (minérios de REE frequentemente contêm tório e urânio como contaminantes radioativos; o processamento gera águas residuais ácidas e radioativas).

A China construiu sua indústria de separação em enorme escala nas décadas de 1980 a 2000, com apoio governamental e custos de conformidade ambiental mais baixos do que os que teriam sido permitidos nos EUA ou na Europa. Agora, ela opera a maior parte da capacidade de separação do mundo.

Estágio 4 — Produção de metais e ligas

Os REOs separados são convertidos em metais (ex: metal de neodímio, metal de disprósio) e ligas (a liga de NdFeB é o produto chave). Isso requer metalurgia de redução — tipicamente reduzindo o óxido com cálcio ou via eletrólise. A China também domina este estágio.

Lingotes ou pó de liga de NdFeB são então vendidos aos fabricantes de ímãs.

Estágio 5 — Fabricação a jusante (ímãs, fósforos, catalisadores)

A liga de NdFeB torna-se ímãs sinterizados ou ligados. Os ímãs são então montados em motores, geradores, unidades de disco rígido e outras aplicações. A fabricação de ímãs requer usinagem e revestimento de precisão — e é novamente dominada por produtores chineses (Zhongke Sanhuan, Yantai Zhenghai Magnetic Materials, Ningbo Yunsheng).

O ponto crítico: uma tonelada de minério de REE extraído torna-se uma pequena quantidade de ímã de alta pureza e alto valor no final da cadeia. O valor agregado em cada estágio é substancial, e a China captura a maior parte desse valor.

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Por que a China Domina

O domínio da China nas cadeias de suprimentos de terras raras não é um acidente. É o resultado de escolhas políticas deliberadas ao longo de três décadas.

A vantagem de Bayan Obo

O depósito de Bayan Obo na Mongólia Interior é um presente geológico — o maior e mais rico depósito de REE conhecido no mundo. Ele contém reservas massivas de REEs leves (principalmente cério, lantânio e neodímio) associadas ao minério de ferro. As empresas de mineração estatais chinesas (o China Northern Rare Earth Group é o principal operador) mineram-no em escala massiva, e os REEs são um coproduto da produção de minério de ferro — efetivamente subsidiados pela economia do minério de ferro.

Desenvolvimento industrial orientado por políticas

O governo chinês identificou os REEs como um material estratégico na década de 1980. A famosa declaração de Deng Xiaoping em 1992 — “o Oriente Médio tem petróleo, a China tem terras raras” — encapsulou a intenção estratégica. O governo canalizou investimentos para capacidade de processamento, financiou o desenvolvimento tecnológico, estabeleceu cotas de exportação e cotas de produção doméstica, e usou a política de REE como ferramenta industrial.

Baixos custos de conformidade ambiental (históricos)

O processamento de REE gera águas residuais ácidas, resíduos radioativos (do tório e urânio no minério) e grandes volumes de resíduos químicos. As regulamentações ambientais nos países ocidentais teriam exigido tratamento e descarte de resíduos caros. Na era de desenvolvimento industrial da China, esses custos eram menores — efetivamente externalizados para o meio ambiente. Isso deu aos processadores chineses uma vantagem de custo substancial sobre potenciais concorrentes dos EUA ou da Europa.

Estratégia de preços de exportação

Por anos, a China manteve cotas de exportação sobre REEs que mantiveram os preços de exportação mais baixos do que poderiam ter sido, tornando antieconômico para fabricantes não chineses adquirir REEs internamente ou investir em processamento alternativo. Quando essa estratégia foi reconhecida, a indústria global de REE fora da China já havia atrofiado significativamente — minas fecharam, instalações de processamento pararam e a experiência foi perdida.

Depósitos de argila iônica do sul da China

A China detém um quase monopólio na produção de REE pesados porque os depósitos de argila iônica do sul da China são a principal fonte acessível de Dy, Tb e Y do mundo. Depósitos alternativos de HREE (carbonatitos norte-americanos, alguns depósitos africanos) contêm teores muito mais baixos de REE pesados e não foram desenvolvidos comercialmente em escala.

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A Crise das Cotas de Exportação de 2010

2010 foi um ano divisor de águas nos mercados de terras raras, mudando a forma como governos e empresas pensam sobre o risco da cadeia de suprimentos de REE.

O que aconteceu

Em 2010, a China reduziu significativamente suas cotas de exportação de REE — cortando o limite anual de exportação em aproximadamente 40% em relação aos anos anteriores. Ao mesmo tempo, a China endureceu os controles sobre a produção doméstica e começou a consolidar sua indústria de REE sob empresas estatais para reduzir a mineração ilegal e melhorar a conformidade ambiental.

O efeito nos preços de REE foi dramático. Com oferta limitada disponível para compradores não chineses e sem fontes alternativas em escala, os preços dispararam:

• Óxido de lantânio: de ~$6/kg para mais de $60/kg (um aumento de 10x)
• Óxido de cério: de ~$5/kg para mais de $60/kg (12x)
• Óxido de neodímio: de ~$20/kg para mais de $280/kg (14x)
• Óxido de disprósio: de ~$200/kg para mais de $2.800/kg (14x)
• Óxido de térbio: de ~$600/kg para mais de $4.000/kg (7x, mas a partir de uma base já alta)

Esses picos de preços atingiram duramente os fabricantes de eletrônicos, motores, turbinas eólicas e veículos híbridos. A Toyota, que usa baterias NiMH contendo REE em seus híbridos Prius, enfrentou grandes aumentos de custos. Os fabricantes de turbinas eólicas reconsideraram os projetos de ímãs de terras raras. Os fabricantes de eletrônicos buscaram desesperadamente fornecedores alternativos.

O incidente diplomático Japão-China

Em setembro de 2010, um barco de pesca chinês colidiu com embarcações da guarda costeira japonesa perto das Ilhas Senkaku/Diaoyu (disputadas entre o Japão e a China). A China suspendeu informalmente os embarques de REE para o Japão por aproximadamente dois meses — uma medida amplamente interpretada como coerção econômica, embora a China tenha negado o uso de REEs como ferramenta política.

A suspensão durou apenas semanas, mas seu impacto na estratégia corporativa japonesa durou anos. Os fabricantes japoneses investiram pesadamente em reciclagem de REE, eficiência de materiais (reduzindo o teor de Dy/Tb nos ímãs) e estocagem de REE. O Japão também financiou projetos de mineração de REE na Austrália (Lynas Corporation) como uma fonte de suprimento alternativa.

Desafio na OMC e consequências

Japão, EUA e UE entraram com uma disputa na OMC contra as restrições de exportação de REE da China em 2012. A OMC decidiu contra a China em 2014, descobrindo que as cotas de exportação e tarifas violavam as regras comerciais. A China eliminou suas cotas de exportação de REE em janeiro de 2015 — embora tenha mantido cotas de produção doméstica e consolidado o controle estatal sobre a indústria.

Os preços de REE caíram drasticamente de seus picos de 2011 à medida que as cotas foram removidas e uma nova produção (Lynas na Austrália, Mountain Pass da MP Materials nos EUA) entrou em operação. Mas a China manteve seu domínio na separação e fabricação de ímãs por meio de vantagens de custo que as cotas de exportação, por si só, não haviam criado.

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Dinâmica de Preços e Estrutura de Mercado

Os preços de terras raras estão entre os menos transparentes nos mercados de commodities.

Sem bolsa central

Ao contrário do cobre (LME), petróleo bruto (NYMEX/ICE) ou ouro (COMEX), não existe uma bolsa central para REEs. Os preços são definidos através de negociações bilaterais OTC entre produtores, comerciantes e usuários finais.

Relatórios de preços

Os preços são publicados por agências de relatórios de preços independentes: Metal Bulletin (agora Fastmarkets), Asian Metal e Shanghai Metals Market (SMM) publicam preços de REO e metais. Os preços domésticos chineses (publicados em CNY/tonelada) são os mais observados ativamente porque a China é o principal formador de mercado.

Os principais pares de preços a acompanhar:

• Preço do óxido de Neodímio-Praseodímio (NdPr): o benchmark de REE para ímãs mais importante, refletindo a demanda de fabricantes de motores de VEs e turbinas eólicas
• Preço do óxido e metal de Disprósio: o HREE crítico para o desempenho de ímãs de alta temperatura
• Óxido de Cério e Lantânio: o segmento de alto volume e baixo valor do espectro de REE

Poder de precificação da China

Como a China controla a maioria da capacidade de processamento, os níveis de preços domésticos chineses estabelecem amplamente o piso para os preços globais de REE. Quando a China restringe a produção doméstica (via reduções de cotas anunciadas pelo Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, MIIT), os preços globais sobem. Quando as cotas de produção chinesas são expandidas, os preços caem.

Volatilidade de preços

Os preços de REE são episodicamente extremamente voláteis — o pico de 2010–11 e a subsequente queda sendo o exemplo mais dramático. A volatilidade reflete a combinação de demanda inelástica ao preço (você não pode substituir facilmente o Dy em uma aplicação de motor de alta temperatura), oferta concentrada e choques de oferta periódicos impulsionados por políticas.

Entre os episódios de volatilidade, os mercados de REE são frequentemente relativamente calmos — longos períodos de preços moderados e limitados a uma faixa, pontuados por picos agudos.

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Resposta Ocidental e Esforços de Diversificação

Após a crise de 2010, foram lançados múltiplos esforços para diversificar o suprimento de REE chinês. Os resultados têm sido mistos.

Lynas Corporation (Austrália → Malásia)

A Lynas extrai o depósito de REE de Mt. Weld na Austrália Ocidental (um dos depósitos de REE de maior teor fora da China) e processa o concentrado em sua instalação LAMP (Lynas Advanced Materials Plant) em Kuantan, Malásia. A Lynas é a única separadora de REE significativa fora da China operando em escala comercial. Ela fornece óxido de NdPr e outros LREEs para clientes japoneses e outros não chineses. No entanto, não produz REEs pesados (Dy, Tb) em quantidade significativa.

MP Materials (EUA — Mountain Pass)

Mountain Pass na Califórnia, a única mina de REE dos EUA, foi comprada fora da falência e reiniciada pela MP Materials. A MP agora produz concentrado de REE e investiu em instalações de separação em Mountain Pass para produzir óxido de NdPr domesticamente. A MP também está construindo uma instalação de fabricação de ímãs em Fort Worth, Texas — tentando estabelecer uma cadeia de suprimentos de terras raras completa nos EUA, da mina ao ímã.

Estocagem de defesa

O Departamento de Defesa dos EUA (DoD) mantém estoques de materiais críticos, incluindo alguns REEs. A Ordem Executiva de 2020 sobre Materiais Críticos e ações subsequentes sob a Lei de Redução da Inflação alocaram financiamento para o desenvolvimento da cadeia de suprimentos de REE.

Reciclagem

A reciclagem de REE a partir de produtos em fim de vida (ímãs de motores sucateados, discos rígidos, turbinas eólicas) está crescendo, mas permanece uma pequena fração da oferta primária. As taxas de recuperação são atualmente baixas porque as quantidades de REE por unidade são pequenas e a separação é difícil. À medida que os volumes de ímãs em VEs e turbinas eólicas crescem, o potencial de reciclagem em fim de vida aumentará — fornecendo potencialmente uma fonte de oferta secundária significativa na década de 2030.

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Perguntas Frequentes

As terras raras são realmente raras?

Não em termos de abundância crustal — o cério (o REE mais abundante) é mais comum na crosta terrestre do que o cobre ou o chumbo. “Raras” reflete a observação original de que elas raramente ocorrem em depósitos minerais concentrados do tipo facilmente acessível à mineração do século XIX. Na prática, o desafio é a concentração econômica e a complexidade de processamento, não a escassez absoluta. Os REEs pesados (Dy, Tb) são genuinamente menos abundantes e mais geograficamente concentrados do que os leves.

O que é NdFeB e por que é importante?

NdFeB significa neodímio-ferro-boro — a fórmula para o ímã permanente comercial mais forte. Os ímãs de NdFeB são usados em motores de tração de VE, geradores de turbinas eólicas e muitas outras aplicações porque sua alta força magnética permite motores e geradores menores e mais leves. O teor de neodímio e praseodímio (liga de NdPr) é o principal motor de custo de REE. Disprósio e térbio são adicionados em pequenas quantidades para manter o desempenho em altas temperaturas de operação (importante em motores que funcionam quentes).

O que aconteceria se a China restringisse as exportações de REE novamente?

Uma repetição das restrições estilo 2010 causaria picos agudos de preços para compradores fora da China, particularmente para óxido de NdPr (crítico para ímãs de VE) e Dy/Tb (crítico para desempenho em alta temperatura). A produção de motores de VE e turbinas eólicas fora da China enfrentaria aumentos de custos e potenciais déficits de oferta. Os fabricantes ocidentais desde então investiram em estocagem, eficiência de materiais e fontes alternativas (Lynas, MP Materials), mas as alternativas permanecem insuficientes para substituir totalmente o suprimento chinês no curto prazo.

Motores de VE podem ser feitos sem terras raras?

Sim — existem duas grandes alternativas. Primeiro, motores de rotor bobinado (usando enrolamentos de cobre em vez de ímãs permanentes) não requerem REEs, mas são mais pesados e menos eficientes. Segundo, motores de indução (como usados no motor traseiro do Model S da Tesla) não usam ímãs permanentes de forma alguma. No entanto, os motores de ímã permanente têm proporções de potência-peso superiores, razão pela qual dominam as aplicações de VE. Os fabricantes de motores estão trabalhando para reduzir o teor de Dy/Tb por meio de melhor design de ímãs e técnicas de difusão de contorno de grão.

Como a mineração de argila iônica de REEs pesados é diferente da mineração convencional?

Depósitos de argila iônica no sul da China são minerados usando lixiviação in-situ: solução de sulfato de amônio é injetada na argila, dissolvendo os íons de REE adsorvidos, e a solução resultante é coletada e processada. Isso evita a detonação convencional e o transporte de minério, mas requer grandes áreas de terra, gera águas residuais substancialmente contaminadas com sulfato de amônio e causa interrupção significativa na paisagem. A aplicação da lei ambiental nesses depósitos tem sido historicamente fraca, contribuindo para a mineração ilegal que o governo chinês tem tentado reprimir repetidamente.

Os REEs têm um mercado futuro?

Não existe um mercado futuro padronizado para REEs. Toda a negociação é OTC, com preços definidos bilateralmente entre produtores, comerciantes e compradores. Agências de relatórios de preços (Fastmarkets, SMM, Asian Metal) publicam avaliações diárias ou semanais com base em transações pesquisadas. Essa opacidade na precificação torna o hedge difícil — os compradores não podem travar os custos de REE da maneira que um comprador de cobre pode fazer hedge na LME. Alguns usuários finais gerenciam o risco por meio de contratos de fornecimento de longo prazo com mecanismos de revisão de preços em vez de hedges de bolsa.

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Principais Conclusões

• Os elementos de terras raras (REEs) são 17 elementos metálicos divididos em grupos leves (LREE) e pesados (HREE); eles não são particularmente escassos, mas são difíceis de separar e concentrar economicamente.
• Os REEs mais críticos para a tecnologia moderna são o neodímio (Nd), praseodímio (Pr), disprósio (Dy) e térbio (Tb) — todos essenciais para ímãs permanentes de NdFeB usados em motores de VEs e turbinas eólicas.
• A cadeia de suprimentos tem cinco estágios: mineração → beneficiamento → separação em REOs individuais → produção de metal/liga → fabricação a jusante (ímãs, fósforos, catalisadores).
• A China controla aproximadamente 60% da mineração global de REE e mais de 85% da separação e processamento — a cadeia de suprimentos mais concentrada de qualquer material crítico.
• O domínio da China reflete o depósito de Bayan Obo (maior mina de REE do mundo), décadas de política industrial governamental, custos de conformidade ambiental historicamente mais baixos e quase monopólio das fontes de REE pesados em depósitos de argila iônica do sul da China.
• A crise das cotas de exportação de 2010 — na qual os preços de REE dispararam 1.000–2.000% — permanece o evento de risco da cadeia de suprimentos definidor, desencadeando esforços de diversificação ocidentais e mudanças duradouras na estratégia corporativa japonesa de REE.
• Os REEs não têm bolsa central; os preços são definidos via OTC e publicados pela Fastmarkets, SMM e Asian Metal, com os preços domésticos chineses estabelecendo amplamente o benchmark global.
• Os esforços de diversificação ocidentais (Lynas na Austrália/Malásia, MP Materials na Califórnia) reduziram, mas não eliminaram, a dependência do processamento de REE chinês; a cadeia de suprimentos de REE pesados permanece quase inteiramente controlada pela China.

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