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Kann sich die US-Seltenerdindustrie erholen?
Seltene Erden waren bis zum letzten Jahr im Dunkeln, als China, ihr Hauptproduzent, die Exportquoten für die Materialien verschärfte. Seltenerdelemente werden in einer Vielzahl von Technologien verwendet, darunter Magnete für Windkraftanlagen, Hybridautobatterien, Leuchtstofflampen und Festplatten.
Hochfahren: Die Separationsanlage in der Mine Molycorp Mountain Pass in Kalifornien. Das Bergbauunternehmen kann 400 Millionen Dollar ausgeben, um die Produktion zu erweitern.
China ist nicht das einzige Land mit bedeutenden Reserven dieser wertvollen Materialien; Tatsächlich waren die USA bis in die 1990er Jahre ihr Hauptproduzent, als die Chinesen begannen, die Amerikaner bei den Kosten zu unterbieten. Jetzt steigern Unternehmen in den USA und Australien die Produktion an zwei reichen Standorten für Seltene Erden, aber der Prozess wird Jahre dauern. Um vom Gestein zu den für die Herstellung erforderlichen reinen Metallen und Legierungen zu gelangen, sind mehrere Schritte erforderlich, für die US-Unternehmen weder die Infrastruktur noch das geistige Eigentum mehr haben.
Im Gegensatz zu ihrem Namen sind Seltenerdmetalle in der Erdkruste reichlich vorhanden, und bedeutende Reserven konzentrieren sich in den Vereinigten Staaten, Australien, Brasilien und anderen Ländern. Nach Angaben des U.S. Geological Survey gibt es in den Vereinigten Staaten 13 Millionen Tonnen extrahierbare Seltene Erden, 5,4 Millionen in Australien und 19 Millionen in Russland und den Nachbarländern. 2009 hatte China 36 Millionen Einwohner.
In den 1970er und 1980er Jahren produzierte die Mountain Pass Mine in Kalifornien über 70 Prozent des weltweiten Angebots. Im Jahr 2009 wurden jedoch keine in den USA produziert, und es wird schwierig, kostspielig und zeitaufwändig sein, wieder hochzufahren. Wenn man den Bergbau hierzulande einstellt, wird mit sinkenden Investitionen auch Know-how über Spitzentechnologien exportiert, sagt Carol Raulston, Sprecherin der Nationaler Bergbauverband . Seltenerdforscher Karl Gschneidner vom Ames National Laboratory in Iowa sieht auch einen Mangel an der, wie er es nennt, intellektuellen Infrastruktur für die Entwicklung von Seltenerdtechnologien in den Vereinigten Staaten.
Die beiden Minen, die die Produktion am ehesten erhöhen werden, sind Mountain Pass, die von entwickelt werden Molycorp , und die Mine Mount Weld, die von Lynas , außerhalb von Perth, Australien. Mountain Pass hat den Rand, bereits etabliert zu sein. Doch die Prozesse aus der Blütezeit des Bergwerks kann das Unternehmen nicht nutzen: Sie sind sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch nicht nachhaltig.
Mehrere Faktoren machen die Reinigung von Seltenen Erden kompliziert. Erstens treten die 17 Elemente in der Regel alle zusammen in denselben Mineralvorkommen auf, und da sie ähnliche Eigenschaften haben, ist es schwierig, sie voneinander zu trennen. Sie treten auch tendenziell in Lagerstätten mit radioaktiven Elementen auf, insbesondere Thorium und Uran. Diese Elemente können zu einer Bedrohung werden, wenn die Berge, das matschige Abfallprodukt des ersten Schrittes bei der Trennung der Seltenen Erden von den Gesteinen, in denen sie vorkommen, nicht richtig behandelt werden.
Mountain Pass ging in den 1990er Jahren zurück, als chinesische Produzenten begannen, den Preis der Mine zu unterbieten, während sie gleichzeitig Sicherheitsprobleme mit Abraum hatte. Als die Mountain Pass Mine mit voller Kapazität in Betrieb war, produzierte sie stündlich und an jedem Tag des Jahres 850 Gallonen Salzwasser, das diese radioaktiven Elemente enthielt. Die Berge wurden über eine 11 Meilen lange Pipeline zu Verdunstungsbecken transportiert. 1998 hatte Mountain Pass, das damals im Besitz einer Tochtergesellschaft des Ölkonzerns Unocal war, ein Problem mit Tailing-Leckagen, als die Pipeline platzte; vier Jahre später erlosch die Erlaubnis des Unternehmens zur Lagerung des Bergematerials.
Während der 90er Jahre nutzten chinesische Minen ihre Stellung auf dem Seltenerdmarkt. Die Chinesen begannen, die Elemente als Nebenprodukt einer Eisenerzmine namens Bayan Obo im Norden des Landes auszugraben; Beide Produkte von derselben Website zu beziehen, trug dazu bei, die Preise anfangs niedrig zu halten. Und das Land investierte in Forschung und Entwicklung rund um die Verarbeitung von Seltenerdelementen, eröffnete schließlich mehrere kleinere Minen und ermutigte dann Hersteller, die diese Metalle verwenden, um Anlagen im Land zu errichten.
Inzwischen wächst die weltweite Nachfrage nach Seltenerdelementen. In diesem Jahr betrug die Nachfrage 125.000 Tonnen; Bis 2015 soll es auf 225.000 Tonnen anwachsen, und Molycorp-Sprecher Jim Sims merkt an, dass diese Prognose die Windturbinenindustrie, die voraussichtlich ein wichtiger Markt sein wird, nicht einschließt. Moderne Windturbinen, wie sie im größten Windpark der Welt, einer 845-Megawatt-Anlage in Oregon, installiert werden, verwenden hocheffiziente Seltenerd-Magnete. Sie können ein Zehntel der Größe und des Gewichts vergleichbarer Magnete sein, aber gleich stark. Jeder dieser Magnete benötigt eine Tonne Seltener Erden, sagt Sims.
Molycorp erneuerte die Bergbaugenehmigung für Mountain Pass und begann 2004 mit eigener Forschung und Entwicklung. In diesem Jahr wird das Unternehmen 3.000 Tonnen Seltene Erden verkaufen, indem es Gestein verwendet, das vor Ablauf einer vorherigen Genehmigung abgebaut wurde, und neue Abscheidungstechnologien, die es entwickelt hat. Bis 2012 erwartet Molycorp eine Produktion von 20.000 Tonnen pro Jahr und könnte im Rahmen der aktuellen Bergbaugenehmigungen die Kapazität auf 40.000 Tonnen verdoppeln. Sims sagt auch, dass das Unternehmen im Jahr 2012 Seltenerd-Produkte zum halben Preis der Chinesen herstellen wird. Nach Angaben des Unternehmens werden diese Einsparungen durch mehrere Änderungen ermöglicht, beispielsweise durch den Wegfall der Produktion von Salzwasserabfällen. Molycorp wird ein geschlossenes Kreislaufsystem verwenden, das den Abfall wieder in die für die Trennung erforderlichen Säuren und Basen umwandelt und den Kauf solcher Chemikalien überflüssig macht. Das Unternehmen wird außerdem vor Ort ein Erdgas-Kraft-Heizkraftwerk installieren, um die Energiekosten zu senken.
Gschneidner von Ames Lab merkt jedoch an, dass eine Hauptkostenquelle beim Trennprozess nicht eliminiert werden kann – die Tatsache, dass er einfach lange dauert. Gemahlenes Gestein wird immer wieder in einem Lösungsmittelgemisch geschüttelt, um die Elemente nach Gewicht zu trennen; Je nach geforderter Endreinheit muss dies 10.000 bis 100.000 Mal erfolgen. Das Ergebnis wird dann als Konzentrat verkauft oder zu Seltenerdmetalloxiden behandelt.
Auch wenn es Molycorp gelingt, die Separationskosten um die Hälfte zu reduzieren, kann es beim nächsten Produktionsschritt zu einem Schluckauf kommen. Seltenerdoxide und Konzentrate haben zwar einen Markt – zum Beispiel als Katalysatoren für die Erdölindustrie – aber sie können nicht zu Magneten verarbeitet werden. Um Magnete herzustellen, müssen Seltenerdoxide zunächst in reine Metalle umgewandelt werden, ein Prozess, bei dem ätzende Nebenprodukte entstehen und der heute ausschließlich in China durchgeführt wird. Sims sagt, dass Molycorp Wege untersucht, die umweltfreundlich sind und nicht unter geistiges Eigentum ausländischer Unternehmen fallen. Diese Metalle müssen als nächstes zu Legierungen verarbeitet werden, die für die Magnete geeignet sind, eine weitere Fähigkeit, die sich in Übersee konzentriert, hauptsächlich in Japan und Deutschland.
Das Ziel des Unternehmens ist es, jeden Schritt entlang der Lieferkette durch die Herstellung von Legierungen und schließlich auch der Magnete zu kontrollieren. Auch hier fehlt es den USA an Infrastruktur und geistigem Eigentum, daher hofft Molycorp, Lizenzen oder Patente zur Herstellung von Legierungen zu erwerben und wird Magnete über ein Joint Venture mit einem anderen Unternehmen herstellen.
Durch den Börsengang im Juli hat Molycorp 379 Millionen US-Dollar der 511 Millionen US-Dollar aufgebracht, die das Unternehmen für erforderlich hält, um seine Projekte bis 2012 umzusetzen Haus und das Senat würde Molycorp und anderen Investoren in Seltenerdminen Kreditgarantien bieten. Und das Unternehmen hat Kreditbürgschaften beim US-Energieministerium beantragt, das im nächsten Sommer eine endgültige Entscheidung treffen wird.