a écrit :le vieux terme "terres rares"
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Introduction
Le début de l’utilisation des terres rares dans l’industrie se situe vers la fin des années soixante, début des années soixante-dix. La production mondiale est minuscule : environ 125 000 tonnes par an (110 000 pour la Chine). Les prévisions tablent sur une augmentation de leur consommation de 50% chaque année d’ici à 2015 (source :IMCOA - Industrial Mineral Company of Australia).
Propriétés
L’intérêt pour les terres rares réside dans l’exploitation de leurs diverses propriétés :
Optiques : coloration du verre et de la céramique, TV couleur, éclairage fluorescent, radiographie médicale
Chimiques et structurales : cracking du pétrole (50% des oxydes de lanthanides produits aux USA sont utilisés à cet usage), pots catalytiques (réduction des NOX)
Mécaniques : leur dureté associée à une réaction chimique facilite le polissage du verre dans l’optique de pointe
Magnétiques : exceptionnelles, elles permettent, en alliage avec d’autres métaux, la miniaturisation d’aimants très performants (éoliennes, téléphonie, électroménager)
Applications
TICs : Écrans plats, téléphones portables, batteries rechargeables, CD, DVD, consoles de jeux, GPS, disques durs
Technologies vertes : pots catalytiques, éoliennes, lampes basse consommation, additifs pour le diésel et bientôt production de froid grâce à des aimants remplaçant le fréon
Applications Militaires : missiles, appareils de vision nocturne, télémètres
Zoom : ne pas confondre métaux rares et terres rares
Parmi les métaux rares les plus connus, on trouve une partie des lanthanides (sauf le cérium, le lanthane et le néodyme), les actinides et les transactinides, l’uranium et les transuraniens, le platine et les platinoïdes, l’argent, l’or, le cadmium, le mercure, le molybdène ainsi que le tungstène, le niobium, le tantale, le scandium, l’yttrium, le francium, le radium, le bismuth et l’antimoine (source Larousse).
Les minerais contenant des terres rares
Les principaux minerais à partir desquels sont extraites les terres rares sont la monazite et la bastnaésite, viennent ensuite d’autres minerais comme la xénotime, la loparite, les minerais phosphatés et certaines argiles.
Minerai Composition Localisation
Monazite orthophosphate de terres rares et de thorium Australie, Inde, Brésil, Malaisie…
Bastnaésite fluorocarbonate Bayan Obo, Mongolie Intérieure, Mountain Pass, en Californie
Xénotime yttrium et métaux lourds des lanthanides Norvège, Brésil, Madagascar
Loparite niobiotitanate de terres rares Russie
Apatite minerais phosphatés Russie, Norvège, Canada
Argiles latéritiques d’ion-adsorption teneurs élevées en europium, teneurs très variables en yttrium et très peu de cérium Sud-Est de la Chine (Xunwu, Longnam)
Les autres minerais contenant des terres rares : aeschynite, allanite, britholite, brockite, cérite, fluocérite, fluorite, gadolinite, parisite, stillwellite, synchisite, titanite, zircon et zirconolite.
La Monazite est un des minéraux connus pour être les plus stables chimiquement et physiquement ce qui la rend résistante à la dissolution excepté dans des conditions acides ou alcalines importantes. Il en va de même pour la Bastnaésite qui est un minéral relativement stable [1].
La classification des terres rares
Nom Symbole N° périodique Utilisation dans les l’industrie électronique ou autres utilisations
1er sous-groupe : les terres cériques :
Lanthane La 57 Comme d’autres terres rares il est utilisé pour des alliages magnétiques, dans des composés supraconducteurs, comme composant des phosphores des tubes cathodiques, comme « dopant » dans les cristaux pour lasers, comme composé fluorescent (phosphate de lanthane LaPO4) étudié pour les marquages anti-fraude
Cérium Ce 58 Utilisé comme colorant du verre, dans les phosphores pour tubes cathodiques et également pour améliorer l’absorption des rayons X par la dalle des mêmes tubes
Praséodyme Pr 59 Pierre à briquet, colorant, aimants, amplificateur optique
Néodyme Nd 60 Tubes cathodiques : entre dans la composition des photophores rouge. Électronique : composition isolante pour les condensateurs « céramique »
Prométhium Pm 61 Composés luminescents
Samarium Sm 62 Des condensateurs céramiques utilisent un diélectrique à base d’oxydes de lanthane, de néodyme ou de samarium
Europium Eu 63 Laser, réacteur nucléaire, éclairage, géochimie
2nd sous-groupe : les terres yttriques :
Gadolinium Gd 64 Substance phosphorescente dans des tubes cathodiques
Terbium Tb 65 Émission lumineuse verte : Substance phosphorescente pour tubes cathodiques. Activateur des phosphores verts pour tubes cathodiques sous forme d’oxyde Tb2O3
Dysprosium Dy 66 Dans les mini-disques on utilise comme matériau d’enregistrement un alliage d’un métal ferromagnétique (fer, cobalt, nickel) avec des terres rares (terbium, gadolinium et dysprosium)
Holmium Ho 67 Laser, teinture du verre, magnétisme, composé supraconducteur
Erbium Er 68 Les amplificateurs optiques à base de fibres dopées erbium sont devenus un élément standard des réseaux de télécommunications optiques longue distance
Thulium Tm 69 Source de rayonnement, composant pour micro-onde, source de chaleur
Ytterbium Yb 70 Acier inoxydable, ion actif pour cristaux laser
Lutétium Lu 71 Émetteur de rayonnement β
On leur associe souvent deux autres éléments dont les formules électroniques sont proches :
Nom Symbole N° périodique Utilisation dans les l’industrie électronique ou autres utilisations
Scandium Sc 21 Éclairage, marqueur, alliage d’aluminium
Yttrium Y 39 Phosphores rouges des tubes cathodiques, laser YAG, alliages supraconducteurs, briques réfractaires, piles à combustible, aimants
a écrit :Hégémonie de la production chinoise.
Jusqu'en 1948, la plupart des sources de terres rares provenait de dépôts de sable en Inde et au Brésil. Durant les années 1950, l'Afrique du Sud est devenu le principal producteur après la découverte d'immenses veines de terres rares (sous forme de monazite) à Steenkampskraal.
Depuis le début des années 2000, ces mines indiennes et brésiliennes produisent toujours quelques concentrés de terres rares, mais sont surpassées par la production chinoise qui assure, en 2010, 95 % de l'offre de terres rares. Les États-Unis et l'Australie disposent de réserves importantes (15 et 5 % respectivement), mais ont cessé de les exploiter en raison des prix très concurrentiels de la Chine et des inquiétudes environnementales7.
Cette prépondérance inquiète les pays occidentaux, qui cherchent à diversifier leur approvisionnement, d'autant plus que la Chine a annoncé le 1er septembre 2009 vouloir réduire ses quotas d'exportation à 35 000 tonnes par an (sur une production de 110 000 tonnes) dès 2010. L'argumentation justifiant cette décision porte sur la volonté de préserver des ressources rares et l'environnement. En effet, le ministère chinois du Commerce a récemment affirmé que les réserves de terres rares du pays avaient chuté de 37% entre 1996 et 2008. Mais ces mesures visent surtout à satisfaire sa demande interne, en forte croissance. De 2006 à 2010, la Chine a réduit ses quotas d'exportation de 5 % à 10 % par an, et la production a été limitée de peur que ses réserves ne s'épuisent d'ici quinze ans.
La mine de terres rares de Mountain Pass en Californie devrait ainsi faire l'objet d'importants investissements afin de limiter cette sujétion ; la réouverture de la mine sud-africaine est à l'étude. Certains gisements canadiens (Hoidas Lake), vietnamiens, australiens et russes sont aussi en cours d'évaluation.
Toute la gamme des terres rares est extraite par la Chine principalement en Mongolie Intérieure comme par exemple le dépôt de Bayan Obo, dans le district minier de Baiyun. On trouve aussi des terres rares sur le plateau tibétain. Les mines illégales sont répandues dans la campagne chinoise et souvent liées à des pollutions des eaux environnantes. La Chine annonce qu'elle réduira ses exportations et sa production de Terres rares de 10 % pour 2011 pour des « questions environnementales ». Après une plainte déposée par l'Union Européenne, les États-Unis et le Mexique en fin 2009, l'OMC condamne le 7 juillet 2011 la Chine à mettre un terme aux quotas imposés pour les terres rares
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