فلزات خاکی کمیاب: کاربردها، بازار و اهمیت استراتژیک
شاید نام "فلزات خاکی کمیاب" این تصور را ایجاد کند که با موادی نادر و نایاب روبرو هستیم. اما واقعیت این است که این فلزات آنقدرها هم کمیاب نیستند. اهمیت واقعی آن‌ها در کاربردهایشان نهفته است.
این عناصر نقش کلیدی در تولید لنزها و لیزرهای با عملکرد بالا دارند و جزء ضروری‌ترین مواد برای ساخت قوی‌ترین آهنرباها و ابررساناهای جهان به شمار می‌روند.
دلیل گران‌قیمت بودن فلزات خاکی کمیاب، هزینه بالای استخراج آن‌ها بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر برای محیط زیست است. از طرفی، سودآوری این فلزات در بازارهای جهانی به طور سنتی پایین بوده است. این عوامل باعث شده بود که در گذشته توجه کمتری به آن‌ها شود، تا اینکه جهان متوجه شد بخش عمده بازار این فلزات در کنترل کشور چین قرار دارد.
مجموع این چالش‌ها، همراه با تقاضای روزافزون برای این فلزات در صنایع پیشرفته، پیچیدگی‌های اقتصادی و سیاسی‌ای را به وجود آورده که این عناصر را برای سرمایه‌گذاران جذاب‌تر کرده است.
فلزات خاکی کمیاب در بازار جهانی
بر اساس گزارش سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا، تا سال ۲۰۱۸، کشور چین حدود ۸۰٪ از تقاضای جهانی فلزات خاکی کمیاب را تامین می‌کرد (در حالی که این رقم در سال ۲۰۱۰، ۹۵٪ بود). معادن چین غنی از عناصری مانند ایتریم، لانتان و نئودیمیم هستند.
از آگوست سال ۲۰۱۰، نگرانی‌ها در مورد سلطه چین بر منابع حیاتی فلزات خاکی کمیاب، پس از آنکه چین بدون هیچ توضیح رسمی سهمیه صادرات این فلزات را محدود کرد، افزایش یافت. این اقدام بلافاصله بحث و جدل‌ها درباره تمرکز زدایی تولید جهانی فلزات خاکی کمیاب را برانگیخت.
مقادیر زیادی از سنگ معدن فلزات خاکی کمیاب در سال ۱۹۴۹ در کالیفرنیا کشف شد و تلاش برای یافتن منابع بیشتر در سراسر آمریکای شمالی ادامه دارد. اما استخراج فعلی در این مناطق به اندازه‌ای نیست که بتواند به طور استراتژیک بخشی از بازار جهانی فلزات خاکی کمیاب را کنترل کند (به عنوان مثال، معدن Mountain Pass در کالیفرنیا هنوز هم مجبور است مواد معدنی خود را برای پردازش به چین ارسال کند).
فلزات خاکی کمیاب در بورس اوراق بهادار نیویورک (NYSE) به شکل صندوق‌های سرمایه‌گذاری قابل معامله (ETF) معامله می‌شوند. این صندوق‌ها در واقع سبدی از سهام شرکت‌های تامین کننده و استخراج کننده این فلزات هستند، نه خود فلزات. دلیل این امر کمیابی و قیمت بالای این فلزات، و همچنین مصرف تقریباً صرفاً صنعتی آن‌ها است. فلزات خاکی کمیاب برخلاف فلزات گرانبها که ارزش ذاتی و کاربردهای غیرفنی دارند، سرمایه‌گذاری فیزیکی خوبی محسوب نمی‌شوند.
فلزات خاکی کمیاب و کاربردهای آن‌ها
در جدول تناوبی عناصر، ستون سوم به عناصر خاکی کمیاب اختصاص دارد. ردیف سوم این ستون در پایین جدول گسترش یافته و سری لانتانیدها را نشان می‌دهد. اسکاندیم و ایتریم نیز به عنوان فلزات خاکی کمیاب فهرست شده‌اند، اگرچه بخشی از سری لانتانیدها نیستند. دلیل این امر شباهت فراوانی این دو عنصر با لانتانیدها است.
در زیر، ۱۷ فلز خاکی کمیاب به ترتیب افزایش جرم اتمی و برخی از کاربردهای رایج آن‌ها ذکر شده است:
- اسکاندیم (Scandium): وزن اتمی ۲۱. برای تقویت آلیاژهای آلومینیوم استفاده می‌شود.
- ایتریم (Yttrium): وزن اتمی ۳۹. در ابررساناها و منابع نور ویژه کاربرد دارد.
- لانتان (Lanthanum): وزن اتمی ۵۷. در شیشه‌ها و عدسی‌های خاص، الکترودها و ذخیره هیدروژن استفاده می‌شود.
- سریم (Cerium): وزن اتمی ۵۸. اکسید کننده بسیار خوبی است، در شکستن مولکول‌های نفت در پالایش نفت و برای رنگ زرد در سرامیک و شیشه استفاده می‌شود.
- پرازئودیمیم (Praseodymium): وزن اتمی ۵۹. در آهنرباها، لیزرها و به عنوان رنگ سبز در سرامیک و شیشه کاربرد دارد.
- نئودیمیم (Neodymium): وزن اتمی ۶۰. در آهنرباها، لیزرها و به عنوان رنگ بنفش در سرامیک و شیشه استفاده می‌شود.
- پرومتیوم (Promethium): وزن اتمی ۶۱. در باتری‌های هسته‌ای استفاده می‌شود. فقط ایزوتوپ‌های ساخته شده توسط انسان تاکنون روی زمین مشاهده شده‌اند، با این گمانه‌زنی که ۵۰۰-۶۰۰ گرم به طور طبیعی در این سیاره وجود دارد.
- ساماریم (Samarium): وزن اتمی ۶۲. در آهنرباها، لیزرها و جذب نوترون استفاده می‌شود.
- اروپیم (Europium): وزن اتمی ۶۳. تولید کننده فسفرهای رنگی، لیزرها و لامپ‌های بخار جیوه است.
- گادولینیم (Gadolinium): وزن اتمی ۶۴. در آهنرباها، عدسی‌های ویژه و حافظه کامپیوتر کاربرد دارد.
- تربیم (Terbium): وزن اتمی ۶۵. به عنوان رنگ سبز در سرامیک و رنگ‌ها، و در لیزرها و لامپ‌های فلورسنت استفاده می‌شود.
- دیسپروزیم (Dysprosium): وزن اتمی ۶۶. در آهنرباها و لیزرها کاربرد دارد.
- هولمیم (Holmium): وزن اتمی ۶۷. در لیزرها استفاده می‌شود.
- اربیم (Erbium): وزن اتمی ۶۸. در آلیاژ فولاد با وانادیوم و همچنین در لیزرها کاربرد دارد.
- تولیم (Thulium): وزن اتمی ۶۹. در تجهیزات قابل حمل اشعه ایکس استفاده می‌شود.
- ایتربیم (Ytterbium): وزن اتمی ۷۰. در لیزرهای مادون قرمز استفاده می‌شود. همچنین، به عنوان یک کاهنده شیمیایی عالی عمل می‌کند.
- لوتتیم (Lutetium): وزن اتمی ۷۱. در شیشه‌های خاص و تجهیزات رادیولوژی استفاده می‌شود.
- جدول تناوبی
- شیمی
- علم
