COSA SONO LE TERRE RARE

Le cosiddette terre rare di cui è stato appena scoperto un grande giacimento in Svezia, sono metalli strategici fondamentali per l’industria tecnologica ed elettronica, in particolare per le principali tecnologie della transizione energetica. Disprosio, neodimio, cerio, olmio, praseodimio… Nomi oggi sconosciuti, alcuni anche difficili da pronunciare, ma che impareremo presto perché saranno essenziali per l’economia di domani.

COSA SONO LE TERRE RARE?

Le REE, acronimo di Rare Earth Metals, sono un gruppo di elementi facenti parte della famiglia dei metalli. Questi sono suddivisi a loro volta in base al peso atomico in: LREE, le cosiddette Terre Rare Leggere, MREE – Terre Rare Medie – e HREE, vale a dire le Terre Rare Pesanti. Più nello specifico si tratta di 17 elementi chimici: Scandio, Ittrio e i 15 lantanoidi ovvero, nell’ordine della tavola periodica, Lantanio, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Promezio, Samario, Europio, Gadolinio, Terbio, Disprosio, Olmio, Erbio, Tulio, Itterbio e Lutezio.

Le terre rare sono un gruppo di 17 elementi chimici dalle utilissime proprietà tecnologiche e industriali: presenti in smartphone e macchine elettriche, computer e turbine eoliche, sono considerati elementi strategici perché permettono la creazione di moltissimi dispositivi elettronici di cui nel XXI secolo non possiamo più fare a meno. Le terre rare (dette anche REE o Rare Earth Elements) sono diventate nel giro di un secolo tra gli elementi più ricercati al mondo. Le loro proprietà magnetiche sono essenziali in campo industriale, specialmente nel mercato dell’elettronica, ormai sempre più legato a questi elementi per il suo sviluppo.

Le terre rare sono costituite da 17 materie prime, scoperte alla fine del 18esimo secolo in Svezia, ognuna con proprietà diverse. Questi elementi sono stati raggruppati sotto lo stesso nome perché spesso sono presenti negli stessi suoli. Una volta che il minerale è stato estratto, deve subire un trattamento di “separazione” così da distinguere i diversi minerali, attraverso processi chimici che generano scarti tossici.

Dai microchip alle batterie, fino ai pannelli fotovoltaici. Le terre rare, spesso abbreviate con REE (Rare Earth Elements), sono 17 elementi chimici della tavola periodica che includono lantanio, cerio, praseodimio, neodimio, promezio. Nel mondo sono sempre più difficili da reperire, ma la recente scoperta di un esteso giacimento in Svezia può cambiare le carte in tavola. Sia in campo economico che climatico.

PERCHE’ SI CHIAMANO TERRE RARE

Il termine “terre rare” venne assegnato a questi speciali elementi chimici presenti nei minerali non per la loro scarsa presenza sul Pianeta, ma per via della loro difficile identificazione oltreché per la complessità del processo di estrazione e lavorazione del minerale puro. Oltre al sopracitato acronimo REE, le terre rare vengono abbreviate anche con la sigla RE (Rare Earths).

Nonostante il nome possa far pensare ad elementi “poco comuni”, sono in realtà piuttosto presenti in natura: pensate che anche le due terre rare meno abbondanti, il tulio e il lutezio, sono circa 200 volte più comuni dell’oro. Il nome quindi non è legato al fatto che ce ne sono poche in senso assoluto, quanto piuttosto al fatto che è difficile trovarle in alte concentrazioni all’interno di un giacimento, rendendo quindi il processo estrattivo costoso e complesso.

QUALI SONO LE TERRE RARE

Le terre rare, 17 elementi chimici della tavola periodica (scandio, ittrio e i lantanoidi), sono fondamentali per la transizione energetica del pianeta. Ma si trovano solo in pochissimi Paesi al mondo. Secondo i dati della Us Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, aggiornati a gennaio 2022, la Cina risulta il primo Paese per riserve: ne ha 44 miliardi di tonnellate. Seguono Vietnam, Brasile e Russia.

Le terre rare sono 17, 15 delle quali sono presenti nella penultima riga della tavola periodica (è una delle due righe che sembrano esterne alla tavola periodica, nonostante siano in realtà un’estensione della sua parte centrale). Nel dettaglio, le REE sono:

• l’ittrio (Y).
• lo scandio (Sc).
• i 15 lantanoidi (o lantanidi): Lantanio (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), promezio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), olmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), itterbio (Yb), lutezio (Lu).

Tutti condividono caratteristiche fisico-chimiche particolari che li rendono appetibili, prima tra tutte la capacità di esercitare un magnetismo resistente alle alte temperature.

DA DOVE PROVENGONO E DOVE SI TROVANO LE TERRE RARE

Alcuni le definiscono il «nuovo petrolio» e, da oggi, l’Europa ne possiede grandi quantità. Parliamo delle terre rare: è stato infatti scoperto in Scandinavia, nella regione settentrionale di Kiruna, il giacimento più grande conosciuto nel vecchio continente. La compagnia di stato Lkab ha reso noto di aver individuato filoni minerari di più di un milione di tonnellate di ossidi di terre rare, gli elementi naturali cruciali per la fabbricazione di microprocessori, batterie, motori elettrici e altre componenti hi-tech.

In realtà le terre rare sono abbondanti sul pianeta. Contrariamente a quanto possa suggerire il nome, infatti, la loro presenza nella crosta terrestre è significativa: circa 200 volte maggiore rispetto a quella dell’oro. Tuttavia molto spesso si trovano quantità economicamente poco sfruttabili. “Più aumenta la domanda di queste materie prime, più persone le cercano e più ne trovano. Il problema sta più nel rapporto tra il costo di estrazione e il prezzo di mercato. Per sostituire gli idrocarburi e raggiungere la neutralità del carbonio nel 2050, l’Ue avrà bisogno di una quantità di terre rare pari a 26 volte quella di oggi.

QUANDO SONO STATE SCOPERTE

La prima scoperta risale al 1787, quando il tenente dell’esercito svedese Carl Axel Arrhenius rilevò un minerale che in realtà aveva al suo interno un mix di terre rare, dal quale 16 anni più tardi, nel 1803, venne isolato il Cerio.

Un altro svedese, il chimico e mineralista Carl Gustav Mosander, nel 1839 asserì che le terre rare erano miscele di ossidi elementari. Mosander rilevò – proprio da un’analisi sul Cerio – il Lantasio, e successivamente l’Erbio, il Terbio e il Sidimio, che si scoprì essere una miscela tra due degli attuali 17 elementi, Praseodimio e Neodimio, come spiegò il chimico Carl Auer von Welsbach qualche anno più tardi, nel 1885. La quasi totalità delle terre rare vennero scoperte proprio dal 1839 al 1900. Il Promezio, l’ultima, venne invece creata in modo artificiale nel 1947.

L’UTILIZZO DELLE TERRE RARE

Gli elementi delle terre rare (REE) sono un gruppo di 15 elementi della tavola periodica chiamati lantanidi, insieme allo scandio e all’ittrio. Questi ultimi due elementi hanno proprietà simili a quelle dei lantanidi e si trovano negli stessi depositi. I REE vengono utilizzati in molte applicazioni industriali tra cui elettronica, energia pulita, aerospaziale, automobilistico e difesa. La produzione di magneti permanenti rappresenta il più grande e importante utilizzo finale di REE, rappresentando il 43% della domanda.

I magneti permanenti sono una componente essenziale delle moderne tecnologie elettroniche utilizzate in telefoni cellulari, televisori, computer, automobili, turbine eoliche, aerei a reazione e molti altri prodotti. I REE vengono anche ampiamente utilizzati in prodotti avanzati ed ecologici grazie alle loro proprietà luminescenti e catalitiche. I REE sono componenti essenziali di molti dispositivi elettronici che usiamo tutti i giorni e che vengono utilizzati in varie applicazioni industriali.

Dall’economia rinnovabile a quella militare e aerospaziale, passando per il commercio di auto elettriche, e poi, ancora, la fibra ottica e la produzione di smartphone: le terre rare sono fondamentali per l’economia del presente e del futuro, nel mondo. Più nello specifico e nel pratico, ecco alcuni esempi per i quali vengono utilizzate: nel settore dell’automotive – specie per quello elettrico ed ibrido, ormai in ascesa – per le batterie ricaricabili, come magneti permanenti per le turbine eoliche e per la costruzione di motori elettrici; possono diventare fosfori per TV e LCD e più in generale sono importanti per la creazione di tutti i dispositivi elettronici di ultima generazione; inoltre servono per sviluppare tecnologie avanzatissime nel campo dell’aerospazio, della difesa e delle energie rinnovabili, ma anche nel settore medico, e perfino in quello petrolchimico, nel processo di raffinazione del petrolio greggio.

Le terre rare in ambito industriale vengono usate principalmente in questi settori:

• 38% magneti permanenti.
• 23% cracking petrolifero.
• 13% industria del vetro.
• 9% leghe per le batterie.
• 8% metallurgia.
• 5% industria ceramica.
• 7% altro.

Come abbiamo anticipato, le terre rare beneficiano principalmente i settori dell’elettronica e della tecnologia, della produzione industriale – da quella petrolchimica a quella del vetro, bellica e aerospaziale -, così come le energie rinnovabili e persino la medicina. Insomma, le terre rare sono indispensabili per la produzione di oggetti high-tech come i moderni televisori e telefoni, ma anche per le batterie, le terapie antitumorali e i sistemi laser e radar.

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