アメリカの希土類金属鉱山訪問 アメリカの希土類金属鉱山訪問

アメリカの希土類金属鉱山訪問

アメリカの希土類金属鉱山訪問

ミズーリ州サリバン近郊のピーリッジ鉄鉱山では、磁鉄鉱の塊が事務所のドアを守っている。鉱山の過去と未来を象徴するマスコット的存在だ。ジム・ケネディ氏が2001年にこの鉱山を買収した際、高品位の鉄鉱床での生産再開を計画していた。当時、60万トンもの高品位希土類元素(アメリカが切実に必要としている元素)が埋蔵されているとは夢にも思っていなかった。4年前、彼はピーリッジの鉱床に関する膨大な書類を捨てそうになった。「誰も教えてくれなかったんです」と彼は言う。

現在、米国はレーザー、誘導ミサイル、高効率バッテリー、その他未来の技術に使われる希土類元素をほぼ完全に中国に依存している。しかし中国は最近、これらの鉱物の輸出を大幅に削減し、生産に関する新たな規制を約束する一方で、価格を引き上げ、多くの国の政府を憤慨させている。科学者たちが希土類元素の代替品を研究する中、希土類元素の国内生産が再開されれば、世界の希土類供給の95%以上を中国が握っている状況が緩和される可能性があると考える人もいる。

現在、ピーリッジ鉱山は静かで泥だらけの場所だ。錆びついた製粉所、割れたコアサンプルが散乱した保管小屋、そして鉱滓で満たされた沼地の湖がある。しかし、改修・再開された暁には、ケネディ氏は西半球で2番目のレアアース生産者になることを夢見ている。彼は、数十億ドル規模のレアアースを生産し、再生可能エネルギー産業と防衛産業に供給する活気ある鉱山を思い描いている。その夢が現実になる前に、乗り越えなければならないハードルがいくつかある。

レアアースは他の金属と同様に、地中から採取した岩石を砕き、粉砕し、精製することで回収されます。これは大量の水を消費し、毒性のあるプロセスですが、ケネディ氏によると、彼の鉱山には、長さ1マイル、深さ100フィートの鉱滓湖(約40年にわたる鉄鉱山の副産物であるスラリー状の廃棄物)に豊富なレアアースが含まれているとのことです。彼は年末までにこの湖に溜まった2,200万トンの鉱滓の採掘を開始し、2012年には地下採掘を再開する予定です。

私が訪れた極寒の日に、ケネディはピーリッジのコア室に連れて行ってくれました。そこは、細長い段ボール箱が山積みになった金属製の小屋でした。それぞれの箱の中には、鉱山開発当初に採取されたコアサンプルの一部が入っていました。直径1インチの円筒形の岩石は、最初の所有者であるベスレヘム・スチールがこの鉱山の埋蔵量を判断するのに役立ちました。しかし、1960年代当時、彼らが関心を寄せていたのは鉄だけでした。ケネディは割れた岩石を取り出し、磁石を当てると、なんと磁鉄鉱の塊がくっつきました。まるでオフィスの監視塔のように。別の岩石片には、黄色がかったキラキラ光る斑点がいくつか埋め込まれていました。それは希土類酸化物の破片かもしれない、とケネディは言いました。

ケネディは鉱山での鉄生産を再開することを目指していますが、鉄精錬の副産物としてレアアースを生産することを計画しています。これは、地中における金属の分布状況から可能となります。

鉄鉱石は角礫岩(ブレシアパイプ)で縦横に交差しています。角礫岩は砕けた堆積岩の塊で、ゼノタイムやモナザイトといった興味深い名前の鉱物が混ざり合っています。希土類元素はこれらの鉱物の一部です。「この鉱床全体が希土類元素で溢れています」とケネディ氏は言います。

これらの鉱物に含まれる鉄を利用するには、リンを除去する必要がありますが、これはレアアース生産にとって好ましい結果をもたらすことが分かりました。岩石を細かく砕き、松脂溶液に加えることで泡状の液体が作られます。するとリンとレアアースが浮上し、高品位の鉄から分離されます。

ジム・ケネディ提供

生産開始となれば、ピーリッジ鉱山はカリフォルニア州のマウンテンパス鉱山に続き、米国で2番目のレアアース生産者となる。モリコープ社は昨年12月にマウンテンパス鉱山での操業を開始した。同鉱山は2002年に廃水流出による規制問題で閉鎖されて以来、初めての操業となる。マウンテンパス鉱山は現在、世界のレアアース供給量の約3%を生産しており、モリコープ社は2013年までにこれを25%に引き上げ、年間4万トンの生産を目指している。

マウンテンパス鉱山は米国有数の希土類元素鉱山となるが、コンピューターメモリやレーザーの製造に使われるジスプロシウムのような、いわゆる重希土類元素の多くは生産できないだろう。あるアナリストは今週、モリコープは重希土類元素鉱床の権利を保有する企業を買収することで事業を多角化すべきだと示唆した。米国地質調査所によると、ピーリッジには重希土類元素が豊富に存在する。

1800年代から1900年代初頭にかけて使われてきた名称にもかかわらず、希土類元素は特に希少なものではありません。金よりもはるかにありふれた存在であり、中には鉛とほぼ同程度に一般的なものもあります。しかし、その存在濃度は比較的低く、大量の岩石の処理が必要です。USGSによる2010年の調査によると、10の州に重要な希土類元素の鉱床があることが知られています。そのほとんどは米国西部にありますが、ピーリッジ鉱床は全米で最も品位が高く、平均で希土類酸化物の濃度が12%です。マウンテンパス鉱床ははるかに多くのトン数を保有していますが、平均濃度はわずか8%です(そして、その大部分は「軽」希土類元素です)。

豊富な資源と既存のインフラがあるにもかかわらず、なぜピーリッジはレアアースを生産していないのでしょうか? そこには落とし穴があります。ピーリッジの重希土類元素は鉄に加え、放射性元素であるトリウムと混ざり合って存在することが分かっており、トリウムは特別な処理と浄化が必要です。これをプラスに転じたいと、ケネディ氏は代替エネルギー源、具体的には都市全体に設置可能な溶融塩炉の燃料としてトリウムの利用を訴えています。「レアアースを採掘すれば、トリウムはタダで手に入るのです」と彼は言います。

レベッカ・ボイル

元陸軍特殊部隊の兵士であり、投資銀行家でもあるケネディ氏は、希土類元素とトリウムの熱心な支持者となり、議員、鉱業団体、そしてエンジニアたちに、中国の優位性の問題とアメリカの再興の可能性について語りました(つい先日、オークリッジ国立研究所で講演を行いました)。彼はミズーリ州とワシントンD.C.の議員に対し、ミズーリ州に希土類元素精錬所を建設するための10億ドルの資金を調達する官民協同組合を設立するよう圧力をかけており、新たなトリウムエネルギー産業の育成も期待しています。

今のところ、彼の計画は鉄鉱石生産に重点を置いている。彼は、東44マイルのミシシッピ川まで鉄鉱石を輸送するためのパイプラインを建設したいと考えている。ミシシッピ川では、既に処理施設とはしけ港の建設許可を取得している。ピーリッジ鉱山は、鉄鋼原料となる商用銑鉄の国内唯一の生産拠点となる。現在、アメリカの製鉄所はブラジルやスウェーデンなどの国から銑鉄を輸入している。ケネディ氏によると、過去と同様に、鉄鉱石が鉱山の主力となるという。しかし、ほとんど忘れ去られているレアアースが、この鉱山の発展に彩りを添える可能性もあるという。