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Cosa sono le terre rare?

Le terre rare sono elementi chimici di cui fanno parte i 15 lantanoidi (gli elementi che hanno un numero atomico compreso tra 57 e 71), in aggiunta a Scandio e Ittrio (rispettivamente numero atomico 21 e 39).
Esistono due diverse classificazioni per le terre rare: le terre rare leggere (LREE) e le terre rare pesanti (HREE), in base alle specifiche configurazioni di elettroni all’interno di ciascun atomo.
Le Terre rare leggere (LREE) sono:
• La – Lantanio
• Ce – Cerio
• Pr – Praseodimio
• Nd – Neodimio
• Sm – Samario
Mentre le terre rare pesanti (HREE):
• Eu – Europio
• Gd – Gadolinio
• Tb – Terbio
• Dy – Disprosio
• Ho – Olmio
• Er – Erbio
• Tm – Tulio
• Yb – Itterbio
• Lu – Lutezio
• Y – Ittrio
Gli elementi delle terre rare non hanno minerali propri che li contengono in forma concentrata, ma sono diffusi in natura in un centinaio di minerali, sotto forma di ossidi, carbonati, silicati, fosfati, associati ad altri elementi (calcio, berillio, ferro, alluminio ecc.).
L’applicazione delle terre rare
Questi elementi chimici presentano particolari proprietà, come il fatto di esercitare un magnetismo resistente alle alte temperature: per questa ragione sono indispensabili nella produzione dei prodotti tecnologici: hard disk di pc, satelliti, laser, macchine fotografiche digitali, leghe per batterie, sistemi di armamento computerizzati, catalizzatori per auto, macchine a raggi x, cellulari, motori elettrici ibridi, fibre ottiche, proiettili teleguidati, radar, superconduttori, magneti…
Uno dei campi in cui è più richiesto l’utilizzo di terre rare è proprio il settore militare: le terre rare sono infatti indispensabili per la produzione delle cosiddette “armi a energia diretta”: una classe di armamenti che comprende numerosi dispositivi capaci di indirizzare sui bersagli svariate forme di energia non cinetica. In sostanza, questi dispositivi inviano sul bersaglio radiazioni elettromagnetiche, onde acustiche, plasma a elevata energia o raggi laser. Gli effetti legati all’uso di tali armi possono essere sia letali che non letali, mentre i campi d’applicazione variano dalla difesa antiaerea alla tutela dell’ordine pubblico.
La distribuzione di terre rare nel mondo
A differenza di quanto suggerisce il loro nome, le terre rare sono meno “rare” di quanto si possa immaginare: le stime effettuate parlano di riserve mondiali che si attestano intorno ai 100 milioni di tonnellate. Tradotto in termini pratici significa che, anche raddoppiando il consumo attuale, ne avremmo a disposizione per circa 4 secoli, senza contare la possibilità di riciclare parte dei materiali utilizzati. Ma allora perché questo nome? In realtà, nonostante la loro diffusione sul globo, questo tipo di elementi richiedono tecnologie costose per la loro estrazione, oltre a un processo di raffinazione e ossidazione altrettanto costosi. Inoltre, i 17 elementi non sono distribuiti omogeneamente, come nel caso del Disprosio, fondamentale per i laser e, dunque di particolare rilevanza soprattutto militare: già sei anni fa, uno studio del dipartimento statunitense per l’Energia segnalava la carenza di 14 materiali strategici: 9 terre rare e 5 metalli strategici (indio, litio, cobalto, tellurio e gallio)
L’elevato fabbisogno delle terre rare cresce di pari passo alla domanda di metalli preziosi. Così come le terre rare, anche i metalli preziosi si trovano facilmente nell’elettronica di consumo. Con l’oro si costruiscono componenti della scheda di rete del computer e dei cellulari. Con l’argento si realizzano non solo le schede di rete ma anche i catalizzatori e i componenti del fotovoltaico. I metalli preziosi sono:
• Pt – Platino
• Au – Oro
• Pd – Palladio
• Ar – Argento
• Ru – Rutenio
• Rh – Rodio
• Os – Osmio
• Ir – Iridio
Nelle produzioni industriali vi sono altri metalli estremamente richiesti, infatti anche se questi non rientrano nel gruppo dei metalli preziosi svolgono un ruolo cruciale in diversi processi produttivi: parliamo di Rame (Cu) e Cobalto (Co).
La domanda di terre rare, metalli preziosi, rame e cobalto sta crescendo in modo esponenziale negli ultimi anni. È per questo motivo che da un lato si ricercano nuove riserve e dall’altro si studiano tecnologie per il recupero e il riciclo terre rare.
Terre rare, metalli preziosi e RAEE
Spesso sentiamo dire che i rifiuti elettronici (RAEE) sono delle vere e proprie miniere d’oro!
Le terre rare e le leghe che le contengono sono usate in molti dispositivi tecnologici di uso quotidiano. Il computer che state usando per leggere questo articolo è ricco di terre rare e metalli preziosi e, una volta giunto alla fine del suo ciclo di vita, se correttamente smaltito, si avvierà un processo di recupero e riciclo delle terre rare, delle leghe e dei metalli preziosi in esso contenuti.
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