ファクトボックス: レアアースを鉱山から磁石に変える複雑さ

2020年1月30日、米国カリフォルニア州マウンテンパスにあるMPマテリアルズレアアース鉱山で、トラックに鉱石を詰めるホイールローダーのオペレーター。ロイター/スティーブ・マーカス/ファイル写真

［８月２日 ロイター］ - MPマテリアルズ(MP.N)と他の西側企業は、中国が支配する分野でのグリーンエネルギー革命に必要な加工レアアースの供給開発を模索している。

17 種類の銀白色のレアアース鉱物が地殻に存在することは珍しいことではありません。 しかし、経済的に実行可能な鉱床を見つけるのはさらに難しく、真の希少性は、それらをさまざまな重要な製品に使用される永久磁石の製造に必要な材料に分離する複雑なプロセスにあります。

中国は世界のレアアース鉱山生産量の約60％を占めるが、加工されたレアアースと磁石の生産量では中国のシェアが85％～90％に跳ね上がっている。

ゴールドマン・サックスによると、中国以外で稼働、建設、再稼働中のレアアース精製所はわずか5社のみだという。

以下は、レアアースが電気自動車と風力タービン（今後数年間で需要を牽引する 2 つの主要分野）で使用される磁石になるまでに必要な複雑な手順です。

鉱石はまず露天掘りまたは地​​下鉱山から抽出され、粉砕されて、通常は鉱山現場の近くにある工場に移されます。

鉱石には少量のレアアースが含まれていますが、他の鉱物は浮遊選鉱、磁気または静電処理によって除去され、多くの場合 60% ～ 70% のレアアースを含む混合レアアース濃縮物が生成されます。

他の作業では、鉱業廃棄物の副産物として、または鉱物砂や鉄鉱石などの他の金属からレアアース濃縮物が生成されます。

モナザイトなどの特定の種類の鉱石では、多くの場合酸を使用して鉱石から放射性トリウムまたはウランを除去する別のステップを実行する必要があります。

最も困難なステップの 1 つは、個々のレアアースを互いに分離することです。 この技術は、第二次世界大戦後、米国政府の研究所で初めて開発されました。

分離はイオン交換技術を使用して実行できます。 アンモニア、塩酸、硫酸塩などの溶媒を使用して行うこともできますが、そのような化学物質の中には癌を引き起こす可能性のある有毒廃棄物を生成するものもあります。

いわゆる軽希土類と重希土類は、個々の希土類が抽出される異なる分離回路を通過する必要があります。

より環境に優しい新しい技術が開発されていますが、まだ広く使用されていません。

分離された希土類酸化物または炭酸塩は、希土類金属に精製されます。

最も広く使用されている永久磁石は、希土類のネオジムとプラセオジムを鉄とホウ素と組み合わせ、真空誘導炉に入れて合金を形成します。 磁石の耐熱性を高めるために、少量の希土類であるジスプロシウムとテルビウムが添加されることがよくあります。

合金インゴットは窒素とアルゴン雰囲気中で分解され、ジェットミルでミクロンサイズの粉末に加工され、磁石にプレスされる前に「焼結」と呼ばれる高温高圧プロセスを経ます。

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