Munur á sjaldgæfum jarðefnum: Aðferðir til að tryggja birgju á fermetmagneta

Jarðmálaáhættur: 80% af vinnslu sjaldgæfra jarða stjórnað af Kína

Alþjóðleg birgðiröð fyrir neodímmagneta stendur frammi fyrir fordæmalausu áskorunum þar sem Kína heldur yfirráðum sínum á vinnslu sjaldgæfra jarða. Þar sem 80% sjaldgæfra jarðefna í heiminum eru unnin í Kína, standa framleiðendur sterkra segulmanna um allan heim frammi fyrir miklum veikleikum í birgðastöðvum sínum. Þessi einbeiting skapar verulegar áhættu fyrir atvinnugreinar, allt frá neysluvélar til endurnýjanlegrar orku sem treysta mjög á þessi mikilvæg efni.

Kína-einkunnarslit

Kína yfirráði í fyrirbæri sjaldsæra jarðefna komust ekki á nótt og degi. Með stategiskum fjárfestingum og stjórnsýslu á tveimur síðustu áratugum hefur Kína byggt ódæman efnahagskerfi fyrir framleiðslu sjaldsærra jarðefna:

• 90% af heildarframleiðslu NdFeB hnettanna í heiminum fer fram í Kína

• 60% af niðursteigunni á sjaldsærum jarðefnum fer fram utan Kínu, en 80% eru flutt þangað til meðferðar

• 75% af öllum hnettum með sjaldsærum jarðefnum í neytendatækjum innihalda efni sem unin eru í Kína

Þessi miðstöð var sérstaklega ljós á sjaldsæra jarðefnacrísinn í 2010 þegar Kína takmörkaði tímabundið útflutning, sem valdiði verðhækkunum á 600-1000% fyrir sumir frumefni. Nýlegar takmarkanir á útflutningi gallíums og getmaníums árið 2023 sýndu að Kína er tilbúin til að nýta sér yfirráð sín í lykilkolefnum.

Háðarheit Vesturlanda tölur

Mælikvarði háðarheit Vesturlanda á Kína í meðferð sjaldsærra jarðefna kemur í ljós þegar skoðað eru ákveðin iðnaðar:

Þessi háðni myndar mikilvægar veikindi, sérstaklega þegar stefnumál eru aukin. Árekstur í útflutningi sjaldsærra jarðefna frá Kína gæti lammstraum ýmsar iðnaðargreinar í einu.

Morkun á birgðum: MP Materials' framleiðsla á NdPr-málm í Bandaríkjum (1.000T/ár)

Með því að skilja þessi veikind sem hafa verið nefnd, eru vesturlönd og fyrirtæki að taka ákveðin skref til að morka birgðakerfi sjaldsærra jarðefna utan Kínu. Stofnun framleiðslustöðvar MP Materials fyrir NdPr-málm í Bandaríkjum er talin ein af mikilvægustu þróunarmöguleikum innan þessa áttar.

Núverandi framleiðslumafur Vesturlanda

Þó svo að framleiðsla Kína enn verði miklu meiri, eru framleiðsluhæfileikar Vesturlanda að vaxa:

• MP Materials (Bandaríkin) : Framleiðir þúsund tonn af NdPr á ári, með áætlunum um að víkka út í 5.000 tonn árið 2025

• Lynas (Ástralía/Malesía) : Framleiðir 800 tonn NdPr á ár, með nýjum framleiðslustöðum í Texas sem opna árið 2024

• Rainbow Rare Earths (Afrika) : Áætlað að framleiða 300 tonn NdPr á ári í 2025

Þessar vinnur eru lykilþættir í fyrstu skrefum til að endurgera vestanjarlíkar getu í málum sjaldsena jarðefna sem minnkaði verulega á síðustu 30 árum þar sem framleiðnin flutti til Kína.

Nýlega komnar uppboðskeðjur

Fjölmargar framtækar lausnir á uppboðskeðjum eru að koma fram víða um heim:

1. Norður-amerískt frumkvæði

   • Málafossið hjá MP Materials í Kaliforníu veitir um 15% af heimsmarkaðnum í sjaldséarjarðefni

   • Nýtt aðskiljanlegur verður fyrst í Bandaríkjunum til að framleiða erfið sjaldséarjarðefni í mörgum árum

   • Samstarf við General Motors um birgjaafurðu fyrir rafmagnsvélir

2. Evrópeyska hreyfingin fyrir sjálfstæði

   • Löggjöf Evrópusambandsins um nauðsynleg óútbýðanleg efni setur mikilmetnar markmið: 10% malmleitni, 40% úrvinnsla og 20% endurnýting á sjaldséarjarðefnum fyrir 2030

   • Nýlegar uppgötvunir á sjaldséarjarðefnum í Noregi gætu gefið 1,4 milljónir tonna REO

   • Franska fyrirtækið Orano er að þróa endurnýtingarhæfileika

3. Útvíkkun í Ástralíu

   • Lynas mun tvöfaldur framleiðslu árið 2025 með nýjum stofnunum

   • Australian Strategic Materials er að byggja fullt upp á birgjaafurðu

   • Nýjar vinnslustöðvar sem hannaðar eru til að forðast kínverskar hönnunareignarréttarmörk

Þessi þróun gerir grein fyrir stærstu áskoruninni á Kína's yfirráðum í málsgrein um sjaldserefnisframleiðslu síðan tuttug ár, þó mikill vinna liggi eftir til að ná sannanlegri veitustrausnarsæki.

Hruna vs. Staðvinnun: Indlandska sjaldserefnisins 265 milljóna bandarjadreifingin

Ýmsar þjóðir eru að velja mismunandi leiðir til að tryggja sjálfbæran magnesitfráboð, en reynsla Indlands birtir bæði áskoranirnar og möguleika staðvinnunar.

Aðferðir við hruna

Fjölmargar þjóðir hafa sett upp stategíska hrufurðarkerfi sem tímabundinn hlutverk gegn upptökum í birtingu framleiðslu:

Lagerhald veitir strax öryggi en leysir ekki grundvallarþætti í birgjunum á birgunum.

Indlands þáttunarkerfi

Indlands áreiti til að byggja heimilisleg getu í margvíslegum jarðefnum birtir flækjustig raunverulegrar þáttunar:

• $265 milljóna bandaríkjadalra gap í hreinsunarkerfi verður lögð á

• Eingöngu 2 virkar aðskiljur á margvíslegum jarðefnum í augnablikinu

• 90% af margvíslegum jarðefnum eru enn flutt inn þrátt fyrir miklar þorínugildi

• Ný ríkisáætlun á $200M var sett í gang árið 2023 til að stuðla að heimilislegri úrvinnslu

Reynsla Indlands sýnir að það taki gríðarlegt og langvarandi fjármagn yfir mörg ár til að byggja fullnustu sjálfstæði í margvíslegum jarðefnum. Flestar sérfræðingar trúa á milli nálganir - sem sameina sumar heimilislegar getur við fjölbreyttar alþjóðlegar heimildir - gætu boðið mest ráðgjöf fyrir flest lönd.

Endurnýtingarstæða: 95% efni endurheimt með beinni endurnotskerfi

Þar sem aðalframleiðsla tæpir á takmörk og umhverfisáhyggjur eru í ferli, er endurnýting hnefja orðin að mikilvægum þáttur í sjálfbærum framleiðslukerfum sjaldsæra jarðefna. Nú eru framfarin endurnýtingartækni gerir það að verkum að endurheimta allt að 95% af sjaldsærum jarðefnum úr búnaði sem hefur náð endann á notkunarævi sínu.

Núverandi stöðu á endurnýtingarsviði

Þrátt fyrir möguleika eru endurnýting sjaldsærra jarðefna enn óþroskuð:

• Minna en 5% af NdFeB hnefjum sem eru endurnýttir í heiminum í dag

• Möguleiki á að mæta 35% af heimspyrni árið 2035 með endurnýtingu

• Nýjar lausnarafræðilegar aðferðir geta náð 98% hreyni í endurheimtum efnum

Bilið á milli þess sem er mögulegt og núverandi raunveruleika táknar bæði áskorun og tækifæri fyrir þróun sjálfbærra framleiðslukerfa.

Endurnýtingartækni í skrefi

Fjöldi frumlegra endurnýtingartækna er að náða markaðsgetu:

1. Vetnisúrvun á ferurjárnssprettum (HPMS)

• Þróað af japönskum rannsakendum, nú seld í Evrópu

• Endurnýtar 95% af segulmagni með hári hreinleika

• Notar 60% minna orku en frumframleiðsla

• Mikilvægast er það virkt fyrir ferurjárnsaffall í iðnaðinum

2. Rafefnafræðileg náma

• Labbalegar aðferðir ná 99% hreinleika

• Getur unnið ýmis konur af ferurjárnssprettum úr harðaplötum, vélum o.s.frv.

• Fleiri prófunastöðvar eru búist við að taka upp starf á árunum 2024-2025

3. Bein endurnýtingarkerfi

• Endurheimta allar aflbrigður án þess að þurfa fulla niðurþenningu

• Mjög skilvirkur fyrir fiskifangaaflbrigði og önnur stórvirkni notkun

• Getur lækkað kostnað um 80% í samanburði við nýjar aflbrigður

• AIM Magnet hefur lagt fjármun í rannsóknir á beinri endurnotkun síðan 2020

Þessar tæknur eru að breyta endurnotkun frá smábærum virði yfir í mikla heimildarmiða fyrir sjaldsérfni efni.

Erindi og umhverfismætti

Stefnan um að skala upp endurnotkun sjaldsérfna styrkist þegar öll hagnýði eru tekin tillits

• Orkusparnaður : Hverja tunn endurunnumraðs NdFeB sparað um það bil 8.000 kWh í samanburði við upphaflega framleiðslu

• Minnka útskrap : Endurnotkun forðast 2,5 tunn af málmsóknarafli fyrir hverja tunn af aflbrigðum

• Utslipp : 12 tonn af CO2 útflutningi forðast fyrir hverja tunn sem er endurnotuð

• Hagvöxtur : Heimsmættið fyrir endurnýtingu á magneta verður að ná 390 milljónum bandaríkjadalera árið 2027

Fyrir fyrirtækjum eins og AIM Magnet sem leggja áherslu á sjálfbærni, þá er mikilvægt að investera í samstarfssambönd og tæknilegar lausnir varðandi endurnýtingu bæði vegna siðferðis ásökunar og einnig til að ná fram yfirburði á markaðnum í heimi þar sem auðlindirnar eru takmarkaðar.

Byggja öryggisauðlindakerfi fyrir framtímann

Þar sem eftirspurnin eftir neodymium magnötum heldur áfram að vaxa um allar iðnaðargreinar, þá hefur bygging öryggisauðlindakerfa orðið að mikilvægri stefnu. Rafbifreiðir (nota 2kg af magnötum per rafstreymhreytara), vindmyllur (1,5 tonn per MW) og neytendavörur eru allar að skapa ótrúlegan vext í eftirspurninni.

Álögð handtökunarkerfi

Á grundvelli núverandi áhorfsgagna og tæknilegra þróunarferla, ættu helstu ráðstafanir að innihalda:

1. Fleira uppruna : Þróa kerfi sem felur í sér 20+ lönd árið 2030

2. Investeringar í endurnýtingu : Ná 30% birtingu af endurnýtingu árið 2035

3. Þróaðu aðstæður : Lífgun CeCo og MnAl segulatækni

4. Bættu skilvirkni : Ný segulahönnun með 30% minna neodymium

5. Strategískar birgðir : Viðhalda birgðum fyrir 6-12 mánaða birgðir

Staðfesting AIM Magnet á birgðakerfi

Sem leiðandi framleiðir neodymium segla og seglastævi, hefur AIM Magnet sett í verk ýmis átök til að tryggja örugga birgð:

• Langtíma samningar við siðferðislegan nám undir mörgum löndum

• Strategískar birgðir viðhaldaðu 6-9 mánaða af rennsli af lykilmálum

• Endurnýtingarsamstarf með leiðandi tækniaðilum

• Rannsóknir og þróunartekjur í staðbundnum efnum og hnekkjagerðum

• Lárétt samþætting stjórna meira af framleiðslukettunni okkar

Málmagnsveikinn kallar á miklar áskoranir og möguleika. Fyrirtæki sem sjá frá sér um veikleika í birgjunarkerfinu núna - með sundurhverfingu, nýjungum og sjálfbærni - munu vera best skipulögð til að gengast vel í gegn í mörkuðinni fyrir hnekkjamölum á morgun. Með því að sameina heimildaskipti við tæknilegar nýjungar getur iðnaðurinn byggt upp öflugri og sjálfbæra birgunarkerfi sem styðja heimsfarartæki yfir í hreinna orku og háþróaðar tæknur.