Στις σπάνιες γαίες η Μytilineos – Εξαγωγή σκανδίου από τα κατάλοιπα βωξίτη

 Της Λέττας Καλαμαρά 

Η αξιοποίηση των καταλοίπων βωξίτη και η αξιοποίηση των ευρημάτων στη σύγχρονη οικονομία ανοίγουν το δρόμο για την είσοδο της Μytilineos στην πολλά υποσχόμενη αλλά και απαιτητική αγορά των σπάνιων γαιών. Η πιλοτική μονάδα εξαγωγής και εξευγενισμού Σκανδίου από τα κατάλοιπα Βωξίτη ξεκίνησε τη λειτουργία της τον Ιούνιο του 2020, στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος H2020 SCALE. Τρείς μήνες αργότερα, τα πρώτα αποτελέσματα από την εκχύλιση Sc παρουσιάστηκαν στα -EIT’ Raw Materials Summit 2020 στις 30 Σεπτεμβρίου στο session “Advanced Metallurgical Processing”-3rd International Bauxite Residue Valorisation and Best Practices Conference. Ακολούθησαν εκτενείς παρουσιάσεις σε διεθνείς διαδικτυακές εκδηλώσεις την 1^η Οκτωβρίου και στις 6 Οκτωβρίου με συμμετοχές άνω των 100 ατόμων. Εκεί παρουσιάστηκαν τα αποτελέσματα της εφαρμοσμένης έρευνας της Mytilineos για την εξαγωγή σκανδίου.  Το σκάνδιο συμπεριλαμβάνεται στην λίστα με τις κρίσιμες πρώτες ύλες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, όπου πρόσφατα προστέθηκε και ο βωξίτης, η πηγή δηλαδή για τα κατάλοιπα βωξίτη. Ο ελληνικός βωξίτης που επεξεργάζεται η Mytilineos είναι αναλογικά «πλούσιος» σε σκάνδιο, παράγοντας αντίστοιχα «πλούσια» σε σκάνδιο κατάλοιπα βωξίτη. Σημειώνεται επίσης ότι η εξασφάλιση  πηγών Σπανίων Γαιών είναι η πρώτη προτεραιότητα της νεοσύστατης  European Raw Materials Alliance στην οποία η Mytilineos επίσης συμμετέχει.   

Η Mytilineos στοχεύει στην ανάπτυξη και υιοθέτηση τεχνολογιών που θα επιτρέψουν την καλύτερη δυνατή αξιοποίηση των καταλοίπων βωξίτη μέσω της συμμετοχής της σε Εθνικά και Ευρωπαϊκά ερευνητικά προγράμματα, τα οποία θα σέβονται και θα είναι φιλικά προς το περιβάλλον και την κοινωνία. Το ερευνητικό πρόγραμμα Scale (Production of Scandium compounds and Scandium Aluminum alloys from European resources) αποτελεί ένα πρόγραμμα που στοχεύει στην εξαγωγή σπάνιων γαιών και ειδικότερα ενώσεων σκανδίου και κράματα αλουμινίου - σκανδίου από Ευρωπαϊκά μεταλλουργικά κατάλοιπα, όπως τα κατάλοιπα βωξίτη. Στο πρόγραμμα αυτό, συνολικού προϋπολογισμού 7 εκατ.ευρώ, του οποίου το συντονισμό έχει η Mytilineos, συμμετέχει το Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο και συνολικά 19 εταίροι από 9 ευρωπαϊκές χώρες. Το Δεκέμβριο του 2016 πραγματοποιήθηκε η εναρκτήρια συνάντηση των 18 εταίρων του προγράμματος SCALE, που αξιολογήθηκε με άριστα και έχει ήδη προκαλέσει το ενδιαφέρον της ευρωπαϊκής ερευνητικής κοινότητας.

 

Όπως τονίζεται, οι πιλοτικές δομικές στη μονάδα του SCALE συνεχίζονται και αναμένονται να ολοκληρωθούν το Δεκέμβριο του 2020. Τα πρώτα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι είναι εφικτή η εκλεκτική εκχύλιση σκανδίου από τα Κατάλοιπα Βωξίτη σε πυκνούς πολφους και με χαμηλή κατανάλωση θεϊκού οξέος. Το διάλυμα που προκύπτει μπορεί να εξευγενιστεί με την μέθοδο SIR της εταιρείας και να παράγει ένα ικανοποιητικό συμπύκνωμα, που συνιστά μια αύξηση κατά 2.500 φορές της συγκέντρωσης του σκανδίου από τα Κατάλοιπα Βωξίτη. Η σημαντική αυτή αύξηση της περιεκτικότητας μειώνει τις απαιτήσεις για τα επόμενα στάδια εξευγενισμού και παραγωγής τελικών προϊόντων σκανδίου (οξείδιο για κυψέλες ηλεκτρόλυσης με στερεό ηλεκτρολύτη, κράματα Αλουμινίου-Σκανδίου κ.α.), καθιστώντας εφικτή και βιώσιμη την αξιοποίηση των καταλοίπων βωξίτη ως πηγή σκανδίου.

 

 

Σπάνιες Γαίες

           

Οι σπάνιες γαίες δεν είναι εμφανείς με γυμνό μάτι. Είναι «κρυμμένες» στα κατάλοιπα επεξεργασίας του βωξίτη και αποτελούν πραγματικά θησαυρό. Ο επιστημονικός τους όρος είναι ομάδα οξειδίων μετάλλων και ονομάστηκαν έτσι λόγο της σπανιότητας τους. Οι γνώστες τις αποκαλούν και ‘’βιταμίνες των μετάλλων’’, αφού όπως έχει αποδειχθεί, έχουν τη δυνατότητα να βελτιώνουν τις ιδιότητες των ορυκτών που έρχονται σε επαφή. Το ελληνικό αλουμίνιο, που παράγεται στο εργοστάσιο Αλουμίνιον της Ελλάδας, της MYTILINEOS είναι μοναδικό, ακριβώς γιατί είναι … σπάνιο! Είναι ελαφρύ αλλά εξαιρετικά ανθεκτικό, ακόμα και σε υψηλότατες θερμοκρασίες.  Παράλληλα, είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό σε κατασκευές και επιδιορθώσεις. Μετά από χρόνια ερευνών, οι σπάνιες γαίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και αυτόνομα σε χιλιάδες εφαρμογές και ιδιαίτερα στην βιομηχανία της υψηλής τεχνολογίας, σε οθόνες υγρών κρυστάλλων, ή ακόμα και λέιζερ. Aυτά τα ορυκτά βρίσκονται πλέον ακόμα και σε καθημερινά αντικείμενα, όπως τα κινητά τηλεφωνά. Επίσης παίζουν κυρίαρχο ρόλο και στις λεγόμενες «πράσινες» τεχνολογίες με χρήσεις σε μπαταρίες υβριδικών αυτοκινήτων, σε φωτοβολταϊκά, σε λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης και στις τουρμπίνες των ανεμογεννητριών.

 

Τα στοιχεία σπάνιων γαιών είναι μια ομάδα 17 χημικά παρόμοιων μετάλλων που συνιστούν τα λανθανίδια, το σκάνδιο (Sc) και το ύττριο (Y)). Συνήθως χωρίζονται σε ελαφρές σπάνιες γαίες και βαριές σπάνιες γαίες. Οι ελαφρές  είναι το λανθάνιο,  το σαμάριο και οι βαριές το ευρώπιο, το λουτέτσιο, το ύττριο. Ορισμένα από τα μέταλλα που ανήκουν  στην κατηγορία των βαριών σπάνιων γαιών είναι ζωτικής σημασίας ορυκτές πρώτες ύλες στις εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας, όπως είναι το νεοδύμιο (Nd), δυσπρόσιο, (Dy) και πρασεοδύμιο (Pr) για μόνιμους μαγνήτες υψηλής αντοχής που χρησιμοποιούνται σε ανεμογεννήτριες, σκληρούς δίσκους και κινητήρες σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Το ευρώπιο (Eu), ύττριο (Y),  τέρβιο (Tb), λανθάνιο (La) και δημήτριο (Ce) για φωτισμό φθορισμού με βάση φώσφoρο, οθόνες κινητών και μπαταρίες. Λόγω των μοναδικών μαγνητικών και ηλεκτροχημικών ιδιοτήτων τους είναι σημαντικές πρώτες ύλες για προϊόντα υψηλής τεχνολογίας και εφαρμογές ηλεκτροκίνησης. Η ζήτηση για τα στοιχεία της κατηγορίας βαριές σπάνιες γαίες αυξάνεται με ρυθμό περίπου 5-10% σε ετήσια βάση.  Κατά την επόμενη δεκαετία, η ανάγκη για το νεοδύμιο (Nd) και το πρασεοδύμιο (Pr) εκτιμάται ότι θα ξεπεράσει το 250%, για το λόγο ότι κάθε ηλεκτρικό αυτοκίνητο χρησιμοποιεί 1 κιλό περίπου νεοδύμιου και δυσπρόσιου, ενώ η  αύξηση παραγωγής και πώλησής τους είναι δεδομένη και παραμένει σταθερά και ανοδική. Σύμφωνα με σχετική πρόβλεψη, από το 2017-2026 θα χρειαστούν νέα μεταλλεία για την παραγωγή 160.000 τόνων οξειδίων σπανίων γαιών για να αντιμετωπιστούν οι αυξανόμενες ανάγκες των 40.500 τόνων νεοδύμιου και δυσπρόσιου. Η Παγκόσμια Τράπεζα έχει προβλέψει ότι μέχρι το 2050 θα χρειαστούν 300% περισσότερες ορυκτές πρώτες ύλες για την παραγωγή ανεμογεννητριών, 200% για την παραγωγή φωτοβολταϊκών και 1.000% για την παραγωγή μπαταριών.  Μέχρι στιγμής το σκάνδιο, αλλά και συνολικά οι σπάνιες γαιές, αποτελούσαν ένα μυστικό που μοιράζονταν μόνο τρεις χώρες: η Κίνα, η Ρωσία και η Ουκρανία, παράγοντας κάθε χρόνο περίπου 10 τόνους, με τιμή 2.000 δολάρια Αμερικής για κάθε κιλό. Στην καθαρή μορφή του να φθάνει να κοστίζει περίπου τέσσερις-πέντε φορές περισσότερο. Ανάλογα δηλαδή με την αξία των πολύτιμων λίθων. Εάν λάβουμε μάλιστα υπόψη μας ότι στην Ουκρανία, όπου υπήρχαν περίπου 7,5 εκατομμύρια τόνοι, το διαχειρίσιμο μετάλλευμα έφτασε μόλις στο 1 γραμμάριο σκανδίου ανά τόνο, πράγμα που σημαίνει ότι η αξία του συνεχίζει να εκτοξεύεται.