„FORT VORTIS – Šio Teksaso miesto pramonės aikštelėje vyrai, vilkintys nuo galvos iki kojų apsauginius drabužius, panardina milžiniškus samčius į iki 1800 laipsnių pagal Farenheitą įkaitintą išlydyto metalo šulinį. Jie gamina tai, ko JAV pastaraisiais dešimtmečiais beveik niekada negamino komerciniu mastu: retųjų žemių metalus.
Gamykla yra ryškiausias „MP Materials“ didelių, milijardo dolerių vertės statymų ženklas, kad Amerikos įmonė gali perimti Kinijos dominavimą metalų ir magnetų, kuriuos jie maitina visur – nuo išmaniųjų telefonų iki raketų sistemų.
Pastaraisiais mėnesiais Kinija pasinaudojo savo kontroliuojama 90 proc. pasaulio retųjų žemių magnetų, kad nutrauktų prieigą Vakarų įmonėms, sukrėsdama tokius pramonės gigantus kaip „Ford“. ir „Tesla“, ir privertė JAV sėsti prie prekybos derybų stalo.
MP investavo daugiau nei 1 milijardą dolerių į naują infrastruktūrą ir įrangą. Kalifornijoje jos kontroliuojama kasykla tapo didžiausiu retųjų žemių mineralų šaltiniu Vakarų pusrutulyje. Dabar, plečiantis Teksaso gamyklai ir gavus naujų investicijų iš Pentagono, bendrovė skuba užbaigti tiekimo grandinę, kad galėtų pradėti perdirbti savo mineralus į aukštos kokybės magnetus.
Antradienį bendrovė paskelbė apie 500 milijonų dolerių vertės sandorį dėl retųjų žemių magnetų, pagamintų iš perdirbtų medžiagų, tiekimo „Apple“, o pristatymai turėtų prasidėti 2027 m. „General Motors“ pasirašė sutartį, pagal kurią vėliau šiais metais pradės priimti pristatymus. Gynybos departamentas praėjusią savaitę įsipareigojo investuoti šimtus milijonų dolerių į MP ir tapti didžiausia jos akcininke, pagal kurį MP padidins planuojamą magnetų gamybą iki 10 000 metrinių tonų nuo anksčiau planuotų 1 000.
Baltųjų rūmų atstovas spaudai teigė, kad sandoris „žymi svarbų žingsnį atkuriant Amerikos vidaus retųjų žemių pramonę“. Bendrovės akcijų kaina paskelbimo dieną šoktelėjo apie 50 % ir... šiais metais patrigubėjo.
Po daugelio metų privačių ir vyriausybinių investicijų, vadovaujant prezidentams Trumpui ir Bidenui, magnetų gamintojai plečiasi visoje JAV, siekdami sukurti pramonės bazę, kuri galėtų patenkinti augančią paklausą nepriklausomai nuo Kinijos.
Nebus lengva ar pigu gerokai sumažinti Amerikos priklausomybę nuo kiniškų retųjų žemių magnetų. Tačiau kai kurie ekspertai teigia, kad teoriškai tai būtų galima pasiekti per trejus–penkerius metus, jei dabartinis projektų planas bus įgyvendintas.
„Vulcan Elements“, magnetų gamintoja iš Daramo, Šiaurės Karolinos, planuoja nuo kitų metų tiekti magnetus kariuomenei. „Noveon“, įsikūrusi San Markose, Teksase, pasirašė sutartį dėl JAV pagamintų retųjų žemių magnetų tiekimo Japonijos įmonei „Nidec“, vienai didžiausių pasaulyje automobilių gamintojų. Tikimasi, kad Vokietijos magnetų specialistė VAC šiais metais pradės eksploatuoti Pentagono finansuojamą gamyklą netoli Sumterio, Pietų Karolinoje.
Tikimasi, kad iki metų pabaigos visi projektai turės bendrą pajėgumą pagaminti kelis tūkstančius tonų magnetų, o tai sudaro maždaug trečdalį ar daugiau dabartinių JAV gamybos pajėgumų. importas.
„Pradėjus statyti savo nuolatinių magnetų gamybos įrenginius JAV ir kitur, Kinija pradeda prarasti šį svertą“, – sakė Gracelin Baskaran, Strateginių ir tarptautinių studijų centro kritinių mineralų saugumo programos direktorė.
Ji pridūrė, kad MP „iš esmės dirba visu pajėgumu, kad išspręstų vieną didžiausių Amerikos nacionalinio ir ekonominio saugumo iššūkių mūsų laikais“.
Bendrovės kelionė ten išryškina kliūtis, su kuriomis susiduria JAV gamintojai, siekdami atgaivinti pramonę.
Kinija vis dar turi didžiąją dalį kortų. Ji turi vienas geriausių pasaulyje kasyklų. Ji turi pigių cheminių medžiagų perdirbimui, didelę techniškai apmokytą darbo jėgą ir potencialą tvarkyti toksiškas kasybos atliekas.
Vakarų gamintojai jau seniai skundžiasi, kad šalis naudojasi savo dominavimu, kad neleistų atsirasti konkurentams, kartais užtvindydama rinką atsargomis, kartais taikydama ribojančią eksporto politiką. Pekinas uždraudė pagrindinių retųjų žemių technologijų eksportą ir sudaro Kinijos retųjų žemių mokslininkų sąrašą, kad užtikrintų, jog jie nesidalins savo žiniomis užsienyje.
Kai kurioms įmonėms tapo labai svarbu rasti kitą šaltinį.
Balandžio mėnesį Kinija pradėjo reikalauti, kad retųjų žemių magnetų pirkėjai pateiktų išsamias eksporto paraiškas, įrodančias, kad jie neturi karinių ryšių. Lėtas šių paraiškų tvarkymas privertė „Ford“ visureigių gamyklą laikinai užsidaryti ir sukėlė paniką visoje pramonėje. Vienas automobilių tiekėjas už mažyčius magnetus, kurie paprastai parduodami už mažiau nei 40 centų, mokėjo daugiau nei 15 USD už vienetą, teigia su sandoriu susipažinęs prekiautojas.
„Be Kinijos negalime gauti jokių didelės galios magnetų“, – birželio pabaigoje vykusiame renginyje sakė „Ford“ generalinis direktorius Jimas Farley.
Nors JAV ir Kinijos prekybos derybos lėmė dvi atskiras paliaubas, kurios turėjo atkurti magnetų tiekimą, eksportas iš Kinijos išliko mažesnės nei tikėtasi, ypač gynybos tiekėjams.
Kai kurios JAV bendrovės pareiškė, kad yra pasirengusios mokėti didesnę kainą už tiekimo grandinės saugumą. Gali tekti. MP ir kiti kylantys tiekėjai neatskleidžia savo magnetų kainos, tačiau pramonės atstovai teigia, kad jų gamyba greičiausiai bus bent 50 % brangesnė nei Kinijos.
JAV turi didelius retųjų žemių elementų požeminius rezervus – 17 mažai žinomų mineralų, tokių kaip neodimis ir samaris. Tačiau jų kasyba ir perdirbimas yra sudėtingas ir brangus. Kadaise klestėjusi šalies pramonė žlugo 1990–2000 m., negalėdama konkuruoti su Kinija.
MP įkūrėjai Jamesas Litinsky ir Michaelas Rosenthalas į šį verslą įsitraukė beveik atsitiktinai.
Nuo XX a. vidurio retųjų žemių elementai buvo kasami iš Mountain Pass – turtingo telkinio Kalifornijos Mohavės dykumoje. „Molycorp“, ankstesnė kasyklą valdiusi bendrovė, bankrutavo 2015 m., kai dėl Kinijos retųjų žemių eksporto šuolio smarkiai sumažėjo kainos.
Litinsky ir Rosenthal, vaikystės draugai, turintys finansų srities išsilavinimą, investavo į „Molycorp“ obligacijas, tikėdamiesi gauti pelno. Nedaugelis kitų norėjo kasyklos, o pora nerimavo, kad svarbus strateginis turtas bus apleistas. 2017 m. jie perėmė „Mountain Pass“ kontrolę.
„Buvo manoma, kad to neįmanoma sutvarkyti“, – sakė MP generalinis direktorius Litinsky.
Jis praturtėjo jaunystėje, būdamas 28 metų įkūręs sėkmingą Čikagos rizikos draudimo fondą, tačiau ieškojo naujo iššūkio. „Aš tikrai nežinojau, į ką įsiveliu.“
MP reikėjo greitai užsidirbti pinigų, tačiau Litinsky ir Rosenthal susidūrė su kliūtimi. Kai rūda išgaunama, ji turi atlikti sudėtingą procesą, kad būtų atskirti retieji žemių elementai nuo uolienų, o tada izoliuoti atskiri mineralai. Beveik niekas už Kinijos ribų nežinojo, kaip tai padaryti už prieinamą kainą.
Įdarbinti buvo sunku; Kasykloje, esančioje atokioje vietoje, dirbo tik aštuoni darbuotojai ir daug laukinių asilų. „Neturime pinigų, turime aštuonis žmones, objektas bankrutavo, visi sako, kad JAV negali gaminti retųjų žemių elementų“, – sakė bendrovės operacijų vadovas Rosenthalis. „Negalėjome nueiti pas inžinierių ir pasakyti: „Norite palikti Rio Tinto ir prisijungti prie mūsų?““
MP sudarė susitarimą su Kinijos retųjų žemių bendrove „Shenghe Resources“ dėl išankstinio finansavimo mainais į nedidelę MP akcijų paketą. Tada „Shenghe“ parduotų MP rūdą pirkėjams Kinijoje, kurie ją perdirbtų ir pagamintų magnetus.
MP įsitvirtinus, iš susitarimo uždirbtus pinigus ji panaudojo savo perdirbimo operacijų kūrimui pradėti. Pentagonas pradėjo skirti dotacijas, kurios siekė apie 100 mln. dolerių.
Nors pradinės MP perdirbimo operacijos pašalino retąsias žemes elementus iš likusios rūdos, bendrovė vis tiek turėjo atskirti atskirus elementus, kurių kiekvienas yra beveik chemiškai identiškas. Rosenthal šį iššūkį palygino su cheminio proceso, skirto mėlyniesiems „M&M“ saldainiams atskirti nuo likusių, sukūrimu, o vėliau kakavos išgavimu iš šių saldainių.
MP Kalifornijoje pastatė gamyklą, pripildytą milžiniškų talpyklų, vadinamų nusodinimo maišytuvais, kurios palaipsniui išskiria vertingiausius retuosius žemių elementus, reikalingus magnetams. Iki 2023 m. tai buvo vienintelė JAV įmonė, atskirianti retuosius žemių elementus komerciniu mastu, o tai leido jai apeiti Kinijos rafinavimo įmones ir pradėti tiesiogiai pardavinėti pirkėjams JAV, Japonijoje ir Pietų Korėjoje.
Nepaisant pažangos, įmonei buvo sunku išlikti nuolat pelningai.
Nuo 2022 m. Kinijos retųjų žemių elementų perteklius sumažino pasaulines kainas – tai buvo Kinijos perteklinės svarbiausių mineralų, įskaitant nikelį, litį ir kobaltą, gamybos modelio dalis, privertusi Vakarų kalnakasius pasitraukti iš viso pasaulio. Kainoms nuolat krentant, investuotojai prarado kantrybę. MP akcijų vertė sumažėjo iki penktadalio ankstesnių aukštumų.
Litinsky manė, kad įmonės strateginė svarba tam tikru momentu atsispindės finansiniuose rezultatuose. Tačiau įmonei vis dar reikėjo išmokti iš tikrųjų gaminti magnetus.
Kadangi retųjų žemių magnetai JAV beveik nebegaminami, daugelis komercinės patirties turinčių žmonių yra 60–70 metų amžiaus.
MP ieškojo techninių talentų visame pasaulyje. Projektui vadovauti ji pasamdė Alaną Lundą, metalurgą, kuris vadovavo įmonei, kuriančiai didelio našumo metalo lydinius.
Lundas buvo pasiryžęs rasti pagrindinį klientą, kuris įsipareigotų ilgalaikei pardavimo sutarčiai. Paaiškėjo, kad tai buvo „GM“, kuri išanalizavo savo tiekimo grandinės pažeidžiamumus po Covid sukeltų sukrėtimų ir norėjo daugiau galimybių.
Kita kliūtis buvo rasti gamybos įrangą savo Fort Vorto gamyklai. MP nenorėjo pirkti Kinijoje, pagrindinėje mašinų gamintojoje, bijodama, kad Pekinas gali sulaikyti siuntas. Tai reiškė, kad reikėjo ieškoti įrankių, tokių kaip reaktyviniai malūnai ir krosnys, tiekėjų Šiaurės Amerikoje ir Europoje.
Įranga buvo brangesnė ir kartais reikėdavo beveik dvejų metų gamybos laiko. Tačiau MP sprendimai atrodė pranašiški 2023 m., kai Kinija pradėjo plėsti eksporto kontrolę, įtraukdama ir magnetų gamybos įrangą.
MP taip pat teko įvaldyti inžinierinius įgūdžius, kurie reikalingi kokybiškiems magnetams gaminti, įskaitant grūdelių ribos difuziją arba GBD [1]. Šis procesas yra būdas tikslingai uždėti brangiausias medžiagas ant magneto, taip smarkiai sumažinant kainą. Kinija tai daro gerai; nedaugelis kitų.
Gerokai prieš pradedant darbus Fort Vorte, MP subūrė specialią komandą, kuri atidžiai išnagrinėjo mokslinę literatūrą ir nulaužė magneto kodą. Per kelerius metus bendrovė išbandė skirtingas formules, galiausiai sukurdama sunkiųjų retųjų žemių kompoziciją, kurioje buvo naudojamas GBD, ir pritaikytą metodą, kuris suteikė magnetams vienodą dangą.
Dabar bendrovė ruošiasi komercinio masto magnetų gamybai.
Praėjusią savaitę jos tikslas tapti nacionaliniu retųjų žemių „čempionu“, galinčiu konkuruoti su Kinija, buvo dar labiau padidintas. Pagal susitarimą su Pentagonu, Teksaso gamyklos magnetų pajėgumai bus trigubai padidinti, o MP pastatys antrą, didesnę gamyklą. Siekdama apsisaugoti nuo kainų svyravimų, vyriausybė nustato MP retųjų žemių mineralų kainų ribą ir garantuoja MP magnetų pirkimą. Kadangi Gynybos departamentui greičiausiai reikės tik dalies magnetų, likusi dalis gali būti parduota komerciniams klientams.
Norėdama gaminti magnetus „Apple“, MP taip pat planuoja Kalifornijos kasykloje pastatyti komercinio masto perdirbimo liniją. „Apple“ teigė, kad įmonės kurs naujas magnetų medžiagas ir novatoriškas technologijas, skirtas pagerinti magnetų veikimą.
Tačiau iššūkių vis dar yra. MP didinant magnetų gamybą, jai reikės įsigyti daugiau sunkiųjų retųjų žemių elementų, nei yra jos Kalifornijos kasykloje, o tai nėra lengva užduotis, nes už Kinijos ribų yra mažai tokių elementų gamintojų. Naujo didžiulio objekto statyba ir eksploatavimas taip pat gali sukelti naujų kliūčių.
Kai kurie jos konkurentai Vakaruose teigia, kad vyriausybės sprendimas taip daug investuoti į vieną įmonę gali išstumti perspektyvius startuolius iš šio verslo ir ilgainiui pakenkti JAV konkurencingumui.
„Būtent vyriausybė renkasi laimėtojus ir pralaimėtojus“, – sakė vienos retųjų žemių įmonės vadovas, – „ir atrodo, kad jie daug pastatė ant vienos įmonės“.
Litinsky teigia, kad užtikrintas MP yra naudingas visai pramonei: „Bus daug augimo galimybių“. [2]
1. Grūdėtųjų žemių difuzija (GBD) – tai procesas, kurio metu medžiagos, dažnai retųjų žemių elemento, danga terminio apdorojimo metu difunduoja išilgai polikristalinės medžiagos, pavyzdžiui, sukepinto nuolatinio magneto, grūdelių ribų. Sukepinimas – tai procesas, naudojamas miltelių pavidalo medžiagoms sulydyti į kietą masę, kaitinant jas žemiau lydymosi temperatūros, dažnai naudojant slėgį. Grūdėtųjų žemių difuzija naudojama medžiagos savybėms, ypač jos koerciniam krūviui, pagerinti, sukuriant difuzinio elemento turtingą sluoksnį aplink atskirus grūdelius.
1. Medžiaga ir danga:
Procese paprastai naudojama polikristalinė medžiaga, pavyzdžiui, sukepintas NdFeB magnetas, kuriame grūdeliai yra atskirti grūdelių ribomis.
Ant medžiagos paviršiaus užtepamas plonas kitos medžiagos sluoksnis, dažnai sunkusis retųjų žemių elementas (HREE), pavyzdžiui, disprozis (Dy) arba terbis (Tb). Tai galima padaryti įvairiais metodais, tokiais kaip šilkografija, PVD (fizikinis garų nusodinimas) arba rotacinis padengimas.
2. Terminis apdorojimas:
Tada padengta medžiaga yra termiškai apdorojama aukštoje temperatūroje.
Terminio apdorojimo temperatūra ir trukmė yra labai svarbios difuzijos procesui valdyti.
3. Difuzija:
Terminio apdorojimo metu dangos medžiagos atomai difunduoja išilgai grūdelių ribų į didžiąją medžiagos dalį.
Ši difuzija sukuria dangos medžiagos turtingą sluoksnį aplink kiekvieną grūdelį, sudarydama šerdies ir apvalkalo struktūrą.
4. Savybių gerinimas:
HREE difuzija išilgai grūdelių ribų žymiai padidina medžiagos koercinį krūvį.
Taip yra todėl, kad HREE turtingas sluoksnis padeda magnetiškai atsieti grūdelius, todėl sunkiau atšaukti įmagnetėjimą.
GBD taip pat gali sumažinti bendrą HREE kiekį, reikalingą magnete, nes difuzijos procesas leidžia efektyviau naudoti elementą.
5. Pritaikymas:
GBD plačiai naudojamas gaminant didelio našumo nuolatinius magnetus, ypač NdFeB magnetus.
Tai pagrindinė technologija, skirta pagerinti magnetų, naudojamų įvairiose srityse, įskaitant elektros variklius, vėjo turbinas ir kitus aukštųjų technologijų įrenginius, magnetines savybes.
6. Galimi trūkumai:
GBD procesas užima daug laiko ir reikalauja aukštos temperatūros, o tai gali būti kliūtis masinei gamybai.
Difuzija daugiausia vyksta šalia paviršiaus, todėl koercinio lauko padidėjimas gali būti nevienodas visame magnete.
Brangios HREE savybės taip pat kelia iššūkį, nors GBD gali padėti sumažinti reikalingą kiekį.
2. A Rare-Earth Play to End China's Dominance --- Pentagon and Apple deals turbocharge MP Material's goal, but hurdles highlight challenge of reviving U.S. industry. Emont, Jon. Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 16 July 2025: A1.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą