zeldzame metalen

Zeldzame metalen, in het Engels ook wel Rare Earth Elements (REE's) genoemd of Technology Metals, worden verwerkt in allerlei electronica, civiel en militair. Ze worden veel gebruikt in o.a. hybride en electrische auto's en b.v. ook in de F-35 "joint strike fighter" van Locheed Martin, die door onze luchtmacht is / wordt aangeschaft. Zie een video met uitleg, getallen en grafieken.

Het zijn zeventien zware scheikundige elementen die van nature op en in de Aarde voorkomen. De zeldzame aarden zijn scandium, yttrium en de vijftien lanthaniden. Soms worden sommige actiniden ook tot de zeldzame aarden gerekend. Zeldzame aarden worden vaak in combinatie met elkaar in ertsen en bepaalde soorten mineralen gevonden.

Niet zo zeldzaam
De naam is een vertaling van het Franse terre, dat vroeger echter ook oxide kon betekenen. Omdat men in het begin van de 19e eeuw aannam dat deze elementen relatief zeldzaam waren ontstond de naam zeldzame aarden. Tegenwoordig is echter bekend dat de meeste zeldzame aarden allesbehalve zeldzaam zijn. De meest voorkomende zeldzame aarde, cerium, is op volgorde van hoeveelheid met 68 ppm het 25e element in de aardkorst, het komt daarmee vaker voor dan bijvoorbeeld lood. De minst voorkomende zeldzame aarde komt nog altijd aanzienlijk vaker voor dan goud (bron: Wikipedia, 6-8-2011).

Er zijn 17 zeldzame aardmetalen:

Overzicht van alle zeldzame aardmetalen:
(bron: Wikipedia, 6-8-2011)

Atoomnummer	Symbool	Naam	Etymologie
21	Sc	Scandium	van het Latijnse Scandia (Scandinavië), waar als eerst zeldzame aardmetalen zijn gevonden.
39	Y	Yttrium	Genoemd naar het dorp Ytterby in Zweden, waar de aardmetalen zijn ontdekt.
57	La	Lanthanium	van het Griekse "lanthanein", ofwel verborgen.
58	Ce	Cerium	naar de dwergplaneet Ceres.
59	Pr	Praseodymium	van het Griekse "prasios", ofwel groen, en "didymos", ofwel tweeling.
60	Nd	Neodymium	van het Griekse "neos", ofwel nieuw, en "didymos", ofwel tweeling.
61	Pm	Promethium	afgeleid van de Griekse god van het vuur, Prometheus.
62	Sm	Samarium	naar Vasili Samarsky-Bykhovets, hij ontdekte het erts samarskiet.
63	Eu	Europium	naar het werelddeel Europa.
64	Gd	Gadolinium	naar Johan Gadolin (1760–1852), ter ere van zijn onderzoek naar zeldzame aarde.
65	Tb	Terbium	naar Ytterby in Zweden.
66	Dy	Dysprosium	van het Griekse "dysprositos", ofwel moeilijk te vangen.
67	Ho	Holmium	naar Stockholm (in Latijns, "Holmia"), de thuisstad van de ontdekkers.
68	Er	Erbium	naar Ytterby.
69	Tm	Thulium	naar de meest noordelijke, maar mythische plaats op aarde Thule.
70	Yb	Ytterbium	naar Ytterby.
71	Lu	Lutetium	voor Lutetia, de Latijnse naam voor het latere Parijs.

Cerium
Gebruikt voor o.a.: uv-absorberend glas, katalysatoren in dieselmotoren, NiMH batterijen in hybride auto's
Het metaal kost medio 2011 ca. $ 72 / kilo ( 15 x de prijs van in 2010)

Lanthaan
Gebruikt voor o.a.: NiMH batterijen in hybride auto's en als katalisator bij de olieraffinage.

Neomydium
Gebruikt voor o.a.: magneten in mobiele telefoons, electrische motoren en generatoren voor hybride auto's, NiMH batterijen in hybride auto's, harde schijven van computers, windturbines.
De prijs van een kilo Neodynium is sinds 2010 "3 maal over de kop gegaan" (wat dat ook moge betekenen). Bron: FD, 4-8-2011 (Mirjam Mannak)

Ellen Zeegers schreef 21-10-2016 of Facebook: "windmolens zijn ook niet groen..... En daarbij zorgen windmolens ervoor dat een enorm gebied in China verwoest is door het winnen van neodymium voor de magneten. Dat spul wordt met sterke zuren ( grote luchtvervuiling !!) vrijgemaakt uit het gesteente wat omhoog is gehaald, en dat gesteente is ook nog eens hardstikke radioactief !!

De Groene Rekenkamer heeft er op 10-11-2013 een uitgebreid en zeer gedocumenteerd artikel aan gewijd met veel foto's en bronvermeldingen naar onderzoek hierover: "Windenergie in Nederland – de dodelijke keerzijde van windenergie" .

Praseodymium
o.a.voor: electrische motoren en generatoren voor hybride auto's, maar ook voor de bouw van windmolens (zie boven onder Neomydium).

Promethium
Gebruikt voor o.a.: roentgensystemen

Samarium
Gebruikt voor o.a.: lasers

Terbium
Gebruikt voor o.a.: spaarlampen, electrische motoren en generatoren voor hybride auto's

Geen zeldzame aardmetalen, maar wel belangrijk voor batterijen:
- Lithium
- Vanadium
In 2010 gebruikt Subaru in haar "concept car" al Vanadium-Lithium batterijen, die een opslagcapaciteit hebben van 2 `a 3 keer die van standaard Lithium-Ion batterijen.

batterijen:
- (NiMH) in hybride auto's
o.a. Cerium, Lanthanium, Neodynium
- oplaadbare batterijen:
o.a.

hybride auto's
Hybride of andere electrische auto's hebben ca. 11 kilo zeldzame aardmetalen nodig:
o.a. Cerium, Lanthaan (ca. 9 `a 13,5 kilo in de batterijen), Neodymium (ca. 1 kilo per auto in de elektrische motor-magneten), Praesodymium, Terbium,

Sommigen verwachten dat er in 2015 wereldwijd 10 miljoen hybride en electrische auto's zullen zijn, wat dan dus ca. 100 miljoen kilo zeldzame aardmetalen zou hebben gevergd = 100 x 1.000 ton = 100.000 ton. De jaarproduktie in 2010 was wereldwijd ca. 124.000 ton, voor alle 17 typen metalen voor alle produktiedoeleinden. in 2010 betrof het ca. 4 miljoen auto's en men schatte toen voor 2011 ca. 6 miljoen (bron: Pure Asset Trader, 18-10-2010)

wapenindustrie:
- afweergeschut
- communicatie systemen
- laserapparatuur
- navigatie- en geleidingssystemen
- precisie-munitie
- speciale optiek
- spionagesatelieten
- Locheed Martin's F-35 "joint strike fighter" , die ook door de Nederlandse luchtmacht wordt gebruikt.
Anno 2010 hield de USA geen strategische voorraden zeldzame aardmetalen aan voor de benodigde wapensystemen, noch was dat het geval in andere westerse landen........

windmolens
o.a. neodymium:
Ellen Zeegers schreef 21-10-2016 of Facebook: "windmolens zijn ook niet groen............ En daarbij zorgen windmolens ervoor dat een enorm gebied in China verwoest is door het winnen van neodymium voor de magneten. Dat spul wordt met sterke zuren ( grote luchtvervuiling !!) vrijgemaakt uit het gesteente wat omhoog is gehaald, en dat gesteente is ook nog eens hardstikke radioactief !!

Productie van duurzame metalen is bijzonder vervuilend voor het milieu.
Dat was voor Westerse landen jaren geleden reden om de productie ervan te stoppen en die maar liever over te laten aan China.
Daar heeft men nu spijt van omdat men te afhankelijk is geworden van Chinese export, die China anno 2010 is gaan verminderen, o.a. vanwege de bijzondere milieuvervuiling in veel kleien en verouderde mijnen. Daarom ontsluiten Westerse maatschappijen hun oude en gesloten mijnen weer en proberen regeringen leveringscontracten te sluiten met andere landen.

Producten met zeldzame metalen toch niet zo duurzaam als gedacht.
Simon Rozendaal (Elsevier) betoogt per november 2010 in een video dat vanwege een gebrek aan voldoende zeldzame metalen veel ontwikkelingen die men nu als duurzaam beschouwd (windmolens, elektrische auto's, zonnecellen) absoluut niet duurzaam zijn. Hij baseert zich o.a. op het tijdschrift NWT van november 2010.

De International Energy agency - IEA wijdde er een lijvig rapport aan met vele inzichtelijke grafieken en tabellen, alles in te zien via onderstaande link.

- International Energy agency - IEA, The role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions, Flagship Report, May 2021

- Arafura Resources
- Alkane Resources
- Avalon Rare Earth Metals (AVL.TO)

- Great Western Minerals Group (ticker: GWMGF.PK), Canada
Openen anno 2011 een oude mijn in Zuid Afrika om daar uiteiendelijk 5.000 ton / jaar te winnen aan alle 17 zeldzame aardmetalen (zie hier de koersgrafiek en lees hier onder verder onder "" Zuid Afrika"). De gewonnen metaaloxiden worden omgezet tot metalen in hun fabrieken in Engeland en de USA (bron: FD, 4-8-2011 (Mirjam Mannak)).

- Lynas
Bezit in Australië anno 2010 de grootste reserves aan zeldzame metalen, maar het zal nog zeker een jaar duren voordat de mijnen daadwerkelijk in productie zijn genomen. Desondanks ging de koers van hun aandelen in 2010 al 4 x over de kop.

- Molycorp (USA)
Eigenaar van de mijn in het Californische Mountain Pass, die in ca. 2000 werd gesloten vanwege de milieuvervuiling, die de winning veroorzaakte. Die mijn gold destijds als veruit de belangrijkste winplaats van aardmetalen ter wereld. Hervatte productie wordt voorzien in 2011. Hierin zijn in 2010 tientallen miljoenen geïnvesteerd door magneetmaker Hitach Metals en handelshuis Sumitomo. De koers van het aandeel Molycorp is in 2010 enekel keren over de kop gegaan.

- Western Lithium

Bronnen:
FD, 30-12-2010, p 4.; FD, 4-8-2011 (Mirjam Mannak);
Pure Asset Trader, 18-10-2010)

Wereld als geheel
De vraag schommelt anno 2011 rond de 134.000 ton / jaar, 10.000 ton meer dan de produktie van 124.000 ton / jaar. De grootste producenten anno 2011 zijn China (120.000 ton), India (2700 ton), Brazilie (650 ton) en Maleisie (380 ton). Het is mij niet duidelijk geworden of en in hoeverre de recente Chinese exportbeperking dit tekort van 10.000 ton heeft vergroot (zie ook aan het eind van deze pagina onder " nieuwsberichten"). In elk geval zijn - mede door die exportbeperkingen - de prijzen enorm gestegen. Een kilo Cerium, kost medio 2011 $ 72 (15 x meer dan in 2010) en een kilo Neodynium is sinds 2010 "3 maal over de kop gegaan" (wat dat ook moge betekenen). Bron: FD, 4-8-2011 (Mirjam Mannak). Door het Chinese beleid groeit de productie buiten China, waardoor sommige analisten verwachten dat er binnen enkele jaren sprake zal zijn van een overproductie.

Australië
mijnbouwbedrijf Lynas bezit in Australië anno 2010 de grootste reserves aan zeldzame metalen, maar het zal nog zeker een jaar duren voordat de mijnen daadwerkelijk in productie zijn genomen. Desondanks ging de koers van hun aandelen in 2010 al 4 x over de kop.

Anno 2018 heeft China nog steeds een zeer dominante positie in de productie, al neemt die dominantie wel af:

Anno 2019 dreigt China om de export van zeldzame metalen te stoppen als reactie op de door president Trump gestartte import-tarieven-"oorlog".

Script:
Here’s a crazy thought. What if China controlled 95 percent of the world’s oil supply and was still buying up oil assets across the planet? Free nations would be terrified, and would no doubt be scrambling to produce their own oil while reducing their dependence. Good thing that’s not happening… only it is… but with rare earth elements and dozens of other critical minerals.

This Chinese monopoly of rare earth elements may be more dangerous than OPEC’s ability to dictate oil prices not so long ago. Just like oil and natural gas, rare earths and other critical minerals are essential to most things we use. The Middle Kingdom has quietly grabbed the world by the throat. All it has to do is squeeze.

China’s mining dominance didn’t happen by accident. Thirty years ago, Chinese leader Deng Xiaoping proclaimed, “The Middle East has its oil. China has rare earths.” China then methodically went about the task of capturing about 95 percent of the market. Consequently, Communist China has enormous leverage over all nations. In addition to its own massive mineral wealth, it provides substantial financing to developing nations in exchange for mineral rights. And the Chinese have been purchasing mines and mining stakes for decades, including in Latin America and Africa.

This stranglehold poses an economic and military threat to the world. The nation most at risk is the United States. Rare earths and the components made from them, such as high-strength magnets, are essential for most defense capabilities, including fighter jets, radar systems, smart bombs, and satellites. In addition to rare earths, the Department of Defense uses about 750,000 tons of other critical minerals each year, most of which are imported.

China has already demonstrated its willingness to use rare earths as a geopolitical weapon. In 2010 it stopped shipping rare earths to Japan, which caused a severe economic shock and a near standstill in manufacturing until shipments resumed. Chinese dominance in producing rare earths as well as other critical minerals is only part of the leverage it holds over the United States and other nations. That’s because it’s not enough just to mine these resources. A nation also has to have the smelters, refiners, and processing plants to turn those elements into usable products.

Because mining has declined in America, those support industries have declined as well. In addition to that, many U.S. universities have stopped offering courses in materials science, metallurgy, mineral processing, and mining engineering.

One other reason for China’s dominance in minerals and metals is that it doesn’t value human rights and environmental protection the way Western nations do. Workers are underpaid, they labor in dangerous conditions, and Chinese mining has created massive toxic lakes.

It’s encouraging that the Trump Administration has recognized America’s extreme vulnerability. But because of bad decisions and neglect from U.S. presidents and Congress for the past three decades, the nation finds itself in an extremely deep hole.

All the while, China continues to advance its 100-year plan for global dominance.

Groenland
Volgens Brian Hicks van de webservice Energy and Capital is er in Groenland een eiland in een uithoek van het uitgestrekte land, 500 vierkante mijl klein, waar een voorraad zeldzame metalen is gevonden voor wel 50 jaar wereldgebruik. En er zou een kleine beursgenoteerde onderneming zijn die daarop alle rechten heeft verworven. U kunt het allemaal zien en horen op een video van Pure Asset Trader. Ik kan niet beoordelen of dit om een waar verhaal gaat of om een veel voorkomende poging om met een 'penny stock' - beursgenoteerde onderneming beleggersfraude te plegen. Maar ook zonder een intentie tot investeren is het wel een heel boeiend verhaal over zeldzame metalen, hun aanwending in technologie, hun winning en hun geopolitieke belang.

- Greenland Minerals & Energy
Is ook een beursgenoteerde mijnboumaatschappij in zeldzame aardmetalen

USA
Tot ca. 1985 produceerde de USA ca. 50% van de wereldproductie (zie grafiek bij China, hierboven). Daarna werd deze mijnbouwactiviteit afgebouwd tot ongeveer nul, o.a. of vooral (?) vanwege het vervuilende karakter van dit type mijnbouw. Dit land importeert anno 2010 ca. 100% van de in haar industrie gebruikte zeldzame metalen, zowel voor civiele als de militaire industrie. Er zijn in 2010 wetten ingevoerd, die de afhankelijkheid van het buitenland moeten veranderen in een zekere mate van zelfvoorziening: zie hierna onder "Geopolitieke aspecten van zeldzame aardmetalen".

Zuid-Afrika
In 2011 wordt in Steenkampskrlaal, 4 uur rijden ten noorden van Kaapstad, in de woestijnachtige Karoo een oude Thorium-mijn opnieuw in werking gesteld, maar nu voor zeldzame aardmetalen. Thorium was tot ca. 1965 nodig voor kernreactoren, totdat men over ging op Uranium. Nu gaat het Canadese mijnbouwbedrijf Great Western Minerals Group (GWMG, directeur dhr. Engdahl)) daar alle 17 zeldzame aardmetalen delven (wat uniek is aan deze locatie), als oxiden, waaruit men na export de metalen haalt in GWMG-fabrieken in Engeland en de USA. De productie start eind 2011 met ca. 2700 ton / jaar en zal uiteindelijk oplopen naar 5000 ton. Daarmee zal het buiten China (jaarlijks120.000 ton) de grootste mijnbouwlocatie ter wereld worden van zeldzame aardmetalen. Veel in vergelijk met de belangrijkste andere produktielanden anno 2011: India (2700 ton), Brazilie (650 ton) en Maleisie (380 ton), maar dus toch slechts een fractie van wat China produceert. Maar 60 km verderop in de Karoo wordt ook al weer een plek verkend waar mogelijk gemijnd kan worden (bron: FD, 4-8-2011 (Mirjam Mannak)).

Reeds 20 jaar geleden realiseerden de Chinezen het grote strategische belang van de eigen produktie van zeldzame aardmetalen. Reeds in 1992 zei de Chinese partijleider Deng Xiaoping: " Er is olie in het Midden-Oosten. Er zijn zeldzame aardmetalen in China".En de Chinese Society for rare earths shreef: " Since 2004, or even earlier, the Chinese government has treated rare earth resources as strategic... The government employs a three-pronged strategy; rare earth exports are restricted, imports encouraged, and outbound rare earth acquisitions actively encouraged" (bron: Pure Asset Trader, 18-10-2010).

China's dominante postitie in de produktie van zeldzame aardmetalen kan worden aangewend voor politieke druk.

Daarom zijn zowel in de Amerikaanse senaat en in het het congres wetten aangenomen om wederom zelfvoorzienend te worden op dit gebied. Zo heeft China bv. bijna een monopolie op de produktie van Lanthaan, dat nodig is als katalisator bij olieraffinage. Bij stopzetting van leverantie zouden de Amerikaanse luchtmacht en vloot binnen enkele maanden lam zijn geslagen (bron: Mining News, geciteerd door Pure Asset Trader, 18-10-2010).

Effectieve politieke druk oefenden de Chinezen in 2010 uit op Japan ter oplossing van een territoriaal scheepvaartconflict, dat op 7 september plaats vond, waarbij Japan de bemanning van een Chinees vissrsvaartuig gevangen nam. Op 22 september stopte China de export van zeldzame aardmetalen naar Japan, waarop Japan de 14 bemanningsleden onmiddelijk vrijliet........... Destijds hebben de Japanners Pearl Harbour aangevallen omdat de Amerikanen de olieleveranties hadden gestopt wegens Japanse militaire avonturen in China: het begin van de Amerikaanse betrokkenheid bij de 2e wereldoorlog. Vervolgens gingen de Japanners olie halen in Nederlandsch-Indie.....

On the same day the Chinese banned REE exports in Japan, the U.S. House of Representatives quickly passed H.R. 6160 — or as it's formally known:

The Rare Earths and Critical Materials Revitalization Act of 2010. According to the bill:

There is established in the Department a program of research, development, demonstration and commercial application to assure the long-term, secure and sustainable supply of rare earth materials sufficient to satisfy the national security, economic well-being and industrial production needs of the United States.

Congressman Mike Coffman from Colorado said it best in a statement about the new bill: "Take any and all actions necessary to ensure a domestic rare earth supply chain... to provide a secure source of rare earth materials as a vital component of national security and economic policy." Of course, the Senate didn't want to be left out on such an important national issue...So they introduced their own bill:

Rare Earths Supply Technologies and Resources Transformation Act of 2010; Senate Bill 3521:

Instructs the Secretary of Energy to: (1) report to industry describing available mechanisms for obtaining government loan guarantees to re-establish a domestic rare earth supply chain; and (2) issue guidance for the rare earth industry on obtaining federal loan guarantees.

Anno 2019 dreigt China om de export van zeldzame metalen te stoppen als reactie op de door president Trump gestartte import-tarieven-"oorlog".

De prijzen van enkele van de zeldzame aardmetalen zijn in slechts drie weken tijd verdubbeld, door een sterke voorraadvorming in China die bezorgdheid over de wereldwijde voorraden veroorzaakt. Dat meldde de Financial Times gisteravond. China produceert meer dan 90% van de zeldzame aardmetalen.

Het recente harde optreden door Beijing richting de mijnen en de exportrestricties veroorzaken chaos in een aantal van deze markten. Japan en de VS, de grootste importeurs van zeldzame aardmetalen, hebben meerdere malen hun bezorgdheid uitgesproken en het aantal klachten van afnemers groeit.

Vorig jaar verminderde China de export met 40% en gedurende een politieke onenigheid bande het tijdelijk de export naar Japan. Analysten kunnen de recente sterke prijsstijging moeilijk verklaren, maar vermoeden dat een aantal bedrijven aan het hamsteren is geslagen.

China verdedigt het beleid door te zeggen dat het om milieuredenen illegale mijnen sluit, de productie vermindert en uiteindelijk staatsbedrijven aan het roer plaatst. Het land begon in 2010 de voorraden te vergroten, tot bijna twee keer de jaarlijkse productie.

Speculatie drijft de prijzen omhoog, terwijl de verkoop daalt. China’s grootste producent van zeldzame aardmetalen verkocht in het eerste kwartaal van dit jaar slechts 1.000 ton, vergeleken met een jaarlijkse productie van 50.000 ton (NB, eerder op deze pagina citeerde ik een jaarproduktie van 120.000 ton). Door het Chinese beleid groeit de productie buiten China, waardoor sommige analisten verwachten dat er binnen enkele jaren sprake zal zijn van een overproductie.

Anno 2019 dreigt China om de export van zeldzame metalen te stoppen als reactie op de door president Trump gestartte import-tarieven-"oorlog".

Literatuur

- International Energy agency - IEA, The role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions, Flagship Report, May 2021
- Peel, Michael and Sanderson, Henry, EU sounds alarm on critical raw material shortages, Financial Times, august 31st 2020 (kijk hier indien link verbroken)
- Rare earth elements, the global supply, USA Congres, 2011 (o.a. geschreven door energie-analist Marc Humphries)