Βασικοί κοιτασματολογικοί τύποι ορυκτών πρώτων υλών σπάνιων γαιών

Η πλειοψηφία των Σπανίων Γαιών (ΣΓ) στον κόσμο εξορρύσσεται απο πρωτογενή κοιτάσματα, αν και γίνονται σημαντικές προσπάθειες έρευνας και  τεχνολογικής ανάπτυξης για την ανακύκλωση τους από δευτερογενείς, κύρια ανθρωπογενείς πηγές, όπως για παράδειγμα είναι τα μεταλλευτικά απόβλητα.  Τα υπάρχοντα μεταλλεία σπάνιων γαιών, και τα γνωστά μέχρι τώρα αναξιοποίητα κοιτάσματα,  εντοπίζονται σε περιοχές όπου οι  γεωλογικές διεργασίες είναι κατάλληλες και ευνοϊκές για τον σχηματισμό σχετικών μεταλλοφόρων συγκεντρώσεων. Οι μεταλλοφορίες ΣΓ  διαχωρίζονται και ανήκουν σε διάφορους τύπους με βάση το γεωλογικό τους περιβάλλον και τις σχετικές διαδικασίες που οδηγούν στο σχηματισμό τους. Γενικά, επικρατούν σήμερα δύο βασικές κατηγορίες κοιτασματολογικών αποθέσεων ΣΓ, που περιλαμβάνουν αντίστοιχα, (α) αυτές που σχηματίζονται σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας (μαγματικές και υδροθερμικές), όπως είναι αυτές που  συνδέονται με καρμπονατιτες, αλκαλικά πυριγενή πετρώματα, αλλά και υδροθερμικά μεταλλοφόρα συστήματα, και (β) αποθέσεις που σχηματίζονται σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας (διάβρωση, ιζηματογενείς διεργασίες) όπως είναι οι προσχώσεις, βωξίτες, λατερίτες και αργιλλοπυριτικά ιζήματα. Χαρακτηριστική και σημαντική είναι επίσης, η σε κάθε περιπτώση  ενδελεχής μελέτη των περιεχόμενων ορυκτών ΣΓ.   Υπάρχουν πάνω από 100 δυνητικά ορυκτά REE, αλλά πολύ λίγα από αυτά έχουν υποβληθεί με επιτυχία σε δοκιμές τεχνικού εμπλουτισμού και μεταλλουργίας. Κάθε κοιτασματολογικός τύπος χαρακτηρίζεται από  συγκεκριμένη ορυκτολογία, περιεκτικότητες και δυναμικό αποθεμάτων ΣΓ. Τα πρωτογενή, υψηλής θερμοκρασίας,  κοιτάσματα ΣΓ  συνδέονται συνήθως με αλκαλικά-υπεραλκαλικά πυριγενή πετρώματα και καρβονατίτες. Η διάβρωση ή η αποσάρθρωση των πρωτογενών τύπων μπορεί να οδηγήσει σε δευτερογενή κοιτάσματα όπως είναι τα προσχωματικά και τα ιζηματογενή.

Σπάνιες γαιές σε καρμπονατίτες: Οι καρμπονατίτες (carbonatites) είναι μαγματικά πετρώματα που περιέχουν > 50% ανθρακικά ορυκτά και αποτελούν επί του παρόντος τις κύριες πηγές παγκόσμιας παραγωγής ΣΓ.  Περιλαμβάνουν κυρίως ανθρακικά και φωσφορικά ορυκτά εμπλουτισμένα σε ελαφρές ΣΓ. Γνωστά κοιτάσματα και μεταλλεία ΣΓ σε καρμπονατίτες είναι αυτά στο Bayan Obo και το Maoniuping στην Κίνα, στο Mt Weld στην Αυστραλία, καθώς και το ορυχείο Mountain Pass που έκλεισε πρόσφατα στις ΗΠΑ. 

Σπάνιες γαιές σε αλκαλικά πετρώματα: Ο σχηματισμός του τύπου αυτού είναι αποτέλεσμα υδροθερμικής δραστηριότητας που συνδέεται με διεισδύσεις αλκαλικού-υπεραλκαλικού μαγματισμού. Η μοναδική εξορυκτική και μεταλλευτική παραγωγή ΣΓ πραγματοποιείται σήμερα στο Lovozero της Ρωσίας σε πετρώματα νεφελινικού συηνίτη, κύριο ορυκτό τον λοπαρίτη (loparite),  αποθέματα 6,6 megaton (Mt) και μέση περιεκτικότητα 1,12% REO. Χαρακτηρίζονται συνήθως από χαμηλές συγκεντρώσεις θόριου (Th) και ουρανίου (U).  Άλλα συνήθη ορυκτά ΣΓ του τύπου αυτού είναι πυρτικά και φωσφορικά όπως ο αλλανίτης, το ζιρκόνιο, ο μοναζίτης και ο ξενοτίμης, καθώς και  ορισμένα ανθρακικά και οξείδια ΣΓ. Η έντονη ορυκτολογική διαφοροποίηση είναι ιδιαίτερα σημαντική στην επιλογή κατάλληλων τεχνολογιών εμπλουτισμού και μεταλλουργίας.

Σπάνιες γαιές φλεβικού και τύπου σκαρν: Οι φλεβικές μεταλλοφορίες συνδέονται συχνά με καρμπονατική και αλκαλική μαγματική δραστηριότητα. Τα πιο γνωστά κοιτάσματα είναι αυτά της περιοχής Bastnäs στη Σουηδία, όπου εντοπίστηκαν για πρώτη φορά πολλές από τις ΣΓ.  Άλλα χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι αυτά στο Steenkampskraal στη Νότια Αφρική και στο Gakara στο Μπουρούντι. Είναι γενικά χαμηλού αποθεματικού δυναμικού αλλά έχουν υψηλές περιεκτικότητες σε ελαφρές ΣΓ. Τα κύρια ορυκτά είναι τα μπαστνεσίτης (bastnäsite) και μοναζίτης Μπορεί να περιέχουν αυξημένες συγκεντρώσεις θορίου. Το δυναμικό ενδιαφέρον εκμεταλλευσιμότητας του τύπου αυτού οφείλεται κυρίως στις υψηλές περιεκτικότητες που έχει σε ΣΓ.  Πρόσφατα παραγματοποιήθηκε σημαντική κοιτασματολογική έρευνα στην Αυστραλία, συγκεκριμένα στις περιοχές Nolan's Bore και το Brown's Range.

Σπάνιες γαιές προσχωματικού τύπου: Αποτελούν γνωστές πηγές ΣΓ, με χαρακτηριστικά παραδείγματα τις μοναζιτικές άμμους στην Ινδία και Αυστραλία. Σχηματίζονται κυρίως σε παράκτια περιβάλλοντα, συνήθως από τη διάβρωση μαγματικών πετρωμάτων, όπως για παράδειγμα συμβαίνει στο Aksu Diamas στην Τουρκία και στο στη Νέα Περάμο στην Ελλάδα. Τα κύρια ορυκτά είναι ο μοναζίτης και ο ξενοτίμης, που συνήθως σχετίζονται με αυξημένη περιεκτικότητα σε ραδιενεργά στοιχεία (π.χ. Th, U). Έχουν ήδη γίνει δοκιμές επεξεργασίας και για τα δύο ορυκτά, με ιδιαίτερα ενθαρρυντικά αποτελέσματα σε ότι αφορά στον εμπλουτισμό ων αρχικών κοιτασμάτων  στις ΣΓ μόνιμου μαγνήτη νεοδύμιο (Nd), πρασεοδύμιο (Pr) και δυσπρόσιο (Dy). Γενικά έχουν το πλεονέκτημα στο ότι η ανάκτηση τους είναι σχετικά απλή και καλά αναπτυγμένη.  Το κύριο πρόβλημα για την εκμετάλλευση των προσχωματικών ΣΓ παραμένει η αυξημένη φυσική ραδιενέργεια λόγω της παρουσίας του Th στον μοναζίτη  και των Th και U στον ξενοτίμη.

Σπάνιες γαιές σε βωξίτες: Τα βωξιτικά κοιτάσματα εξορύσσονται ευρέως σε όλο τον κόσμο για την παραγωγή αλουμινίου, με χαρακτηριστικό μεταλλουργικό απόβλητο την κόκκινη λάσπη, που περιέχει αυξημένες συγκεντρώσεις ελαφρών ΣΓ, της τάξης των 1000 ppm.  Ορισμένοι βωξίτες, συμπεριλαμβανομένων των αποβλήτων  κόκκινης λάσπης καθίστανται έτσι δυναμικά αποθέματα ΣΓ με την κοιτασματολογική έρευνα σε ορισμένες περιπτώσεις να καταλήγει σε στάδιο δοκιμαστικής εξόρυξης. Αν και οι περιεκτικότητες ΣΓ είναι σχετικά χαμηλές θα μπορούσε να υπάρξει εξορυκτικό και μεταλλευτικό ενδιαφέρον  ανάκτησης ΣΓ σαν πραπροϊόν σε περιπτώσεις μεγάλης κλίμακας παραγωγής αλουμινίου.

Σπάνιες γαιές σε λατερίτες: Οι λατερίτες σχηματίζονται συχνά σε τροπικές περιοχές.  Συγκεκριμένα, διαδικασίες διάβρωσης ορυκτών μαγματικών και μεταμορφωμένων πετρωμάτων εμπλουτίζουν τις ΣΓ σε δευτερογενή ορυκτά που μεταφέρονται, συσσωρεύονται και  σχηματίζουν λατεριτικές αποθέσεις.  Χαρακτηριστικό παραδείγμα ιδαίτερα δυναμικών λατεριτικών κοιτασμάτων ΣΓ είναι  το ενεργό ορυχείο στο Mt Weld της Αυστραλίας, όπου η διάβρωση ενός καρμπονατίτη οδήγησε στο σχηματισμό, μιας εξαιρετικά εμπλουτισμένης σε ΣΓ, ζώνης λατερίτη πάχους έως 70 m, η οποία καλύπτεται από υπερκείμενα μεταγενέστερα ιζήματα, και αποτελείται κυρίως από ένα ευρύ φάσμα δευτερογενών φωσφορικών ορυκτών που περιέχουν ΣΓ, όπως είναι ο μοναζίτης. Αυξημένο κοιταματολογικό ενδιαφέρον λατεριτικών ΣΓ εντοπίζεται  στο Ngualla Hill (Τανζανία), στο Zandkopsdrift (Νότια Αφρική) και στο Dong Pao (Βιετνάμ), λόγω κυρίως των υψηλών περιοκτικότητων τους σε ελαφρές ΣΓ. Ενδιαφέρον για περαιτέρω κοιτασματολογική έρευνα εμφανίζουν και τα ελληνικά λατεριτικά κοιτάσματα.

Σπάνιες γαιές σε αργιλλικά ιζήματα: Στο συγκεκριμένο τύπο οι ΣΓ δεν εμπλουτίζονται σε δευτερογενή ορυκτά αλλά προσροφώνται στις επιφάνειες αργίλλων από τις οποίες  μπορούν εύκολα να εκπλυθούν/ανακτηθούν σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος χρησιμοποιώντας κατάλληλα αντιδραστήρια. Το γεγονός αυτό κάνει τον συγκεκριμένο τύπο, παρά το σχετικά χαμηλό περιεχόμενο σε ΣΓ (<4000 d="" nbsp="" o:p="" ppm="" r="" serra="" tantalus="" verde="" y="">

Χάρτης βασικών κοιτασματολογικών τύπων σπάνιων γαιών σε παγκόσμιο επίπεδο (NERC 2017 in Elliott et al 2018)

Χαρακτηριστικά ορυκτά, αντιπροσωπευτικές περιεκτικότητες και τεχνολογίες εμπλουτισμού σε διάφορους κοιτασματολογικούς τύπους σπάνιων γαιών (Goodenough et.al., 2017)  

Καλό κοιτασματολογικό ξεκίνημα, γεμάτη «αγκάθια» η μεταλλευτική συνέχεια

Ήταν κυρίως στην περίοδο 2000-2010 που οι φραστικές και συμβολικές, και οι ολοένα και περισσότερο εννοιολογικές και ουσιαστικές αναφορές στον ορυκτό πλούτο, τις ορυκτές πρώτες ύλες, τα μέταλλα, έγιναν πιο συχνές και παράλληλα επανήλθαν στο αναπτυξιακό προσκήνιο, με αυξανόμενο επίσης το ενδιαφέρον και ευρύτερα στην οικονομία και την κοινωνία. Βασικοί συντελεστές και πυλώνες στην διαρκώς ανερχόμενη και ανοδικά εξελισσόμενη αυτή διαδρομή και πορεία, τόσο στην Ευρώπη, όσο και την Ελλαδα ήταν,

• η ευρωπαϊκή Πρωτοβουλία για τις Πρώτες Ύλες (https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/policy-strategy_en), με κύρια παρελκόμενα και συνακόλουθα την στρατηγική των Κρίσιμων Ορυκτών Πρώτων Υλών (https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/specific-interest/critical_en) και τον εκσυγχρονισμό σχετικών μεταλλευτικών πολιτικών(Improving framework conditions for extracting minerals for the EU). Και όλα αυτά να αφορούν αποκλειστικά τις μη-ενεργειακές Ορυκτές Πρώτες Ύλες (ΟΠΥ),

• τα πολλά ευρωπαϊκά και εθνικά έργα Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης με στόχο τις ΟΠΥ που έδωσαν την δυνατότητα να επαναξιολογηθούν υφιστάμενα και να συγκεντρωθούν νέα δεδομένα(https://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/en/area/raw-materials),

• η συζήτηση γύρω από τις πολλές και διάφορες καθημερινές χρήσεις των ορυκτών (http://www.eurogeosurveys.org/wp-content/uploads/2014/07/EGS-Book-Minerals.pdf)

• τα αποτελέσματα από τον επαναπροσδιορσμό της Οικονομικής Γεωλογίας των 122 Δημόσιων Μεταλλευτικών Χώρων και των 22 Δημόσιων Εκτάσεων Βιομηχανικών Ορυκτών της χώρας,

• το σταθερά αναδυόμενο και ανερχόμενο ενδιαφέρον για μεταλλευτικές επενδύσεις, κυρίως στην Μακεδονία και Θράκη.

Έχοντας και λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, και βλέποντας ταυτόχρονα την ανάγκη περαιτέρω αντικειμενικής ενημέρωσης των πολιτικών, όσων άλλων θεσμοθετούν και παίρνουν σχετικές αποφάσεις, αλλά κυρίως των απλών πολιτών, υπήρξαν πρωτοβουλίες για την συντάξη σχετικών κειμένων και χαρτών, με διάφορες εκδοχές και τρόπους προσέγγισης θεμάτων οικονομικής γεωλογίας. Απότερος στόχος ήταν, με μια όσο το δυνατόν απλοποιημένη μορφή να αναδειχθεί το δυναμικό κοιτασματολογικό ενδιαφέρον της Ευρώπης, της Ελλάδας, της Μακεδονία, της Θράκης. Είναι φυσικά γνωστό το φερόμενο ρίσκο και η δυσκολία που υπάρχει για να παρουσιαστεί κάτι επικοινωνικά απλό και την ίδια στιγμή να είναι επιστημονικά ορθό και σωστό. Έγιναν λοιπόν ορισμένες επιστημονικές «εκπτώσεις» που σίγουρα ήταν «εν γνώσει» αυτών που συνέβαλαν στην σύνταξη τους. Για παράδειγμα η δημοσίευση του χάρτη μεταλλικών ΟΠΥ Μακεδονίας και Θράκης ανταποκρίθηκε σε γενικές γραμμές στις προσδοκίες και στον σκοπό της, με πολλά ΜΜΕ να τον χρησιμοποιούν με διαφορετικό το καθένα τρόπο, όπως φαίνεται από το παράδειγμα ενός από τους συνημμένους χάρτες. Και βέβαια οι όποιες αναφορές αφορούν στο τότε αν και ακόμη και σήμερα πολλοί λίγα πράγματα έχουν αλλάξει με τα κοιτάσματα στις Σάππες, στο Πέραμα, στις Σκουριές, στο Γερακαριό, στην Ποντοκερασιά, να παραμένουν αναξιοποίητα.

Παρά όμως το καλό κοιτασματολογικό ξεκίνημα και το δυναμικό να βρίσκεται  αποθεματικά στη θέση του σε πολλές ευρωπαπϊκές χώρες και την Ελλάδα, η μεταλλευτική συνέχεια, «εν έτοι» 2020 παραμένει προβληματική, με το παραγωγικό μέλλον αβέβαιο από κάθε άποψη και σε κάθε επίπεδο. Και αυτό συμβαίνει παρότι που στην τελευταία δεκαετία, μεταξύ 2010-2019, έχουν προστεθεί νέες στρατηγικές επιλογές, βελτιωμένες μεταλλευτικές πολιτικές, στοχευμένες δράσεις, καινοτόμες βιομηχανικές προκλήσεις και αποτελεσματικές πρακτικές, όπως:

• Η διαρκής επικαιροποίηση της ευρωπαϊκής λίστας κρίσιμων και άλλων στρατηγικών ΟΠΥ, προσαρμοσμένης στις βιομηχανικές ανάγκες και τις σχετικές παραγωγικές λειτουργίες (https://ec.europa.eu/growth/content/raw-materials-scoreboard-2018_en).

• Η ανάδειξη του ρόλου και της σημασίας των ΟΠΥ στην νέα ευρωπαϊκή στρατηγική για την βιομηχανία (https://eitrawmaterials.eu/eit-rawmaterials-welcomes-the-european-industrial-strategy).

• Το στρατηγικό σχέδιο εφαρμογής καινοτόμων τεχνολογιών και πρακτικών στην ανάπτυξη των ΟΠΥ, στο πλαίσιο σχετικής ευρωπαϊκής κοινοπραξίας για την καινοτομία και σε συνδυασμό με την υλοποίηση έργων που χρηματοδοτούνται από το πρόγραμμα «Ορίζοντας 2020» (https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/eip_en)

• Η αναγκαία και εκτεταμένη χρήση ΟΠΥ, με έμφαση στις κρίσιμες ΟΠΥ, σε νέες τεχνολογίες και προϊόντα που στηρίζουν την μετάβαση στην πράσινη ενέργεια (https://ec.europa.eu/jrc/en/science-update/increased-demand-raw-materials-energy-transition)

• Η σύνδεση της μεταποιητικής βιομηχανίας με τις αλυσίδες αξίας των ΟΠΥ, που περιλαμβάνουν και την ένταξη και της κυκλικής οικονομίας ( https://ec.europa.eu/jrc/en/science-update/increased-demand-raw-materials-energy-transition)

• Η προώθηση και εφαρμογή καινοτόμων μεταλλευτικών πολιτικών, και η κατοχύρωση νέων διοικητικών εργαλείων και καλών πρακτικών που διασφαλίζουν την βιώσιμη εκμετάλλευση των ΟΠΥ (https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/policy-strategy/sustainable-supply-eu_en)

• Η προβεβλημένη χρησιμότητα των ΟΠΥ στην υλοποίηση της Πράσινης Ευρωπαϊκής Συμφωνίας (https://eitrawmaterials.eu/eit-rawmaterials-publishes-position-paper-supporting-the-european-green-deal/)

• Το γεγονός ότι οι ΟΠΥ αποτελούν απαραίτητη προϋπόθεση για την εφαρμογή των 17 Στόχων Βιώσιμης Ανάπτυξης των Ηνωμένων Εθνών (https://ec.europa.eu/jrc/en/publication/mapping-role-raw-materials-sustainable-development-goals).

Πολλές και πολύπλευρες λοιπόν οι προσεγγίσεις στα θέματα στρατηγικών επιλογών, βιομηχανικών χρήσεων και τεχνολογικής καινοτομίας σε σχέση με τις ΟΠΥ που απαιτούνται για την υλοποίηση των νέων ενεργειακών προκλήσεων και τις πρακτικές βιώσιμης ανάπτυξης. Δυστυχώς όμως η κοιτασματολογική αναζήτηση των πρόσθετων και νέων αποθεμάτων ΟΠΥ που χρειάζονται και η αποτελεσματική παραγωγική αξιοποίηση και εκμετάλλευση τους εξακολουθούν να πορεύονται σε ένα δρόμο γεμάτο «αγκάθια», αφού η πολιτική βούληση ή αποφασιστικότητα αν θέλετε, η πραγματοποίηση σχετικών διοικητικών μεταρρυθμίσεων, οι σπασμωδικές επιχειρησιακές και επιχειρηματικές προσεγγίσεις, σε ότι αφορά κυρίως στην ποιότητα και εγκυρότητα των επενδύσεων, δεν ανταποκρίνονται αλλά ούτε κάνουν χρήση του ευνοϊκού κλίματος, που κατα γενική ομολογία έχει δημιουργηθεί και υπάρχει.