Negara merah atau negara biru, liberal atau libertarian, Amerika berbagi kecanduan unsur-unsur tanah jarang yang diimpor dari Cina.
Teknologi hijau seperti mobil listrik, turbin angin, panel surya dan bola lampu neon mengandalkan logam tanah jarang. Militer bergantung pada tanah jarang untuk sistem peluru kendali, satelit, dan pesawat tanpa awak. Pesawat ruang angkasa NASA membawa magnet tanah jarang yang kuat ke Mars dan luar angkasa. Magnet juga miniatur iPad, komputer dan headphone berteknologi tinggi.
Cina mengendalikan 95 persen pasokan tanah jarang di dunia. Kunci dari monopoli ini bukanlah kelimpahan deposit tanah jarang, tetapi keahliannya dalam mengolah bijih menjadi oksida dan logam murni. Bijih cenderung membawa uranium dan thorium, unsur paling radioaktif di planet ini, dan mengekstraksi logam biasanya merupakan proses panjang bertingkat yang melibatkan bahan kimia beracun.
"Kami tahu di mana setorannya. Menyimpannya di iPhone Anda bukanlah proses yang lurus atau sederhana," kata Brad Van Gosen, ahli geologi dari US Geological Survey (USGS) di Denver.
Beberapa tahun yang lalu, Tiongkok menunjukkan kekuatannya, dan memotong pasokan tanah jarang menjadi menetes. Langkah itu mengirim Amerika Serikat dan negara-negara lain berebut untuk mengakhiri ketergantungan mereka pada Cina. Harga melonjak, menarik investor baru dan perusahaan pertambangan ke pasar tanah jarang. Sekarang, Amerika Serikat memiliki satu tambang baru hampir selesai dan dua lagi dalam tahap perizinan. Tetapi elemen penting dalam melarikan diri dari aturan tanah jarang Tiongkok bukanlah tambang baru, itu membangun kembali keahlian dan infrastruktur untuk memproses logam yang rewel, kata para ahli.
Perang harga
Pada 2010, Cina melonjak biaya elemen tanah jarang ketika mulai membatasi ekspor dan membebani perusahaan asing dengan harga yang lebih tinggi. Gelembung harga memicu kegilaan di seluruh dunia untuk lepas kendali Cina. Sebuah pabrik pemrosesan baru milik Australia baru saja dibuka di Malaysia. Lainnya direncanakan di Kanada, Eropa dan Afrika. Beberapa perusahaan juga berusaha mengembangkan pasokan Amerika untuk tanah jarang, beberapa dengan dukungan dari Departemen Pertahanan.
"Tanah jarang adalah logam yang sangat strategis, dan khususnya sangat strategis dan penting bagi industri pertahanan," kata Curt Freeman, presiden Avalon Development Corp di Fairbanks, Alaska, sebuah perusahaan konsultan pertambangan. "Ada perasaan mual di Kongres dan Departemen Pertahanan," katanya.
Di Amerika Serikat, tambang Mountain Pass California dibuka kembali pada 2010 dan diharapkan mulai memproduksi unsur-unsur tanah jarang tahun ini. Tambang ini dulunya merupakan produsen tanah jarang terbesar di dunia, tetapi ditutup pada tahun 2002 karena masalah lingkungan dan penurunan harga. Tambang lain diusulkan di Wyoming, oleh perusahaan Kanada Rare Element Resources, tetapi menghadapi tentangan dari penduduk setempat.
Sumber daya terbaru Alaska
Salah satu pertaruhan rare-earth terbesar adalah di Bokan Mountain Alaska. Setelah ditambang untuk uranium, puncak granit di Prince of Wales Island berisi urat kaya unsur tanah jarang yang berat dan sulit ditemukan. Proyek ini mendapat dukungan kuat dari legislatif Alaska dan dari komunitas terdekat. Sebuah perusahaan Kanada berencana untuk mengekstrak bijih dan mengubahnya menjadi oksida dengan pabrik pemrosesan yang dibuat khusus. Di situlah letak tantangannya.
Terlepas dari namanya, tanah jarang sebenarnya umum di kerak bumi, meskipun dalam konsentrasi rendah. Sang moniker adalah peninggalan dari abad ke-19, ketika para peneliti menemukan unsur-unsur aneh dalam mineral yang jarang ditemukan. 17 elemen berbagi afinitas yang dekat, dengan sifat kimia yang sama dan bobot atom. Gunung Bokan adalah salah satu dari sedikit tempat di Bumi dengan karunia unsur tanah jarang yang berat, yang memiliki bobot atom lebih tinggi. Ini terutama meningkat di itrium, yang muncul dalam segala hal mulai dari zirkonia kubik dan sensor polusi mobil hingga laser, roket, dan mesin jet.
Karena tanah jarang sering kali semuanya bercampur menjadi satu dalam batuan, memisahkan tanah langka yang berat biasanya mengharuskan melepas yang lebih ringan terlebih dahulu. Ini biasanya dilakukan dengan serangkaian tangki kimia dan pelarut. Plus, ada uranium radioaktif untuk dibuang. Namun pemilik tambang, Ucore, mengatakan ia memiliki teknologi ekstraksi padat baru yang sangat menyederhanakan proses ini. Teknik ini bergantung pada nanoteknologi untuk menghilangkan kotoran dan mengkonsentrasikan tanah jarang yang berat menjadi oksida, menurut Ucore. Departemen Pertahanan mendanai penelitian ekstraksi bijih Ucore dengan kontrak pada Oktober 2012.
Penarikan yang mahal
"Semakin lama dan semakin rumit, semakin kita melihatnya," kata Van Gosen.
Konsultan industri logam Gareth Hatch mencatat bahwa pemrosesan adalah rintangan terbesar bagi perusahaan pertambangan rare-earth.
"Pemrosesan adalah tantangan utama untuk endapan yang cenderung condong ke bumi langka menengah dan berat, karena mereka memiliki beberapa mineral yang tidak biasa yang belum diproses sebelumnya," kata Hatch, kepala pendiri Technology Metals Research. Hatch membantu mengembangkan perusahaan pengolahan tanah langka di Kanada.
USGS memiliki beberapa proyek yang sedang berlangsung memeriksa geologi Gunung Bokan, untuk lebih memahami bagaimana mineral itu muncul.
"Idenya adalah untuk mengembangkan pemahaman mendasar tentang bagaimana deposit ini dimulai di tempat pertama di kerak bumi, dan menggunakannya untuk mencari sumber daya yang dibutuhkan masyarakat AS," kata Susan Karl, ahli geologi USGS yang berbasis di Anchorage.
Anggota dewan Ucore, Jaroslav Dostal, seorang profesor emeritus di Saint Mary's University di Halifax, Nova Scotia, adalah penulis utama studi Pegunungan Bokan. Program hibah yang menyediakan dana untuk penelitian ini, Program Penelitian Eksternal Sumber Daya Mineral USGS, telah memberikan proyek kepada industri swasta dan penerima asing di masa lalu.
Berinvestasi dalam pemrosesan
USGS juga memiliki proyek yang mengeksplorasi geologi dari endapan tanah jarang lainnya. Sejak 2010, Dewan Perwakilan Rakyat telah memperkenalkan undang-undang untuk mengekang peraturan pertambangan dan mendanai penelitian dan pengembangan rare-earth, yang belum melewati Senat. Daur ulang logam tanah jarang, yang tidak selalu dimungkinkan dengan gadget berteknologi tinggi, adalah cara lain untuk mengurangi ketergantungan pada pasokan China. Awal tahun ini, Departemen Pertahanan merekomendasikan untuk menimbun $ 120 juta elemen tanah langka yang kritis. Tetapi para pakar industri mengatakan uang akan lebih baik dihabiskan untuk membangun keahlian dan infrastruktur Amerika dalam memproses tanah jarang.
"Dalam hal kapasitas penuh, Molycorp memang memiliki fasilitas pemisahan rare-earth yang ringan, tetapi selain itu, benar-benar tidak ada apa pun di Amerika Utara," Hatch, konsultan industri, mengatakan.
"Kemampuan untuk memproses dan mengubah dari mineral menjadi senyawa yang masuk ke peralatan teknologi tinggi adalah hambatan utama tidak hanya di AS, tetapi juga dunia," katanya.
Email Becky Oskin atau ikuti @beckyoskinnya. Ikuti kami @livescience, Facebook & Google+. Artikel asli aktif LiveScience.com.
