Kevés van belőle, ezért olyan drága

A ritkaföldfémek 98 százalékát jelenleg Kínából importálja az Euró­pai Unió – kontinensünkön nem működik ilyen bánya –, egy svéd vállalat azonban most olyan lelőhelyet talált Kiruna térségében, amellyel ez a függés csökkenthető lehet. Kiruna egyébként más okból is bekerült a hírekbe: űrkikötő nyílik a sarkkörtől kétszáz kilométerre északra található város mellett.

160737979 Fotó: Bert van Dijk

– Az ország ritkaföldfémipara súlyos károkat okozott az ökológiai rendszerekben – ismerte el a Kínai Államtanács 2010-ben. A bányászat során a nehézfémek és egyéb szennyező anyagok kibocsátása a növényzet pusztulásával, valamint a felszíni vizek, a talajvíz és a mezőgazdasági területek szennyezésével járt. A túlzott ritkaföldfém-bányászat – írta a tanács – földcsuszamlásokhoz és folyók elszennyeződéséhez vezetett.

A hulladékban lévő nehézfémekkel és más mérgező anyagokkal kapcsolatos aggodalmak miatt 2019-ben tiltakozások törtek ki Malajziában. Az aktivisták által mérgező hulladékhegynek nevezett mintegy másfél millió tonna mellékterméket a malajziai Kuantan város közelében működő ritkaföldfém-leválasztó halmozta fel. A ritkaföldfémek feloldásához az ércet kénsavval kezelik, majd vízzel hígítják. Állandó tároló híján a cég a hulladékot Kuantan mellett tárolta. A maradvány nyomokban radioaktív tóriumot tartalmazhat. A cég szerint a telephelyen dolgozók évi 1,05 millisievertnél kevesebb sugárzásnak vannak kitéve, ami jóval a Nemzetközi Atomenergia-ügynökség által a dolgozókra vonatkozó húsz millisievert sugárterhelési küszöb alatt van.
A kutatók szerint az a megoldás, ha a bányászott erőforrásokat a lehető leghatékonyabban használják, a ritkaföldfémeket újrahasznosítják. Ezzel csökkenthető a bányászat környezeti hatása.

Mire jók ezek az anyagok?

Összesen 17 ritkaföldfémet tartanak számon, ezek pedig: szkandium, ­ittrium, lantán, cérium, prazeodímium, neodímium, prométium, szamárium, ­európium, gadolínium, terbium, diszprózium, holmium, erbium, túlium, itterbium, lutécium. Túlzás nélkül állítható, hogy a periódusos rendszer egyetlen elemcsoportjának sincs olyan sokrétű felhasználása, mint a ritkaföldfémeknek. Kulcsszerepet töltenek be számos iparágban, sok esetben más anyagokkal nem helyettesíthetők. A gépkocsigyártásban például a kipufogók katalizátorában (szénhidrogén és szén-monoxid oxidációja) használnak ilyen anyagokat. A kőolaj finomítása során lantánra és cériumra van szükség. Elsősorban a magas hőmérsékletnek és oxidációnak ellenálló ötvözetek gyártásában ritkaföldfémeket ötvözőként alkalmaznak.

Ilyen ötvözetekből készülnek a gyújtóberendezések, égőfejek vagy a gázturbinák. Jelentős mennyiségű lantánt használnak fel nikkel-fémhidrid-akkumulátorokhoz, amelyekben az anód egy lantántartalmú ötvözet.

Az ilyen akkumulátorok a hibrid járművek fontos részei. Egy Toyota Prius akkumulátorához 10-15 kilogramm lantán szükséges – jelent meg korábban a Magyar Tudomány havilapban. Mind a katódsugárcsöves, mind a plazma- vagy LCD-kijelzőkön, tévéképernyőkön, monitorokon a különböző színű világító képpontokhoz ritkaföldfém-vegyületeket használnak. A vörös képponthoz európium kell. A fehér színű LED szintén ritkaföldfémeket tartalmaz. Fontos alkalmazási terület a lézerek és az optikai kábelek világa. A lézerekben főleg a neodímiumot és a terbiumot használják. A száloptikás telekommunikációs kábelek igen nagy sávszélességet biztosítanak, és az üveghez adalékul adott erbium lézerfény-erősítőként működik, így lehetővé teszi a fényjel eljuttatását nagy távolságokra, külön közbeiktatott erősítők nélkül.

Az üveggyártásban a ritkaföldfémeket adalékanyagként használják, így módosítják az optikai tulajdonságokat. Szinte minden üvegterméket, például tükröket, szemüveglencséket, ­precíziós lencséket cérium­-oxiddal políroznak. A kerámiákban a ritkaföldfémeket főként az égetési hőmérséklet csökkentésére vagy színezésre használják. Egyik legfontosabb alkalmazásuk különleges mágneses tulajdonságaiknak köszönhető. Neodímiummágnesek kerültek a villanymotorokba és generátorokba. Legnagyobb mennyiségben a szélturbinák és a hibrid autók gyártásában használják a neodímiumot.

Űrkikötő a sarkkörön túl Megnyílt az első, műholdak felbocsátásával foglalkozó űrkikötő az Európai Unió kontinentális területén. A létesítmény Svédország északi részén, Kiruna közelében található az Esrange Űrközpontban – írta az MTI. A fejlesztés során három indítóállás és az ezekhez tartozó gigantikus hangárok készültek el, amelyek elég nagyok ahhoz, hogy több hordozórakétát is elhelyezhessenek itt. A létesítmény több más európai projekttel versengett az elsőségért. A svéd űrkutatási hivatal (SSC) tájékoztatása szerint a Francia Guyana területén, Kourouban található euró­pai űrkikötő tevékenységét fogja kiegészíteni. Az első műholdat 2023 végén bocsáthatják fel. Az Európai Űrügynökség (ESA) korábban az oroszországi Pleszeck űrrepülőterét is használta műholdak felbocsátására, az Európai Unió azonban az ukrajnai háború miatt úgy döntött, hogy csökkenti orosz kitettsé­geit. Ulf Kristersson svéd miniszterelnök szerint a jelenlegi geopolitikai helyzet megmutatta, mennyire fontos, hogy az Európai Unió hozzáférjen a világűrhöz. – Az Egyenlítőhöz közeli pályán keringő műholdak esetében – ezeknél szükség van egy kelet–nyugati irányú sebességkomponensre, amiben segít a Föld forgása – hasznos, ha az űrkikötő minél közelebb van az Egyenlítőhöz, hiszen annál nagyobb a kezdő kerületi sebesség. Bőven vannak viszont olyan típusú műholdak, amelyek poláris pályára kerülnek, vagyis nagyjából az egyenlítői síkra merőlegesen keringenek – tájékoztatott Frey Sándor, az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont munkatársa. Jellemzően ilyenek a földmegfigyelő vagy kémműholdak, mert erről a pályáról az egész Föld felszínét fel lehet térképezni bizonyos időközönként. Ezeknél pedig nincs jelentősége, hogy honnan indítják. (Az oroszországi Pleszeck is magas szélességen fekszik, innen is jellemzően magas pályahajlású műholdakat indítanak.) Így egy északi starthely valóban jól kiegészíti az Egyenlítőhöz közeli Kourou űrközpontot.

Borítókép: A kínai Bayan Obo bánya adta a világtermelés 45 százalékát 2019-ben (Fotó: Getty Images)