Ich habe hier einen ziemlich aktuellen Artikel gefunden, der sich mit Cerium als wichtiges Seltene Erde Mineral beschäftigt. Es ist auch ein Mineral was in größeren Mengen in der Elk Creek Mine vorhanden ist. Das DOE (Energieministerium der USA) ist auch hier wieder mal beteiligt.
Das AMES National Laboratory (eine staatliche Einrichtung, die hier im beschriebenen Artikel maßgeblich eine Funktion hat, ersichtlich unter Punkt 2), erforschte zusammen mit Niocorp und IBC Advanced Alloys bereits in dieser Hinsicht in 2018 auch die Erstellung einer Aluminium-Scandium Legierung.
Hier zu lesen:
Es konnte also erfolgreich ein neues AL-Scandium Produkt hergestellt werden.
NioCorp und IBC Advanced Alloys kündigen die erfolgreiche Produktion einer Aluminium-Scandium-Vorlegierung an.
https://www.niocorp.com/...duction-of-aluminum-scandium-master-alloy/
Was ich mit all dem sagen möchte, wir sehen das Interesse des DOE an Seltene Erden ist groß, egal ob es Scandium, Cerium, Yttrium oder ein anderes Mineral ist.
Niocorp arbeitet eng mit den staatlichen Einrichtungen zusammen und Niocorps hat eine Lagerstätte mit Seltenen Erden, die all diese Mineralien bereitstellt.
Dazu gehören auch die Seltenen Erden Dysprosium und Terbium, die Niocorp bereits neben den leichten Seltenen Erden Neodymium und Praesodymium, gedenkt abzubauen.
Niocorp kann also im Gegenteil zu MP Materials wesentlich mehr verschiedene Seltene Erde und insbesondere schwere Seltene Erden abbauen, aufbereiten und bereitstellen im Rahmen einer "heimischen Lieferkette für Seltene Erden".
Niocorp ist meines Erachtens der Kandidat, der sich am Besten eignen würde, der Welt exemplarisch zu zeigen, die USA ist in der Lage verschiedenste Seltene Erden in hochreiner Form und in heimischer Produktion herzuzustellen.
Der "Letter of Interest" (LOI) der EXIM Bank ist also mehr als ein "Letter of Intend" (LOI):
Zur Erklärung: Der Hauptunterschied zwischen einer Interessenbekundung und einer Absichtserklärung besteht in der Art der Verpflichtung. Kurz gesagt, eine Absichtserklärung zeigt ein höheres Maß an Engagement im Vergleich zu einer Interessenbekundung.
Das Engagement sehen wir beim DOE und DOD.
The main difference between a letter of interest and a letter of intent is the nature of commitment. In short, a letter of intent demonstrates a higher degree of commitment compared to a letter of interest.
...und hier sind hoffentlich ein wenig die Gründe ersichtlich, warum das so ist.
Ich gehe davon aus, der Kredit von 800 Milionen von der EXIM Bank ist Teil eines größeren Plans.
Mit diesem Kredit ist Niocorp so aufgestellt, daß es ohne Störungen, wettbewerbsfähig Seltene Erden für den Staat oder andere Kunden bereitstellen kann.
Ich denke die USA hat ein starkes nationales Interesse an Niocorp und die Fertigstellung dieser Mine und seiner Aufbereitungsanlagen für Seltene Erden.
Mit diesem Projekt könnte die USA eindrucksvoll beweisen wir können es besser als China, eben Seltene Erden auch umweltverträglich nach den zukünftig zwingenden ESG Standards, bereitstellen.
Hier der Artikel, der initial mein Interesse geweckt hatte:
Die Umstellung auf saubere Energie hängt von wichtigen Materialien wie den Seltenen Erden (REEs) ab, die Windturbinengeneratoren, Elektrofahrzeuge und andere saubere Energietechnologien, Materialien und Prozesse antreiben. Seltene Erden werden in Mineralvorkommen gefunden, die dann voneinander getrennt werden, um nur die für die Herstellung benötigten Seltenen Erden zu verwenden. Die Gewinnung von Seltenen Erden ist besonders schwierig, da einige, wie z. B. Cerium, in Mineralvorkommen reichlich vorhanden sind und nicht weit verbreitet sind. Andere, wie z. B. Neodymium, werden häufig in sauberen Energietechnologien verwendet, sind aber weit weniger häufig vorhanden. Diese Herausforderung wird oft als das Problem des Gleichgewichts der Seltenen Erden bezeichnet. Das Advanced Materials and Manufacturing Technologies Office (AMMTO) des US-Energieministeriums (DOE) und das Critical Materials Institute (CMI), ein Energy Innovation Hub, arbeiten daran, dieses Problem zu lösen, indem sie neue Wege zur Verwendung von Cerium finden, die die Marktnachfrage nach einem reichlich vorhandenen Seltenen Erden-Vorkommen steigern und die Wertschöpfung aus den heimischen Seltenen Erden-Bergwerken erhöhen.
CMI hat Cerium mit Aluminium gepaart, um Aluminium-Cerium-Legierungen (Al-Ce) mit maßgeschneiderten Eigenschaften zu schaffen und eine Reihe neuer Anwendungen für Seltene Erden zu erschließen. In Anerkennung der Errungenschaften der Legierung verlieh die Aluminum Association im Jahr 2020 die offizielle Bezeichnung für diese neue Klasse von Al-Ce-Legierungen. Diese Bezeichnung ermöglicht die Einführung globaler industrieller Anwendungen und schafft mehr Möglichkeiten für die Industrie, die Legierungen unter Verwendung der Bezeichnungen zu produzieren und die CMI-Kommerzialisierung zu ermöglichen.
Aluminium-Cerium-Turbinen erzeugen Strom aus Wasser
Aluminium-Cerium-Turbinen, die zur Stromerzeugung aus fließendem Wasser eingesetzt werden. Bildnachweis: Critical Materials Institute
Im Laufe der Zeit hat das CMI sein Portfolio an Al-Ce-Legierungen um mehrere Projekte erweitert, um das Scale-up, die Lizenzierung und die Kommerzialisierung voranzutreiben. Diese Projekte, die von AMMTO unterstützt werden, bringen das fortschrittliche Fachwissen von Forschern des CMI, der Nationalen Labore des DOE und von Universitäten zusammen. Die verschiedenen Entwicklungsprojekte im CMI und die Maßstabsvergrößerung der Verarbeitung wurden maßgeblich von Eck Industries, einer Aluminiumgießerei in Wisconsin, unterstützt, die mit dem CMI eine Exklusivlizenz für die Vermarktung der Al-Ce-Legierungen unterzeichnet hat.
Die Suche nach Verwendungsmöglichkeiten für Cerium unterstützt den heimischen Abbau von Seltenen Erden und liefert innovative Werkstoffe für US-Hersteller. Die von CMI entwickelten Al-Ce-Legierungen haben sich als anpassungsfähig, leicht, korrosionsbeständig und stabil bei Temperaturen bis zu 500 °C erwiesen. Darüber hinaus sind mit der Herstellung der Al-Ce-Legierung Energie- und Emissionseinsparungen verbunden, da keine Wärmebehandlung erforderlich ist, ein energieintensives Verfahren zur Erweichung von Metallen und zur Verbesserung der Verformbarkeit. Bislang wurde die Legierung in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Zylinderköpfe, Turbolader und Turbinenschaufeln für Wasserkraftturbinen, Kolben und Rotoren.
Die Auswirkungen der Al-Ce-Legierung sind erheblich:
Es entsteht ein neuer Markt für Cerium, der das Problem des Gleichgewichts der Seltenen Erden löst, indem der wirtschaftliche Wert auf eine breitere Palette von Seltenen Erden verteilt wird, die über das Magnet-REE hinausgeht. Die steigende Marktnachfrage treibt dann die Produktion kritischer Seltenerdelemente an, die für Magnete benötigt werden.
Aufgrund der einzigartigen Mikrostruktur der Legierung und der daraus resultierenden Eigenschaften kann die Al-Ce-Legierung zur Senkung des Energieverbrauchs in zahlreichen groß angelegten Transportanwendungen eingesetzt werden.
Lesen Sie im Folgenden mehr über die Projekte, die Al-Ce-Legierungen der Kommerzialisierung näher bringen:
1. WISSENSCHAFTLICHE ERMÖGLICHUNG DIVERSER WERTSCHÖPFUNGSPRODUKTE AUS ALUMINIUM-CERIUM-LEGIERUNGEN
Geleitet von Orlando Rios, Universität von Tennessee - Knoxville
In diesem Projekt werden spezifische Aspekte untersucht, die den Einsatz einer stärkeren Al-Ce-Legierung bei hohen Temperaturen, hoher Duktilität und geringeren Kosten ermöglichen würden. Die Legierung wird in Hochleistungsanwendungen wie Kolben, Turboladern und Zylinderköpfen eingesetzt.
Das Team verwendete das kombinatorische Sputtern, ein Verfahren, bei dem eine große Anzahl chemisch unterschiedlicher Schichtmuster in einer einzigen Abscheidung hergestellt werden kann. Diese Entdeckung ermöglichte es dem Team, große Bibliotheken zu erstellen, die eindeutig auf Legierungsklassen hinwiesen, die entweder vielversprechende Hinweise oder Sackgassen darstellten. Das Team interessierte sich besonders für Werkstoffe mit kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK), da Werkstoffe auf Temperaturänderungen reagieren, indem sie sich entweder zusammenziehen oder ausdehnen. Das Team fand heraus, dass Cer eine wirksame Alternative zu Silizium in Aluminiumgusslegierungen für die gesamte Gießereiindustrie ist, und identifizierte große Klassen von Al-Ce-Legierungen mit niedrigen WAKs bei hohen Betriebstemperaturen. Beide Ergebnisse werden dazu beitragen, die REE-Lieferkette zu diversifizieren und den Einsatz von REEs in der Industrie zu fördern.
Bei erfolgreicher Entwicklung wird diese Technologie die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit verbessern und die Binnennachfrage nach Aluminiumlegierungen steigern.
2. SCHNELLE ENTWICKLUNG VON LEGIERUNGEN UND BESCHLEUNIGTE ANALYSE
Leitung: Ryan Ott, Ames National Laboratory
Dieses Projekt verfolgt ehrgeizige Ziele: Zum einen soll die Verwendung von Elementen, die im Übermaß produziert werden, wie Cerium, verbessert und die Verwendung kritischer Elemente, wie Neodymium, verringert werden. Ein weiteres Ziel ist es, Technologien wie die additive Fertigung für kritische Materialien zu ermöglichen, damit die USA wettbewerbsfähiger werden. Das Team arbeitet auch daran, den Zeitrahmen für die Entwicklung von Materialien und Technologien zu verkürzen, ein notwendiger Schritt, um sicherzustellen, dass wir in der Lage sind, uns an die sich ständig verändernden Technologien anzupassen.
Im Rahmen dieses Projekts werden neue Wege für Werkstoffe und Hersteller entwickelt und gefunden. Dazu gehört die Entwicklung von kostengünstigen Hochleistungsmagneten und Hochtemperatur-Al-Legierungen, die Nebenprodukte des Seltenerdbergbaus nutzen. Das Team nutzte ein Verfahren, das 3D-Druck, Kombi-Lichtbogenschmelzen und Dünnschichtabscheidung kombiniert, um Legierungen in großen Mengen zu synthetisieren.
3. ENTWICKLUNG VON AL-REE-LEGIERUNGEN FÜR DIE FORTGESCHRITTENE FERTIGUNG (AL-REE ADAM)
Leitung: Hunter Henderson, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)
Um das Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage bei den Seltenen Erden auszugleichen, sollen im Rahmen dieses Projekts großvolumige und hochwertige Anwendungen für überproduziertes Cerium entwickelt werden. Das Projekt bietet Aluminium-Cerium-Legierungen mit hohem Mehrwert, die den Markt für frühe Anwender öffnen und die künftige Cerium-Nachfrage diversifizieren würden.
Dieses Projekt hat gezeigt, dass der 3D-Metalldruck von Aluminium-Seltene-Erden-Legierungen (Al REE) eine interne, degradationsbeständige Nanostruktur bildet. Darüber hinaus wurde die verbesserte thermische Leistung von Al-REE-Legierungen nachgewiesen, was die Eignung für Hochtemperaturanwendungen beweist, die für andere Al-Legierungen bisher nicht möglich waren. Dies würde die Nachfrage nach dem wenig genutzten REE-Cerium erheblich steigern.
Die derzeitige Legierung, die in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungsbereich verwendet wird, ist Al-Legierung 2618-T6. Das Team fand heraus, dass die Al-Ce-Legierung diese Legierung übertrifft, und zwar bei einer hohen Temperatur. Dies ist eine aufregende Entwicklung, die das Interesse der Industrie wecken könnte, da sie die Verwendungsmöglichkeiten von Cerium erweitert und die REE-Lieferkette diversifiziert. Das Team wird den Maßstab für die Demonstration erhöhen und die Leistung bei Raumtemperaturfestigkeit weiter verbessern.
4. CERIUM ALS FANGSTOFF VON KUPFER UND EISEN BEIM RECYCLING VON ALUMINIUMLEGIERUNGEN
Leitung: Ryan Ott, Ames National Laboratory
Dieses Projekt untersucht die Verbesserung der Energieeffizienz und der Wirtschaftlichkeit des Aluminiumrecyclings durch übermäßig hergestellte Nebenprodukte des Seltenerdbergbaus, wie z. B. Cerium. Die Forschung hat gezeigt, dass der Zusatz kleiner Mengen von Cerium zu Aluminium die Legierungstoleranz gegenüber Verunreinigungen (Kupfer und Eisen) erhöht und die allgemeine Korrosionsbeständigkeit verbessert hat. Diese Zusätze ermöglichen auch die Verwendung von Aluminium geringerer Qualität bei der Herstellung hochwertiger Legierungen, wodurch der Bedarf an energie- und kostenintensiven Zusätzen von hochreinem Aluminium verringert wird.
Es wird weiter nach Möglichkeiten geforscht, die Vorteile des Cerium-Abbaus mit der gezielten Zugabe zum Aluminium zu verbinden.
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CMI, ein Energy Innovation Hub unter der Leitung des Ames National Laboratory, wird vom DOE's Advanced Materials and Manufacturing Technologies Office finanziert. Seit seiner Gründung im Jahr 2013 wurden der CMI-Forschung 30 US-Patente erteilt, 12 Technologien lizenziert, fünf Federal Laboratory Consortium Awards und sieben R&D 100 Awards verliehen. Mehr über CMI erfahren Sie hier.
Das Büro für fortschrittliche Werkstoffe und Fertigungstechnologien (AMMTO) unterstützt die Weiterentwicklung von Technologien, um die Wettbewerbsfähigkeit des US-Fertigungssektors zu steigern und eine saubere, kohlenstoffarme Wirtschaft aufzubauen. AMMTO verfügt über drei große Programmteams: Werkstoffe und Prozesse der nächsten Generation, sichere und nachhaltige Werkstoffe sowie energietechnische Fertigung und Arbeitskräfte. Mit diesen Programmen werden wir unsere Ziele erreichen, saubere Energietechnologien im Inland herzustellen, sichere und nachhaltige Lieferketten zu entwickeln und qualifizierte und integrative Arbeitskräfte in der Fertigung zu fördern. Mehr über AMMTO erfahren Sie hier.
Weitere Informationen über Seltene Erden und das Problem des Gleichgewichts der Seltenen Erden finden Sie in einer der drei detaillierten Bewertungen der AMMTO, die sich auf Seltene Erden-Magnete konzentriert. Diese Deep-Dive-Bewertungen sind auf die Veröffentlichung der Roadmap des DOE abgestimmt: "America's Strategy to Secure the Supply Chain for a Robust Clean Energy Transition" (Amerikas Strategie zur Sicherung der Versorgungskette für einen robusten Übergang zu sauberer Energie), in der dargelegt wird, wie die Bundesregierung plant, die Chancen und Herausforderungen im Zusammenhang mit der heimischen Versorgungskette in den USA anzugehen.
Link:
https://www.energy.gov/eere/amo/articles/...loy-portfolio-rd-projects
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