Tierras raras, nueva vida para los residuos mineros

Abr 12, 2023

La escasez prevista de elementos de tierras raras, vitales para la “revolución verde” de coches eléctricos y turbinas eólicas, junto a la necesidad de disponer de un suministro independiente de China, que domina claramente la producción mundial, han impulsado diferentes proyectos de extracción de elementos de tierras raras a partir de residuos o subproductos de la minería.

Un informe de Adamas Intelligence analiza 6 de los proyectos más avanzados. Según este informe, estos proyectos, que procesan material procedente de arenas minerales, fertilizantes y mineral de hierro, tienen como objetivo producir más de 10.000 toneladas de óxido de neodimio y praseodimio (NdPr) para 2027..

Según Adamas, esto equivale al 8% de la demanda prevista de estas dos tierras raras, vitales para fabricar imanes permanentes que alimenten los motores de los vehículos eléctricos y los aerogeneradores, y  podrían reducir el déficit previsto de estos materiales en más de un 50%.

Arenas minerales, los proyectos más avanzados

Las arenas de minerales pesados suelen explotarse para extraer minerales de titanio y circonio como el rutilo, la ilmenita y el circón, pero también contienen una gran variedad de subproductos, entre los que se encuentran metales críticos como los elementos de tierras raras (REE) en minerales como la monacita y la xenotima. La Universidad RMIT de Australia, mayor productor de arena mineral del mundo,  calcula que hay 16,2 millones de toneladas de tierras raras sin explotar en 325 yacimientos de arenas minerales de todo el mundo.

De hecho, en Australia es donde ya está en marcha el plan de  Iluka, empresa productora de cerca del 30 % del circonio del mundo y casi el 20 % de la materia prima de dióxido de titanio, para recuperar las tierras raras del millón de toneladas de subproductos almacenados en su planta de Eneabba desde los años noventa.

Desde junio de 2022 está en marcha la concentradora que separa la monacita (y el circonio adicional), produciendo un material concentrado de monacita de ~90% que irá directamente a la refinería de tierras raras cuya puesta en marcha está prevista en el año 2025.

Las previsiones son que esa refinería, la primera planta de separación de tierras raras de Australia, produzca una media de 2.700 toneladas anuales de óxidos de neodimio y praseodimio (NdPr), ya que su diseño le permite procesar, además de los subproductos de arenas minerales de otros yacimientos de Iluka,  otros materiales.

Cantera de Eneabba<br />

Al mismo tiempo, aunque con un proyecto de menor escala, la también australiana VHM Ltd trabaja en el proyecto de recuperar tierras raras a partir de las arenas minerales de Goschen, que espera producir unas 850 toneladas de óxidos de neodimio y praseodimio (NdPr) en 2027. Aunque, de momento, VMH ha suscrito un acuerdo para el refino con la empresa china Shenghe, a largo plazo planea construir su propia refinería.

Un caso diferente es el de Energy Fuels, empresa líder de la producción de uranio y vanadio en Estados Unidos, que ha expandido su negocio hacia las tierras raras. Empezó comprando monacita, subproducto de las arenas minerales, a la empresa química Chemours  para extraer tierras raras, y está buscando otras fuentes de ese material.

En la actualidad, Energy Fuels extrae el uranio de la monacita y envía el carbonato mixto de tierras raras a separar a una planta propiedad de la empresa canadiense Neo Performance Materials en Estonia, aunque tiene previsto abrir su propia planta de separación en 2024 y aspira a producir entre 1.500 y 3.000 toneladas anuales de óxidos de NdPr en 2026.

Mineral de hierro

El ejemplo más claro de que recuperar tierras raras a partir de residuos es mucho más rápido que poner en marcha nuevos proyectos desde cero lo proporcionan los proyectos de la empresa estatal sueca LKAB. Mientras que la nueva mina que planea desarrollar en el mayor yacimiento conocido de óxidos de tierras raras de Europa podría tardar hasta 15 años en ponerse en marcha, su proyecto REEMAP, que pretende establecer un nuevo estándar para la refinería de minerales libre de combustibles fósiles electrificada y circular extrayendo fósforo, óxidos de tierras raras y flúor de los relaves procedentes del proceso de dos minas de hierro del norte de Suecia, empezará a ser una realidad como máximo en 4 años.

Junto a las presas de residuos se construirá una planta que, mediante un proceso de flotación,  producirá un concentrado de apatita pura a partir de la arena de los relaves. Este concentrado se transportará por ferrocarril al parque industrial de Luleå, donde se disolverá con ácido clorhídrico para crear un producto de fósforo puro y separar elementos de tierras raras y productos de flúor. Después, el fósforo se procesará con amoníaco para convertirlo en fertilizante mineral  y el ácido clorhídrico se regenerará con la ayuda de ácido sulfúrico para producir yeso como subproducto.

Por otra parte, la empresa privada estadounidense Phoenix Tailings ha desarrollado una tecnología para procesar tierras raras a partir de antiguos estériles mineros, y tiene previsto iniciar sus operaciones con residuos de una antigua mina de hierro de Nueva York.

Phoenix también está preparando la alimentación de su planta de producción de tierras raras con material procedente de otras reservas y espera producir 2.200 toneladas anuales de metales NdPr para 2026, equivalentes a unas 2.589 toneladas de óxidos de NdPr, según Adamas Intelligence.

Pilas de fosfatos Phalaborwa
Fosfatos

El Laboratorio Nacional de Idaho de EE.UU. afirma que 100.000 toneladas de tierras raras acaban cada año en los residuos de la producción de fosfatos, los peligrosos fosfoyesos. La empresa con base en Londres Rainbow Rare Earths ha patentado una tecnología con la que tiene previsto reprocesar en Phalaborwa (Sudáfirica) los residuos de las minas de fosfato que se explotan allí desde los años cincuenta del pasado siglo.

De hecho, su plan es utilizar esa tecnología para extraer óxidos de tierras raras separados de otras fuentes de fosfoyeso a escala mundial, como demuestra el acuerdo que firmó en agosto del año pasado con la empresa de fosfatos estatal marroquí, OCP Group, para procesar sus residuos.

Rainbow espera producir unas 1.850 toneladas anuales de óxidos de NdPr de aquí a 2026 y, para ello, se ha asociado con la empresa estadounidense K-Technologies, y utilizará su nuevo sistema para producirlos.

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