Όλο και πιο «σπάνια» η αλήθεια για τις Σπάνιες Γαίες

FILE - Refined tellurium is displayed at the Rio Tinto Kennecott refinery, May 11, 2022, in Magna, Utah. The world has enough rare earth minerals and other critical raw materials to switch from fossil fuels to renewable energy to produce electricity and limit global warming, according to a new study that counters concerns about the supply of such minerals. (AP Photo/Rick Bowmer, File)

Γράφει ο Νικόλαος Αρβανιτίδης, Δρ Οικονομικός Γεωλόγος

Οι σπάνιες γαίες (ΣΓ) είναι ίσως οι πιο «γεωπολιτικές»,  μεταξύ των 32 στρατηγικών και κρίσιμων ορυκτών πρώτων υλών (ΣΚΟΠΥ) που περιλαμβάνονται στην ευρωπαϊκή λίστα. Η πρόσβαση τους στην βάση εξόρυξης ευρωπαϊκών κοιτασμάτων, με φόντο τους έτσι και αλλιώς φιλόδοξους στόχους του Κανονισμού ΣΚΟΠΥ με ορόσημο το 2030, αποτελεί μεγάλη αναπτυξιακή πρόκληση. Γιατί αν και η εκκίνηση είναι εφικτή και ο προορισμός γνωστός, η διαδρομη είναι δύσβατη, αφού ο δρόμος είναι γεμάτος «λακκούβες» και εμπόδια.

Με άλλα λόγια, ακόμη και αν αύριο αξιοποιήσουμε εξορυκτικά όλα τα κοιτάσματα ΣΓ που διαθέτει η Ευρώπη, η ΕΕ θα παραμείνει εξαρτώμενη από την Κίνα όπου γίνεται σήμερα, σχεδόν αποκλειστικά, η τεχνολογική επεξεργασία και ο διαχωρισμός των 17 μετάλλων που αποτελούν την ομάδα των ΣΓ. Στην Κίνα  άλλωστε μεταφέρονται και καταλήγουν προς επεξεργασία τόσο τα αμερικανικά όσο και τα αυστραλιανά μεταλλεύματα ΣΓ. Ενώ δηλαδή εξορύσσει το 69% ορυκτών πρώτων υλών (ΟΠΥ) ΣΓ στον κόσμο, παράγει το 90% επεξεργασμένων τελικών προϊόντων.  Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η Κίνα να κυριαρχεί και στην παγκόσμια παραγωγή μόνιμων μαγνητών νεοδυμίου σε ποσοστό περίπυ 85%.

Αλλά ας πιάσουμε τα πράγματα από την αρχή, αξιολογώντας από την μια την πραγματική κοιτασματολογική διάσταση ΣΓ στον κόσμο και την Ευρώπη, και από την άλλη τις προϋποθέσεις  που ισχύουν και πρέπει να ληφθούν υπόψη για μια όσο το δυνατόν ρεαλιστικότερη  προσέγγιση  αξιοποίησης του υφιστάμενου αποθεματικού δυναμικού.  

Ποιες είναι οι σπάνιες γαίες και πως διακρίνονται;

Οι σπάνιες γαίες είναι μια ομάδα δεκαεπτά χημικών στοιχείων που εμφανίζονται μαζί στον περιοδικό πίνακα (Σχ. 1). Η ομάδα αποτελείται από ύττριο και τα 15 λεγόμενα λανθανίδια (λανθάνιο, δημήτριο, πρασεοδύμιο, νεοδύμιο, προμήθειο, σαμάριο, ευρώπιο, γαδολίνιο, τέρβιο, δυσπρόσιο, χόλμιο, έρβιο, θούλιο, υτέρβιο και λουτέτιο). Το σκάνδιο βρίσκεται στα περισσότερα μεταλλοφόρα συστήματα ΟΠΥ σπάνιων γαιών και ταξινομείται και αυτό σαν στοιχείο σπανίων γαιών. Τα στοιχεία σπάνιων γαιών υποδιαιρούνται σε ”Βαριές σπάνιες γαίες” και ”Ελαφριές σπάνιες γαίες” (Σχ. 1). Το λανθάνιο, το δημήτριο, το πρασεοδύμιο, το νεοδύμιο, το προμήθειο και το σαμάριο είναι οι «ελαφριές σπάνιες γαίες». Το ύττριο, το ευρώπιο, το γαδολίνιο, το τέρβιο, το δυσπρόσιο, το όλμιο, το έρβιο, το θούλιο, το υττέρβιο και το λουτέτσιο είναι οι «βαριές σπάνιες γαίες» (1). Αν και το ύττριο είναι ελαφρύτερο από τα ελαφριά στοιχεία σπάνιων γαιών, περιλαμβάνεται στην ομάδα των βαρέων σπάνιων γαιών λόγω των χημικών και φυσικών και μεταλλογενετικών συσχετισμών του με βαριές σπάνιες γαίες.

Σχ. 1. Οι σπάνιες γαίες στον περιοδικό πίνακα με αναφορά στην υποδιαίρεση τος σε ελαφριές και βαριές (1).

Οι σπάνιες ΣΓ εξορύσσονται από κοιτάσματα που απαντώνται σε πετρώματα του υπεδάφους, αλλά και κοιτάσματα που φιλοξενούνται σε επιφανειακά αργιλλικά ιζήματα (Σχ. 2).  Στην πρώτη περίπτωση της μαγματικής προέλευσης των ΣΓ, οι ξενιστές είναι συνήθως ο ανθρακίτης (carbonatite) και αλκαλικά πυριγενή (peralkaline) πετρώματα, καθώς και τα μεταλλογενετικά συστήματα σιδήρου απατίτη. Οι ΣΓ βρίσκονται σε ένα ευρύ φάσμα ορυκτών, αν και προς το παρόν ανακτώνται μόνο από μοναζίτη, ξενοτίμη, φθορανθρακικά και λοπαρίτη (2). Στην δεύτερη περίπτωση πέρα των συγκεντρώσεων ΣΓ, ιόντα των οποίων προσροφούνται στα αργιλλικά ορυκτά, ανήκουν και οι προσχωματικές ΣΓ όπως αυτές που έχουν εντοπιστεί στο παράκτιο περιβάλλον της Νέας Περάμου Καβάλας.  Η Κίνα είναι ο κύριος παγκόσμιος παραγωγός μεταλλευμάτων και συμπυκνωμάτων ΣΓ.

Τα σπουδαιότερα μεταλλευτικά έργα (Σχ. 2) παραγωγής ΣΓ στον κόσμο είναι είναι τα (1) Bayan Obo, τύπου ανθρακίτη, στην Κίνα με δυναμικό κοιτασματολογικό δυναμικό 118 εκ τόνων με 6,00%  οξείδια ΣΓ, (2) Mountain Pass, του ίδιου τύπου στις ΗΠΑ, 18 εκ τόνων με  αποθέματα πάνω από 20 εκ τόνους και μέση περιεκτικότητα 8,90% οξειδίων ΣΓ, (3) Mount Weld, του ίδιου τύπου, στην Αυστραλία, με 19 εκ τόνους αποθέματα που περιέχουν 8,30% οξειδίων ΣΓ, και  (4) Jiangxi, Guangdong, Fujian, Hunan, Guangxi and Yunnan in South China and Myanmar, αργιλλικού τύπου, εμπλουτισμένα κυρίως σε βαριές ΣΓ (δυσπρόσιο, τέρβιο, υττέρβιο και ευρώπιο).

Σχ. 2. Χάρτης μεταλλείων, κοιτασμάτων και μεταλλοφόρων εμφανίσεων ΣΓ (2).  

Τα σπουδαιότερα κοιτάσματα στην Ευρώπη (Σχ. 3), εντοπίζονται σε ανθρακίιτη και αλκαλικά πετρώματα και βρίσκονται στην Γροιλανδία (4,5), Φινλανδία (Sokli), Σουηδία (Norra Kärr) και Νορβηγία (Fen).  Για παράδειγμα, το αποθεματικό δυναμικό του κοιτάσματος  Fen έχει στην βάση του συστήματος JORC υπολογιστεί σε 8,8 εκ τόνους με μέση περιεκτικότητα 1,57% οξειδίων ΣΓ.  Σε ότι αφορά στην Ουκρανία, περί της οποίας γίνεται λόγος τελευταία, δεν υπάρχουν  δεδομένα αξιοποιήσιμων μεταλλευμάτων ΣΓ που να στηρίζονται σε διεθνώς αναγνωρισμένα συστήματα εκτίμησης και ταξινόμησης (π.χ., το σύστημα NI 43-101) ενός κοιτασματολογικού δυναμικού. Στην Ελλάδα υπάρχουν ορισμένες περιοχές που χρήζουν περαιτέρω κοιτασματολογικής έρευνας και αξιολόγησης (6) .

Η ορυκτολογία των μεταλλοφόρων συστημάτων ΣΓ στην Ευρώπη αποτελείται κυρίως από μπαστνεσίτη, ευδιαλύτη, μοναζίτη,  και απατίτη. Οι μέσες περιεκτικότητες τους σε οξείδια ΣΓ κυμαίνονται από 0, 18 μέχρι 1,57% , ενώ σε τρία από αυτά (π.χ. Norra Kärr) η συμμετοχή βαριών ΣΓ βρίσκεται μεταξύ 23 και 52 %. Τα περισσότερα Ευρωπαϊκά έργα ΣΓ έχουν ολοκληρώσει τον υπολογισμό των κοιτασματολογικών τους αποθεμάτων, τρία έχουν αδειοδοτηθεί για την έναρξη εξορυκτικής δραστηριότητας, αλλά κανένα μέχρι τώρα δεν ξεκίνησε κάποια παραγωγική διαδικασία. Με άλλα λόγια δεν υφίσταται σήμερα μεταλλείο ΣΓ στην Ευρώπη.      

Σχ. 3. Γεωλογικοί χάρτες Γροιλανδίας και Σκανδιναβικής χερσονήσου με τα κυριότερα συστήματα ΟΠΥ ΣΓ, αρκετά των οποίων παρουσιάζουν εκμεταλλεύσιμο κοιτασματολογικό δυναμικό.Σχ. 3. Γεωλογικοί χάρτες Γροιλανδίας και Σκανδιναβικής χερσονήσου με τα κυριότερα συστήματα ΟΠΥ ΣΓ, αρκετά των οποίων παρουσιάζουν εκμεταλλεύσιμο κοιτασματολογικό δυναμικό.

Η αδυναμία της Ευρώπης να δρομολογήσει μεταλλευτική παραγωγή ΣΓ οφείλεται κυρίως στην έλλειψη διαθέσιμου επενδυτικού κεφαλαίου και η εν γένει αδειδότική διαδικασία, στην οποία εντάσσεται και η κοινωνική αποδοχή (social license to operate).  Σημαντικό ρόλο παίζουν και τα γεωπολιτικά δεδομένα αφού τον πλήρη έλεγχο της αλυσίδας αξίας ΣΓ (από την κοιτασματολογική έρευνα, την εξόρυξη, τον εμπλουτισμό, τον διαχωσρισμό) τον έχει συνολικά η Κίνα. 

Σχετική βιβλιογραφία

REE - Rare Earth Elements and their Uses https://geology.com/articles/rare-earth-elements/

Global rare earth element mines, deposits and occurrences map https://www.bgs.ac.uk/mineralsuk/download/global-rare-earth-element-mines-deposits-and-occurrences-map/

M. Goodenough, J. Schilling, E. Jonsson, P. Kalvig, N. Charles, J. Tuduri, E.A. Deady, M. Sadeghi, H. Schiellerup, A. Müller, G. Bertrand, N. Arvanitidis, D.G. Eliopoulos, R.A. Shaw, K. Thrane, N. Keulen (2016). Europe’s rare earth element resource potential: An overview of REE metallogenetic provinces and their geodynamic setting, Ore Geology Reviews, Volume 72, Part 1, 2016, Pages 838-856. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.09.019.

Γροιλανδία: Το Ελντοράντο της Αρκτικής δεν πωλείται https://rawmathub.gr/synentefkseis-kai-arthra-gia-protes-yles/expert-talks-in-rawmathub-gr/groilandia-koitasmatologiko-elntoranto-pou-den-poleitai

Γροιλανδία: Ο πιο περιζήτητος κοιτασματολογικός προορισμός της Αρκτικής https://www.huffingtonpost.gr/entry/yroilandia-o-pio-perizetetos-koitasmatoloyikos-proorismos-tes-arktikes_gr_678a18a8e4b08e65fddd81ec

Οι Στρατηγικές και Κρίσιμες Πρώτες Ύλες στην Ελλάδα https://rawmathub.gr/synentefkseis-kai-arthra-gia-protes-yles/expert-talks-in-rawmathub-gr/oi-stratigikes-kai-krisimes-protes-yles-stin-ellada