• Articolo Roma, 27 ottobre 2011
  • Terre rare: materie prime per l’hi-tech

  • Non tutti sanno che da pochi elementi, dai nomi esotici e dal difficile reperimento,dipende in buona parte l’industria dell’hi-tech. Vediamo quali sono e come influenzano questo mercato

Si apprende sempre più frequentemente dagli organi di stampa delle guerre commerciali in atto, soprattutto fra Cina e resto del mondo, per la fornitura di materie prime strategiche utilizzate dall’industria high tech.Tale situazione ha spinto nel 2008 l’Unione Europea a promuovere una consultazione e un confronto internazionale riguardo alla scarsità di materie prime non energetiche. La vera attività UE al riguardo è iniziata con il comunicato stampa del 17 giugno 2010 (MEMO/10/263), che anticipava i contenuti di un rapporto del 30 luglio successivo, redatto da un workinggroup creato ad hoc, cui ha fatto seguito nel febbraio 2011 la Comunicazione al Parlamento Europeo e ai Paesi membri, in cui la Commissione propone una strategia: RawMeterialsInitiative. Più recentemente Il Parlamento Europeo, che ha esaminato questa strategia, il 13 settembre scorso, ha adottato una risoluzione non vincolante secondo la quale l’Unione Europea deve migliorare le politiche dei suoi Paesi Membri sull’accesso e sulla commercializzazione delle materie prime critiche, soprattutto nei confronti dei Paesi extraeuropei. Il Parlamento Europeo, in pratica, ha detto che non basta la strategia ma che è necessario anche individuare idonei meccanismi decisionali sia per l’approvvigionamento delle materie prime critiche, sia per coordinare meglio le politiche e le azioni degli Stati Membri.La loro disponibilità a prezzi competitivi è stata definita d’importanza fondamentale per l’industria europea: il loro impiego è strategico, essendo utilizzate in diversi settori, dalla costruzione di veicoli alla produzione di telefoni cellulari ed altro. Si tratta di 41 elementi, o gruppi di elementi, fra i quali i seguenti 14 sono a maggiore rischio di approvvigionamento: antimonio, berillio, cobalto, spatofluoro, gallio, germanio, grafite, indio, magnesio, niobio, platinoidi (PGM = Platinum Group Metals), Terre Rare, tantalio e tungsteno. Dalle previsioni emerge che entro il 2030 la domanda potrebbe più che triplicare rispetto a quella del 2006 ed il rischio maggiore, relativo alla loro fornitura, è legato al fatto che i maggiori produttori mondiali sono un numero ristretto di paesi: Cina (antimonio, spatofluoro, gallio, germanio, grafite, indio, magnesio, Terre Rare e tungsteno), Russia (PGM), Repubblica democratica del Congo (cobalto e tantalio) e Brasile (niobio e tantalio).

 

Gli usi industriali delle TR

Le TR hanno moltissime applicazioni industriali e rappresentano in pratica la materia prima base per l’industria high tech.

Elemento

Applicazioni

Lantanio Vetrine per ceramiche, lenti ottiche di alta qualità, lenti fotografiche, cristalli per microonde, capacitori ceramici, pulenti per vetri, cracking del petrolio.
Cerio Pulizia dei vetri, catalizzatore nel cracking del petrolio, in lega col ferro come scintilla per lampade, con l’alluminio, magnesio e acciaio per aumentare le proprietà di punta e di robustezza, protezione dalla radiazioni e molte altre.
Praseodimio Pigmenti gialli in ceramica, tegole, condensatori ceramici. In combinazione col neodimio per schermare i marker del vetro. Magneti permanenti, refrigerante criogenico.
Neodimio Condensatori ceramici, vetrine e vetri colorati, laser, magneti ad alta permanenza in lega con neodimio-ferro e boro, catalizzatore nel cracking del petrolio.
Promethio Batterie per orologi, strumenti per teleguida missilistica.
Samario In leghe altamente magnetiche per magneti permanenti (samario-cobalto). Laser in vetro, controllo nei reattori nucleari e schermo neutronico.
Europio Barre di controllo dei reattori nucleari, lampade colorate, catodi per I raggi-X. Fosforo rosso nei tubi delle televisioni a colori.
Gadolinio Laser allo stato solido, costituente dei chips nella memoria dei computer, refrattori di alta temperatura, refrigeranti criogenici.
Terbio Catodi per i raggi-X, magneti, memorie ottiche dei computer, componenti degli hard disk, leghe magnetiche.
Disprosio Controlli sui reattori nucleari. In lega col neodimio nei magneti permanenti, catalizzatore.
Holmio Controlli nei reattori nucleari; catalisi e refrattari.
Erbio Nel settore ceramico per produrre vetrina rosa; in lenti che assorbono i raggi infrarossi.
Thulio Sorgente di raggi-X in macchine portatili per raggi-X.
Itterbio Utilizzo attualmente sconosciuto sono in corso ricerche per il suo utilizzo.
Lutezio Deossidante nella produzione di acciai inossidabili, batterie ricaricabili, usi medici, fosforo rossoper televisori a colori, superconduttori.
Ittrio Deossidante nella produzione di acciai inossidabili, batterie ricaricabili, usi medici, fosforo rossoper televisori a colori, superconduttori.
Scandio Tubi per raggi-x, elemento catalitico per la polimerizzazione, superleghe Ni-Cr, porcellane in campo dentistico.


Il mercato delle TR

Il mercato delle TR è un mercato estremamente dinamico, la variazione della domanda e dell’offerta di questi anni ha causato di conseguenza un’ampia fluttuazione dei prezzi, dovuta anche alla disponibilità delle aziende a pagare di più rispetto ai prezzi correnti per assicurarsi forniture adeguate. Oggi la richiesta di neodimio, praseodimio e disprosio per la produzione di magneti sta spingendo ancor di più  il mercato, ed in futuro il consumo di europio, terbio e ittrio nella produzione di fosfori potrà divenire un riferimento per la previsione dell’andamento dei prezzi. Tuttavia la percentuale così alta del mercato tenuta dalla Cina pone seri problemi per quanto riguarda l’approvvigionamento della materia prima e le strategie internazionali di “controllo” del mercato stesso. Vi è infatti un consenso generale tra i maggiori utilizzatori di TR a non dipendere per più del 60% della loro domanda da fonti cinesi. Ciò indica che, a fronte di un prezzo ragionevole, queste società occidentali sarebbero disponibili a sostenere progetti non cinesi di approvvigionamento di materia prima. Nell’aprile del 2006 il Ministero Cinese delle Miniere ha limitato la produzione annuale a 86.250 t. Basandosi su questi dati e con una crescita prevista dell’8-11% l’anno ci sarà una domanda non soddisfatta di 40.000 t/anno entro il 2012. La domanda corrente è spinta dai catalizzatori (lantanio e cerio) e dai magneti di nuova generazione (neodimio, praseodimio, disprosio e terbio). Questi due settori domineranno la domanda sul mercato, anche se la crescita maggiore è prevista nel settore delle batterie NiMh proprio a seguito della crescita del mercato dei veicoli a propulsione ibrida, oltre alla richiesta di lampadine a basso consumo. In particolare la domanda creerà una sovra-produzione di cerio (stimata al +12% per il 2012) e un calo di domanda per il neodimio (-31%), il praseodimio (-29%) e il lantanio (-12%). I prezzi delle TR hanno visto una crescita stabile e continua dal 2003 ad oggi con un aumento molto forte negli ultimi due anni. La tendenza è dovuta all’aumento di prezzo di alcuni dei componenti delle TR rispetto ad altri.

Prezzi delle Terre Rare in US $/kg sia come ossido che come metallo puro ad aprile 2008(Fonte: Metalprices.com)
$/kg

La

Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Y Lu
$kg Oxide 8 4,1 34 34,5 4,725 490 10 740 122 650 1000 10.000 500 16 18.000
$kg Metal 12,2 9 43 44 22 800 28 900 156 650 1000 10.000 500 40 18.000

 

Un tale andamento del mercato e dell’offerta, spinge l’approvvigionamento internazionale a ricercare nuove fonti al di fuori del mercato cinese. Anche se la Cina domina il mercato vi sono, infatti, alcune variabili di rischio che rendono interessanti investimenti da parte di nuovi produttori e/o fornitori. Pertanto il mercato si sta rapidamente muovendo verso una situazione di deficit di offerta a fronte di una rapidissima crescita della domanda. Con una domanda prevista di 185.000 t entro il 2012 vi sarà una mancanza sul mercato di circa 50.000 t di TR, anche se va considerato che di fronte ad una recessione economica internazionale è possibile che anche il mercato delle TR rallenti.

di Francesco Zarlenga (ENEA, CRE-Casaccia, UTRINN, ROMA)