Ainus haruldaste muldmetallide tootja väljaspool Hiinat asub Eestis

 (37)
Süvaülevaade
Harudlaste muldmetallide otsimine Hiinas Nanchengis. Foto Stringer Shanghai, Reuters
Harudlaste muldmetallide otsimine Hiinas Nanchengis. Foto Stringer Shanghai, ReutersScanpix

Meie kõrgtehnoloogiline olevik sõltub suurel määral haruldastest metallidest, mille nimedki kõlavad keeruliselt ja müstiliselt. Neid metalle leidub vähe, ent tahavad neid kõik. Ja soovijate pilgud on pööratud ka Eesti poole.

Aasta alguses jälgisid tööstusriikide valitsused ning kõrgtehnoloogiafirmad murelikult teateid sellest, et Hiina kavatseb tänavu, võrreldes eelmise aastaga, vähendada haruldaste muldmetallide eksporti 35 protsendi võrra. Arvestades, kui väga sõltub tänapäeva kõrgtehnoloogiatööstus (sealhulgas sõja- ja kosmosetööstus) neist metallidest, on mureks igati põhjust – Hiina käes on 98 protsenti maailmaturust, kirjutab Tarkade Klubi.

«Kui Hiina tahaks pidurdada Euroopa Liidu majanduse arengut, ei pruugi teha midagi muud kui lõpetada aastaks-paariks haruldaste muldmetallide eksport Euroopa Liitu,» selgitab Tallinna Tehnikaülikooli geoloogiainstituudi direktor, professor Alvar Soesoo. Praeguse ekspordi vähendamise taga võibki olla maailma kõige rahvarohkema riigi huvi, et suured elektroonikafirmad tooksid tootmise Hiinasse.

Hiinlased saavad turuga väga edukalt manipuleerida, kuna neil on oma tooraineallikad. Hinna allalöömisega saavutasid nad selle, et suur osa muu maailma kaevandustest, kus kaevandati haruldasi muldmetalle, pandi seisma. Kaevanduste taaskäivitamine võtaks aastaid.

Ajakirja Tarkade Klubi viimases numbris:
- Kullast kallimad metallid otsakorral?
- Elektriautode kerge kere
- Saarte kummalised elukad
- Miks Pluuto enam planeet ei ole?
- Karude talveune tervisenipid
- Tõeliste salaagentide varustus
Seotud lood:

Hiinlased võivad osta ära näiteks Austraalia lähima kümne aasta maagitoodangu. Euroopa Liit tahab arendada nii sõjatööstust kui ka elektroonika- ja kosmosetööstust, kuid suudab toota vaid alla 20 protsendi vajaminevatest metallidest.

Ainus haruldaste muldmetallide tootja väljaspool Hiinat asub Eestis, Sillamäel. Silmeti käes on ülejäänud kaks protsenti koguturust.
«Ausalt öeldes käib see meile veidi närvidele,» iseloomustab Silmeti juhatuse esimees David O’Brock olukorda muldmetalliturul. «Kõik tahavad meie toodangut ja peame partnereid hoolikalt valima. Me peame hoidma oma strateegilisi partnereid, kellega tegime koostööd ka halbadel aegadel.»
Silmet toodab haruldastest muldmetallidest kõige enam tseeriumit. «50 protsenti moodustabki tseerium, 27 protsenti lantaan, veidi vähem neodüüm ja praseodüüm. Lisaks vähesel määral euroopiumit, samaariumit, gadoliiniumit, düsproosiumit, terbiumit. Isegi veidi ütriumit on seal,» loetleb O’Brock perioodilisuse tabeli lantaniidide rühma kuuluvaid metalle.

Silmetis ei toodeta neid metalle puhtal kujul, vaid oksiidide ja karbonaatidena. Tseeriumipulbriga saab lihvida optikat, kuid seda metalli kasutatakse ka autode heitgaaside puhastamisel. «Auto katalüsaatoris kasutatakse kulda ja plaatinat, kuid need metallid on paigutatud kärge meenutavale tseeriumvõrgule,» rääkis O’Brock. Ameeriklased on välja töötanud filtrid, milles tseeriumi abil puhastakse vett pliist ja teistest raskmetallidest. Samuti kasutatakse seda metalli ultraviolettkiirguse eest kaitsva klaasi toomiseks ning plii asemel kristallklaasi valmistamiseks.

Lantaani peamine kasutusvaldkond on naftakräkkimisseadmete katalüsaatorid ning nikkel-metallhüdriidakud. «Täpsemalt – akudes kasutatakse lantaani, tseeriumi, neodüümi ja praseodüümi segu,» lisab O’Brock.

Neodüümi kasutatakse ülivõimsate magnetite tootmiseks ja klaasitööstuses, praseodüüm leiab kasutamist nii magnetite kui ka värvainete tootmisel. Euroopiumi abil saab teleri- või kuvariekraanil punast värvust, samaariumit kasutatakse koos koobaltiga magnetite tootmiseks. Gadoliinium on kasutusel meditsiinilise kontrastainena.
Soesoo räägib, et kõigi ülalnimetatud metallide sisaldus maakoores on väga väike, kuid tarbimine kasvab pidevalt. Nende metallide tootmine ja tarbimine on maailmas jaotunud väga ebaühtlaselt.

Loe veel

Haruldaste muldmetallide tooraine hankimine on keeruline. Silmeti tarnijaks on Venemaal Koola poolsaarel asuv Revda kaevandus. Seal toodetav maagikontsentraat rikastatakse Venemaal Solikamskis. Lopariidiks kutsutud mineraalist toodetakse Venemaal magneesiumi ning tantaali, nioobiumi ja haruldaste muldmetallide kloriide. Kloriididest omakorda toodetakse karbonaate, mille edasise töötlemisega tegeldaksegi Silmeti haruldaste muldmetallide tsehhis.

«Keskkonnariskid jäävad Venemaale,» tõdeb O’Brock. Silmeti tootmisprotsess on praktiliselt jäätmevaba. Ka muldmetallide töötlemisel kasutatava lämmastikhappe jäägid töödeldakse väetiseks ja müüakse maha. Kaheksakümnendatel aastatel ja üheksakümnendate aastate alguses läksid lämmastikuühendid merre, kuid nüüd enam mitte. «Nüüd peaks Sillamäe ümbruse meres olema rohkem kala ja rannas on ka mõnus käia,» rääkis O’Brock.

Silmeti baastehnoloogia pärineb möödunud sajandi seitsmekümnendatest aastatest, kuid seda on põhjalikult täiustatud. Toodang on palju puhtam ja tarbijatele sobivam. Koostöös Tartu Ülikooli keemikutega loodetakse paari aasta pärast tehnoloogiat ja toodangut veelgi täiustada.
Haruldaste muldmetallide ühendite kõrval sulatatakse Sillamäel Silmeti tehases ettevõtte põhitoodanguna kaht teist metalli, nioobiumit ja tantaali. Ilma poleks võimalik ehitada kõrghooneid, toota tänapäevaseid elektroonikaseadmeid ega häid optilisi riistu.

Nioobiumit ja tantaali sulatatakse elektronkiire abil seadmetes, mis meenutavad teleri kineskoopi. Protsess leiab aset väga kõrgel temperatuuril ja vaakumis. Ahjust võetakse välja suured, mitusada kilogrammi kaaluvad metallisilindrid, millele tavalise treipingi abil antakse kaubanduslik välimus (treilaast sulatatakse muidugi uuesti ümber).

Silmetis toodetakse kümnendik maailmas vajaminevast tantaalist ja kuni viiendik nioobiumist. Veel viiendik puhtast metallilisest nioobiumist toodetakse Brasiilias. Ülejäänud 60 protsenti jaguneb Saksamaa, Jaapani ja Hiina vahel, selgitab David O’Brock.

Metallilist nioobiumit toodab Silmet kuni 30 tonni kuus ja tantaali kuni kuus tonni kuus. «Metallurgiatööstuses on need naeruväärselt väikesed kogused,» naerab O’Brock. Samas – nioobiumit toodetaksegi kogu maailmas umbes 150 tonni kuus.

Nioobiumit nimetati varem kolumbiumiks. Selle järgi on nime saanud ka parim haruldaste metallide maak, kolumbiit-tantaliit ehk koltan. Tuntuimad maardlad asuvad Brasiilias ja Kesk-Aafrikas, kuid neid metalle leidub mujalgi, isegi näiteks Soomes. Soome maardlas leiduv pürokloor sisaldab mõlemaid metalle, kuid seda praegu ei kaevandata.

«Kõige suurem maagikaevandaja on Brasiilia. Seal toodetakse raua ja nioobiumi sulamit, mida kasutatakse kõrghoonete metallkonstruktsioonides. Nioobiumilisand muudab teraskonstruktsioonid elastseks ja tõstab sel moel hoonete vastupidavust maavärinatele,» räägib O’Brock.

Tantaali kasutatakse aga elektroonikatööstuses. «Seda metalli kasutatakse seadmetes, kus on vaja väga stabiilset voolu. Just tantaal tagab stabiilse voolu,» selgitas O’Brock.

Silmet hangib suurema osa oma nioobiumi ja tantaali toorainest Brasiiliast. Toormeks on raua, nioobiumi ja tantaali sulam, millest Sillamäel eraldatakse puhtad metallid. «Brasiilia jätab endale maagis leiduva uraani ja tooriumi. Brasiilia ei tohi neid eksportida, kuid uraan ja toorium on kõikides nioobiumi- ja tantaalimaakides,» selgitab O’Brock. Peale Brasiilia saab Silmet toorainet ka Kanadast. Silmet võib puhtaid metalle toota nii maagist kui ka sulamist, kuid eelistatakse sulamit. Maagis on liiga palju lisandeid: rauda, uraani, tooriumit, volframit.

Suur tantaliidikaevandus on ka Austraalias, kuid see on viimased aastad seisnud. Kaevanduse omandas paar aastat tagasi panganduskontsern Goldman Sachs, kuid maailmaturul pakutav hind uuele omanikule ei sobinud. «See kaevandus tootis 30 protsenti maailma tantaalimaagist,» tõdeb O’Brock.
Just seoses selle kaevanduse sulgemisega ilmnesid ebainimlikud lood Kongo koltanikaevandustes, kui selgus, et tantaalimaagi müügiga rahastatakse sealset kodusõda. David O’Brocki sõnul ei saanud Kongo paramilitaarsed organisatsioonid siiski endale varasemast suuremat turuosa, sest tantaali tarbijatel oli olemas umbes kolme aasta toormevaru.

Lisaks pole Kongo ainus koltani poolest rikas riik Aafrikas. Nioobiumi- ja tantaalimaaki leidub ka Rwandas, Ugandas, Nigeerias, Etioopias, Mosambiigis, Lõuna-Aafrika Vabariigis ja mujal Aafrikas. «Praegusel ajal määrab tantaliidihinna tegelikult Etioopia. Kõik maagikaevandused kuuluvad seal riigile ja maagi hind selgub igakuistel oksjonitel,» selgitas O’Brock.

Tantaliidi hind on hüppeliselt kasvanud. Eelmise aasta algul oli see umbes 40 $/nael ehk 88 $/kg. Viimasel oksjonil osteti tantaliiti aga hinnaga 282 $/kg. Hinda arvutatakse maagis sisalduva tantaalpentoksiidi Ta2O5 järgi. Puhta metalli hind oleks umbes 344 $/kg. Austraallased käivitavad oma kaevanduse uuesti alles järgmisel aastal.

Kongost O’Brocki sõnul aga tantaalitooret praegu ei saa, sest riik on sulgenud kõik volframi-, tina- ja tantaalimaagikaevandused. Silmet on ostnud toorainet Nigeeriast. Nõukogude ajal oli Silmet põhiline nioobiumitootja. Tantaali toodeti Kasahstanis Ust-Kamenegorskis.

Alvar Soesoo sõnul leidub Eestiski muldmetalle tootmisväärses koguses. «Eesti maavarapoliitikas valitseb aga fosforiidisõja aegne pelg. Jumala eest, me ei tohi midagi toota ega isegi uurida,» on Soesoo nördinud.

Kindel haruldaste muldmetallide allikas on diktüoneemaargilliit (loe ka Tarkade Klubi, juuli 2009)«Selles kivimis leidub ka plaatinarühma elemente, eriti reeniumi,» ütleb Soesoo. Muldmetallide sisaldus on suur ka Pakerordi lademesse kivistunud käsijalgsete perekonna Obolus’e esindajate poolmetes. Neid oleks aga Soesoo sõnul vaja täpsemalt uurida.

Samuti teatakse väga vähe mitmesaja meetri sügavusel lasuvate aluskorrakivimite kohta. Rootslased ja kanadalased on tahtnud uurida Jõhvi magnetanomaaliat. «Kui Jõhvi ümbruses mitmesaja meetri sügavusel lasuvad kivimid on sarnased Kesk-Rootsi kivimitega, siis leidub meil palju värvilisi ja haruldasi metalle, alates vasest ning lõpetades nioobiumi ja tantaaliga,» rääkis Soesoo.

Geoloogiaprofessor on nördinud, et arusaam Eesti maavaradest põhineb eelarvamustel, mitte uuringutel, ja loodab, et Euroopa Liit aktiveerib oma maavarade- ja toormepoliitikat. «Ma ei imestaks, kui mõne aasta pärast antakse direktiiv, mis kohustab oma maavarasid uurima,» ütles ta.

Praegu on Soesoo sõnul mõni Eesti firma huvitatud maagikaevandamisest Ugandas. «Erinevalt Kongost on arenenud Ida-Aafrika riikidel oma loodusvarade kasutamisest üsna selge nägemus. Sinna on investeeritud palju Maailmapanga raha ja isegi Soome geoloogiateenistus on saanud toetust sealsete riikide geoloogiliste kaartide koostamiseks,» lükkab Soesoo ümber arvamuse, et Aafrika maavarade kasutamine on seotud sõdade ja lapstööjõu rakendamisega.

Eesti võiks Soesoo hinnangul arendada diktüoneemaargilliidi töötlemise tehnoloogiat, et sellest kivimist saaks metallid kätte minimaalse keskkonnakahjuga. Kunda lähedal peaks diktüoneemaargilliidis sisalduma palju reeniumit: 90ruutkilomeetrisel alal peaks olema umbes 20 tonni seda kullast kallimat metalli. Kui diktüoneemaargilliidist õnnestuks kätte saada tsink, volfram, molübdeen ja haruldased muldmetallid, võiks Eesti muutuda Euroopas arvestatavaks metallitootjaks, kinnitas Soesoo.

Termin - Mis on haruldased muldmetallid?

Haruldased muldmetallid on üldnimetus 17 keemilise elemendi kohta, mida leidub maakoores vähe ja hajusalt. Nende sekka loetakse ütrium ja skandium ning 15 lantaniidide rühma elementi: lantaan, tseerium, praseodüüm, neodüüm, promeetium, samaarium, euroopium, gadoliinium, terbium, düsproosium, holmium, erbium, tuulium, üterbium ja luteetsium.
Metallide kasutusala ulatub mobiiltelefonidest hübriidautodeni, tuulegeneraatoritest säästupirnideni.

Nende metallide kogunõudluseks maailmas hinnatakse praegu 134 000 tonni aastas, kuid prognoosi kohaselt vajavad tööstused juba järgmisel aastal 180 000 tonni. 2014. aastal võib vaja minna juba üle 200 000 tonni haruldasi muldmetalle aastas. Tootmismaht on praegu aga 124 000 tonni juures ning ükski kaevandus ei suuda nõudluse kasvust tekkivat tühimikku nii kiiresti täita, kuigi teadaolevaid varusid on maailmas piisavalt.

Euroopa Liidu prognoosi kohaselt ähvardab eriti suur düsproosiumi, euroopiumi, lantaani, neodüümi, praseodüümi, terbiumi ja ütriumi nappus. Roheliste europarlamendi fraktsiooni koostatud analüüs soovitab senisest suuremat tähelepanu pöörata nende metallide taaskasutusele. Põhjalikku raportit saab lugeda SIIN.

Mineraalid

Mõned haruldasi metalle ja haruldasi muldmetalle sisaldavad mineraalid:
* Koltan (Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6 ehk kolumbiit-tantaliit avastati 19. sajandil ja sai nime Ameerika poeetilise nimetuse Columbia järgi. Leidub mitmel pool maailmas, eriti palju Aafrikas ja Austraalias. Esineb raua-, magneesiumi-, mangaani- ja ütriumirikkaid erimeid. Nioobiumi eraldas mineraalist saksa keemik Heinrich Rose aastal 1846.
* Pürokloor – (Na,Ca)2Nb2O6(OH,F) avastati 1826. aastal Rootsis. Leidub ka Kanadas ning Brasiilias, samuti mitmel pool mujal maailmas, sh Soomes.
* Lopariit – (Ce,Na,Ca)(Ti,Nb)O3 sai nime laplaste järgi. Esmaleid Koola poolsaarel. Sisaldab nii tseeriumi kui ka nioobiumit.

Uus kuld - Liitium läheb hinda

Kergete ja õhukeste akude eest oleme suuresti tänu võlgu Mendelejevi tabeli elemendile number 3, liitiumile. Tehnoloogiarevolutsioonid on ka selle kerge metalli tootmist ja kasutamist viimasel aastakümnel mitmekordistunud ning nõudluse kasv jätkub. Kui saab teoks transpordirevolutsioon ehk üleminek bensiinimootorilt elektrimootorile, suureneb vajadus liitiumi järele veelgi. Seetõttu on palju spekuleeritud, kas meil on seda vajaliku metalli piisavalt.

Suurim liitiumi tootja on Tšiili. Argentinast, Boliiviast, mujalt Lõuna-Ameerikast ja maailmast avastatud varud tõotavad aga piisavalt liitiumi, et jätkuvalt meie elektroonikat ning vajadusel ka autosid akudega toita.

Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!

Jäta kommentaar
või kommenteeri anonüümselt
Postitades kommentaari nõustud reeglitega
Loe kommentaare Loe kommentaare