De resíduos industriais a minerais estratégicos

10.22. Bùn đỏ: Từ chất thải công nghiệp đến khoáng sản chiến lược

A indústria global do alumínio gera mais de 150 milhões de toneladas de lama vermelha anualmente. (Fonte: Discovery Alert)

Na competição tecnológica atual, a vantagem de uma nação não reside apenas no produto final, como chips, satélites, radares ou equipamentos de defesa. Por trás desses produtos, existe um alicerce crucial, porém menos notado: os materiais.

Sem materiais adequados, mesmo projetos avançados têm dificuldade em ser colocados em produção. Sem um fornecimento estável, uma linha de produção de alta tecnologia pode ser interrompida. Portanto, metais críticos como gálio, escândio e certos elementos de terras raras são cada vez mais vistos como parte da segurança econômica e industrial.

Por que o gálio e o escândio são importantes?

Gálio e escândio não são metais familiares ao público em geral, mas desempenham um papel especial nas cadeias de produção de alta tecnologia.

O gálio é usado em compostos semicondutores, particularmente arseneto de gálio e nitreto de gálio, materiais com aplicações em eletrônica, telecomunicações, LEDs, células solares e muitos outros sistemas de alta tecnologia. Em algumas aplicações, os compostos de gálio superam o silício tradicional devido à sua capacidade de operar em altas frequências, alta potência ou ambientes extremos.

O escândio está novamente ganhando destaque no campo das ligas metálicas. Quando combinado com o alumínio, o escândio cria uma liga leve e resistente com grande potencial para aplicações aeroespaciais e outras que exigem alta relação resistência/peso. Notavelmente, de acordo com o site Discovery Alert , a produção global de óxido de escândio atualmente se situa em apenas 10 a 15 toneladas por ano, um número muito pequeno comparado à demanda crescente, criando uma escassez estrutural de oferta. O valor do escândio, portanto, reside não em seu grande volume de consumo, mas em sua capacidade de melhorar as propriedades dos materiais e em sua insubstituível raridade.

Essa é uma característica comum a muitos minerais estratégicos: embora não sejam usados em quantidades enormes, são difíceis de repor. Uma pequena quantidade de material pode determinar o desempenho de todo um sistema. Para indústrias como a de semicondutores, telecomunicações, energia limpa e defesa, a estabilidade do fornecimento de materiais é uma condição fundamental.

gargalos na cadeia de suprimentos

Para os EUA, o principal problema é que alguns materiais críticos não possuem um fornecimento interno suficientemente robusto. No caso do gálio, o fornecimento global está fortemente concentrado na China. Já no caso do escândio, os EUA também não possuem capacidade significativa de mineração ou recuperação comercial em âmbito nacional.

Essa dependência não é apenas uma questão econômica. No contexto da competição tecnológica e comercial entre as grandes potências, o fornecimento de minerais pode se tornar uma ferramenta para exercer pressão. Quando um material crítico está sujeito a controles de exportação, as empresas que dependem dele enfrentam o risco de aumentos de preços, escassez ou a necessidade de encontrar fontes alternativas no curto prazo.

Durante muitos anos, a globalização levou a cadeias de suprimentos com custos otimizados. Mas, com o aumento da competição geopolítica , essa abordagem tornou-se insuficiente. Uma fonte de suprimentos barata, porém excessivamente concentrada, poderia se tornar arriscada. Uma cadeia de suprimentos eficiente, dependente de um único país, poderia ser vulnerável a mudanças nas políticas.

Para os EUA, o desafio não é apenas encontrar mais minério. A parte mais difícil é construir toda a cadeia: extração, refino, processamento, padronização e integração dos materiais aos sistemas industriais. Sem recursos e capacidade de processamento, uma nação permanece dependente de fontes externas.

Nesse contexto, a lama vermelha, um resíduo gerado durante o refino da alumina a partir do minério de bauxita, está sendo reavaliada pelos EUA, pois poderia se tornar uma fonte secundária de diversos metais estratégicos, como gálio e escândio.

De resíduos a potencial fonte de suprimento

A lama vermelha é um subproduto da produção de alumina, uma matéria-prima intermediária para a produção de alumínio. Devido à sua composição complexa e alta alcalinidade, a lama vermelha é normalmente armazenada em reservatórios especializados ou em locais de descarte.

Durante décadas, a lama vermelha foi vista principalmente como um problema ambiental: ela precisa ser gerenciada com segurança, prevenindo vazamentos e evitando a poluição do solo e da água. A indústria global do alumínio descarta aproximadamente 150 milhões de toneladas de lama vermelha anualmente, mas a taxa de reutilização atualmente é de apenas cerca de 2%.

Mas a lama vermelha não é apenas lixo. Ela pode conter justamente os metais que faltam aos Estados Unidos. Em entrevista ao ecossistema de informações AL Circle ... Em maio, a professora Greeshma Gadikota, da Universidade de Columbia, afirmou que o gálio na lama vermelha está tipicamente em níveis de 50 a 80 ppm (o que significa que em 1 tonelada de lama vermelha...). Conterá aproximadamente de 50 a 80 gramas de metal (gálio), 70 a 120 ppm de escândio e elementos de terras raras variando de 400 a 2.000 ppm, dependendo da fonte de bauxita.

Lagoa de lama vermelha 4 na refinaria de alumina da Atalco em Gramercy, Louisiana, EUA. (Fonte: Louisiana Illuminator)

Estudos independentes também indicaram que as concentrações de escândio na lama vermelha podem atingir 100-800 ppm, excedendo a maioria dos depósitos primários atualmente explorados em todo o mundo. O dióxido de titânio varia de 1 a 10%, enquanto o escândio foi identificado como responsável por até 95% do valor econômico total dos elementos de terras raras na lama vermelha.

Em vez de apenas buscar novos depósitos, pesquisadores e empresas americanas estão começando a analisar fontes secundárias já existentes. Segundo o professor Gadikota, o aterro de resíduos de Gramercy, na Louisiana, a única refinaria de alumina dos EUA, contém mais de 30 milhões de toneladas de lama vermelha. Se o teor de escândio ali atingir aproximadamente 80 ppm, a quantidade total de escândio armazenada poderá chegar a 2.400 toneladas. O potencial estimado de óxido de titânio é de 0,6 milhão de toneladas, o equivalente a 40-60% da demanda anual total de dióxido de titânio dos EUA.

É por isso também que o Departamento de Defesa dos EUA investiu US$ 29,9 milhões na empresa de mineração e processamento mineral ElementUSA para construir uma planta piloto em Gramercy, enquanto a empresa anunciou planos para construir uma instalação comercial de US$ 850 milhões.

Em janeiro, a Atlantic Alumina, produtora e refinadora de alumina, anunciou uma parceria estratégica de US$ 450 milhões com o governo federal para construir a primeira planta de produção de gálio em larga escala dos Estados Unidos. Esses são sinais claros de que a história da lama vermelha ultrapassou os limites do laboratório.

A recuperação de metais da lama vermelha tem duas implicações simultâneas: reduz a pressão ambiental se parte dos resíduos puder ser processada e reutilizada, e abre a possibilidade de complementar o fornecimento interno para indústrias de alta tecnologia sem depender inteiramente de novas atividades de mineração, que muitas vezes levam muitos anos e enfrentam exigências ambientais, licenças e reações negativas do público.

É claro que fontes secundárias como a lama vermelha não podem substituir completamente as minas tradicionais, mas podem fazer parte de uma estratégia de diversificação. No entanto, nem todos os depósitos de lama vermelha são iguais. A composição depende da fonte de bauxita, da tecnologia de refino e das condições ambientais. Os projetos de pesquisa precisam começar com a análise de amostras, determinando o teor, avaliando o potencial de extração e calculando os custos antes de abordar a questão de se o produto recuperado atende aos padrões da indústria e é competitivo com as fontes importadas.

As expectativas não devem ser infladas.

É crucial não encarar a história da lama vermelha como uma solução pronta. Da ideia à produção comercial, o caminho é longo e apresenta pelo menos quatro grandes desafios.

Do ponto de vista tecnológico, a recuperação de metais da lama vermelha requer um processo complexo. Se forem utilizados produtos químicos fortes, será necessário um tratamento secundário dos resíduos; se o consumo de energia for excessivo, a eficácia ambiental poderá ser questionada.

Do ponto de vista econômico, o baixo teor de metais e os altos custos de extração podem tornar o produto mais caro do que as fontes importadas, dificultando a comercialização do projeto.

Em termos de escala, um experimento bem-sucedido com alguns quilogramas de amostra não garante o sucesso com milhões de toneladas de lama vermelha. A escala industrial exige equipamentos, capital e padrões de segurança completamente diferentes.

Em termos de mercado, mesmo que o metal seja recuperado, as empresas ainda precisam de clientes industriais, padrões de qualidade e contratos de longo prazo.

Portanto, a perspectiva adequada é encarar a lama vermelha como um recurso potencial, e não como um "tesouro garantido". Ela pode contribuir para a redução dos riscos na cadeia de suprimentos, mas ainda não pode substituir todo o sistema mineral atual.

A história da competição material

A partir da lama vermelha, podemos observar de forma mais ampla a competição por materiais entre as principais economias. Na era da alta tecnologia, os materiais não servem apenas a um único setor industrial, mas estão na interseção de muitas áreas: energia limpa, eletrônica, telecomunicações, aviação, defesa e inteligência artificial.

Isso muda a compreensão dos recursos. Anteriormente, o petróleo e o gás eram fundamentais para a segurança energética. Hoje, o lítio, o cobalto, os elementos de terras raras, o gálio, o escândio e muitos outros materiais tornaram-se parte da segurança tecnológica, não substituindo as fontes de energia tradicionais, mas adicionando uma nova camada de competição.

Os Estados Unidos, a Europa, o Japão e a Coreia do Sul estão buscando reduzir sua dependência de fontes de suprimento altamente concentradas por meio da reciclagem, recuperação, armazenamento, desenvolvimento de materiais alternativos e estabelecimento de parcerias com países que possuem recursos confiáveis. Nesse contexto, a lama vermelha é um excelente exemplo dessa nova mentalidade: não se deve negligenciar os recursos secundários.

A história da lama vermelha ilustra um paradoxo da era da alta tecnologia: as indústrias mais avançadas podem depender de materiais antes considerados resíduos. À medida que o gálio, o escândio e outros metais críticos se tornam gargalos na cadeia de suprimentos, a lama vermelha deixa de ser apenas uma questão ambiental e pode se tornar parte de uma estratégia de materiais. No entanto, essa direção ainda está por ser vista.

Fonte: https://baoquocte.vn/tu-chat-thai-cong-nghiep-den-khoang-san-chien-luoc-396981.html