Elementos terras raras - o que são, aplicações e mercado mundial - Core Case

Elementos terras raras – o que são, aplicações e mercado mundial

Também conhecidos como o ouro do século XXI, os Elementos Terras Raras são amplamente utilizados em equipamentos de alta tecnologia, como catalisadores, células solares, ímãs, baterias e lasers. 

Devido a isso, órgãos governamentais de diversos países passaram a incentivar o desenvolvimento da cadeia produtiva deste bem mineral.

No Brasil, uma dessas iniciativas é o Plano Nacional de Mineração 2030, ferramenta estratégica para nortear as políticas de médio e longo prazo que possam contribuir para que o setor mineral seja um alicerce para o desenvolvimento sustentável do País.

Vamos conhecer um pouco mais esses elementos?

O que são os Elementos Terras Raras?

Os Elementos Terras Raras são um grupo de dezessete elementos, os quais quinze pertencem ao grupo dos lantanídeos [elementos com número atômico (Z) entre 57 e 71, isto é do lantânio – La ao lutécio – Lu], que se unem o escândio (Z = 21) e o ítrio (Z = 39), incluídos por apresentarem propriedades físicoquímicas semelhantes aos ETR.

 Ítrio, Lantânio e Neodímio. Fonte: Rocio et al. (2012).

Os ETR não ocorrem como metais livres na crosta terrestre, devido ao seu comportamento geoquímico ocorrem como mistura de vários ETR em minerais. Estes elementos são encontrados como componentes de minerais acessórios, na forma de inclusões, preenchendo fraturas em outros minerais e / ou como elementos de substituição no mineral.

A similaridade geoquímica de todos os ETR permite a substituição entre si na estrutura cristalina do mineral. Isto resulta na sua ampla distribuição na crosta terrestre e na formação de minerais composto por vários dos ETR. 

Apesar dessas similaridades nas propriedades geoquímicas, as propriedades metalúrgicas, químicas, catalíticas, elétricas, magnéticas e ópticas variam sutilmente de um elemento para outro.

Os minerais de ETR podem ser facilmente explotados, como a monazita oriunda dos depósitos tipo placer. A separação dos ETR dos outros elementos é relativamente fácil, no entanto a sua separação em óxidos e/ou metais individuais são processos complexos e dispendiosos, devido às pequenas diferenças nos seus comportamentos químicos.

Aplicações dos Elementos Terras Raras

Os ETR são considerados elementos estratégicos por sua ampla aplicação em produtos de alta tecnologia. A importância na indústria moderna deve-se às suas inúmeras aplicações na metalurgia, energia eólica e nuclear, indústria petrolífera, mineração, agricultura, entre outras. 

Confira algumas aplicações dos Elementos Terras Raras:

  • Liga de NdFeB – para produzir super ímã, de ampla aplicação em carros elétricos, sistema de energia e trens de alta velocidade; 
  • Európio – nas telas de computadores e televisão; 
  • Lutécio, cério, escândio, lantânio e neodímio – separação de componentes de Petróleo;
  • Lantânio – energia solar;
  • Túlio – dispositivos de Raio-x.

Mercado mundial de Terras Raras

O Brasil foi um dos maiores produtores de monazita (fosfato de terras raras, urânio e tório) até meados do século passado, substituído pelos EUA na década de 1980, que passou a dominar o mercado.

A partir de 1984, a China iniciou a produção de ETR compartilhando o mercado mundial com os EUA e de 1990 em diante, passou a dominar o mercado gradativamente.

Atualmente, o Brasil tem a terceira maior reserva mundial conhecida de terras raras, porém essa riqueza não é explorada devido ao custo da tecnologia de extração e separação, o que obriga o país a importar esses elementos para usar como matéria-prima nas indústrias.

As maiores reservas mundiais conhecidas de ETR estão localizadas na China, Vietnã, Brasil, Rússia e Índia, respectivamente.

País

Reservas (Milhões de toneladas – Mt)

China

44

Vietnã

22

Brasil

21

Rússia

12

Índia

6,9

As maiores reservas mundiais de ETR. Fonte: U.S.GEOLOGICAL SURVEY, 2022

Em relação à produção, a China segue se destacando e produziu cerca de 140 Mt em 2020. 

Vale ressaltar que há um esforço mundial no desenvolvimento da cadeia produtiva de ETR diante da sua importância em produtos de alta tecnologia e energia limpa

De acordo com Fernando Landgraf (Escola Politécnica USP), o mercado mundial de terras raras é relativamente pequeno em termos financeiros, movimentando cerca de 5 bilhões de dólares por ano.

A viabilidade dos projetos de extração de ETR depende de pontos importantes a serem destacados, como: mercado pequeno, altos custos de produção, questões tecnológicas e ambientais.

Depósitos de Terras Raras no Brasil

Os depósitos e ocorrências conhecidos no país são distribuídos em todo o território nacional. Os que apresentam maior importância econômica estão associados aos complexos alcalinos carbonatíticos, principalmente da Província Ígnea do Alto do Paranaíba.

Depósitos de ETR ocorrem em rochas naturalmente ricas influenciadas pelos processos formadores de rochas, como o enriquecimento magmático por fluidos hidrotermais, segregação magmática e/ou redistribuição e concentração por processos superficiais.

Walters et al. (2010) propõe a divisão simplificada de depósitos de ETR em duas categorias principais: 

  1. primário – associado a rochas ígneas e processos hidrotermais;
  2. secundário – formado pela concentração por processos sedimentares e intempéricos.

Confira no quadro abaixo os depósitos brasileiros de ETR e suas classificações.

Desafios da produção de Elementos Terras Raras no Brasil

O potencial brasileiro para ETR é grande. Hoje, o país tem a segunda maior reserva mundial com 21 Mt de reserva lavrável de óxidos de terras raras (OTR). 

Este cenário, no entanto, não coloca o Brasil em vantagem em relação aos demais países, visto que há necessidade de forte investimento no desenvolvimento das rotas tecnológicas de cada depósito. Isto porque cada mineralização exige rotas adequadas ao tipo de minério de forma a ser economicamente viável, pois são processos caros, de baixo rendimento e altamente poluentes.

Apesar do crescimento no consumo de produtos de energia limpa e carros elétricos, que utilizam OTR na sua fabricação, a demanda por este bem mineral não apresentará um aumento significativo para viabilizar os diferentes projetos que estão em andamento no mundo.

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