sessiÓ 3 estratègics: la meva tablet, el meu mòbil i el...
TRANSCRIPT
26/11/2018
1
SESSIÓ 3 Recursos minerals estratègics: La meva tablet, el
meu mòbil i el meu ordinador
Pura Alfonso Maite GarciaGemma Alías
Índex
• Elements en un mòbil• Elements en un ordinador• Origen d’aquests elements
Els mòbils, tàblets,portàtils i els ordinadors de sobretaula s'han convertit en un element fonamental per a la nostra vida quotidiana, milers de milions de persones la utilitzen cada dia. Però, ens preguntem, què hi ha dins d’ells i d'onprové tot?
26/11/2018
2
3
Pantalla
Alumini
Silici
Potassi, Sodi, calci
Terres rares
Indi
Estany
Bateria
Liti
Cobalt
Antimoni
Beril·li
Alumini
Carboni
Vidre
Electrònica
Coure
Tàntal
Plata
Or
Platí
Pal∙ladi
Níquel
Terres rares
Estany
Plom
Wolframi
Silici
Fòsfor, gal∙li
Antimoni, bor
Arsènic, gal∙li Amplificador, receptor
Per a soldar els xips
Per aconseguir vibració
Fabricació dels component microelèctrics
Amagatzema l’electricitat
Per escriure
Per fabricar els xips
Micròfon i altaveus
Condueixen electricitat als xips
Els minerals en el MÒbil
Carcasa
Magnesi
Níquel
Carboni
Cr
Mo
W
Mn
Tc
Re
Fe
Ru
Os
Co
Rh
Ir
Pd
Pt
Cu
Ag
Au
Zn
Cd
Hg
B
Ga
In
Tl
Ge
Pb
N
P
As
Sb
Bi
O
S
Se
Te
Po
F
Cl
Br
I
At
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Ce Pm Sm Ho Er Yb Lu
Th Po U ELEMENTS NO NATURALS
H
Li Be
Mg
K Ca
Rb Sr
Cs Ba
Fr Ra
Sc
Y
La
Ac
Ti
Zr
Hf
V
Nb
Ta
Na
Tm
C
Al
Sn
Si
Pr Nd Gd DyTb
TAULA PERIÒDICA DELS ELEMENTS
Eu
Ni
26/11/2018
3
Pantalla
Alumini bauxita
Silici quars
Potassi feldespat
Terres rares monazita
Indi esfalerita
Estany cassiterita
Batería
Li: salmorra, lepidolita....
Co: skuterudita
Sb: sulfosals
Be: beril
Al: bauxita
C: grafit
Cu: calcopirita
Ta: tantalita
Ag: argentita
Au: oro natiu
Pt:
Pd:
Ni: niquelina
sperrilita….
T rares: monazita
Sn: cassiterita
Pb: galena
W: wolframita, scheelita
Si: quars
P: apatita
Ga: bauxita
Electrónica
Carcasa
Mg: magnesita
Ní: pentlandita
C: grafit
Els minerals del l’ordinador
26/11/2018
4
Els minerals del l’ordinador
Actualment el 30% del metalls que fem servir són reciclats
L’altre 70% ha de sortir de les mines
Segons l'EPA, per cada milió de mòbils que reciclem, es poden recuperar 35.000 lliures de coure, 772 lliures de plata, 75 lliures d'or i 33 lliures de pal∙ladi.
26/11/2018
5
Els minerals del l’ordinador
Els plàstics són derivats del petroli cru. Els plàstics s'utilitzen en la vida quotidiana i la majoria dels productes que coneixem tenen plàstic en ells. Els plàstics en ordinadors es troben com a botons, i sovint per construir la carcassa.
Els principals productors de petroli del món són:
• Aràbia Saudita i països de l’Orient Mitjà• Veneçuela• Nigèria• Angola
Plàstic
26/11/2018
6
Els minerals del l’ordinador
El silici és un semiconductor elèctric, un dels minerals més crítics de tot l'ordinador. La majoria dels xips d'ordinadors i mòbils es produeixen a partir del silici. Els fabricants utilitzen sorra molt rica en quars.
El 2017, els primers productors de silici van ser:
XinaRússiaEstats UnitsNoruega
Sílice
https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/
Els minerals del l’ordinador
Els ordinadors i mòbils utilitzen diverses Terres Rares: Europi, Ceri, neodimi, Itri i Terbi.
Imants de disc dur: Neodimi
Als ordinadors, el neodimi es troba formant un imant a l'interior del disc dur. Els imants de neodimi s'utilitzen per a molts propòsits, com ara màquines fabricades per a la indústria de la salut. El neodimi es troba en minerals diversos, els més freqüents són fosfats com la monazita.
L’Itri, terbi i europi es fan servir per a les pantalles dels ordinadors i dels mòbils.
La major part de les Terres Rares són produïdes a la Xina (81%) seguit d’Austràlia (15%).
Terres Rares
26/11/2018
7
Els minerals del l’ordinador
Quan pensem en l'or, el primer que ve a la nostraa ment és la joieria. No obstantaixò, l'or també es troba als ordinadors I mòbils. L'or es troba principalment enconnectors utilitzar per a juntar cables, per muntar microprocessadors iconnectors. L'or en ordinadors sol utilitzar‐se en aliatges amb níquel o cobalt per augmentar la durabilitat.
Els països que més minven l'or són:
• Xina• Australia• Russia• Estats Units• Canadà• Perú• Sudàfrica
Or
Joieria38%
Electrònica34%
Numismàtica22%
Altres6%
L'alumini (Al) és un metall lleuger. Tots els components informàtics estanprotegits i es troben dins d'una caixa que es construeix sobretot d'alumini, i devegades d'acer. L'alumini també s'utilitza en xips d'ordinador.
El 2017, els primers productors d'alumini van ser:Xina (54% del total)Russia (6% del total)El primer pais europeu és Noruega (2% del total)
Els minerals del l’ordinador
Alumini
26/11/2018
8
Els ordinadors portàtils necessiten molts minerals de 27 països
Matèries primeres crítiques per a la Unió Europea (European Commission, 2017)
26/11/2018
9
(Canet i Camprubí 2006)1 cm
Facilitat de substitució:
18
http://tanb.org/tantalum
Mines:
França
- Echassières
Reserves: 167 Mt menaLlei: 0.012% Ta
http://www.snipview.com/q/Tantalum_mines
Reserves a Europa
26/11/2018
10
Columbita - tantalita
(Fe,Mn)-(Ta,Nb)2O6
COLTAN: què és?
Mineral Grup Fórmula
Coumbita Columbita-tantalita FeNb2O6
Tantalita Columbita-tantalita MnTa2O6
Piroclor Piroclor (Na,Ca, U, Th, Y, REE)Nb2O6(O,OH,F)
Microlita Piroclor (Ca,Na,U, Th, Y, REE)Ta2O6(O,OH,F)
Tapiolita Tapiolita (Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6
Samarskita Samarskita (Yb,Y,U,Th,Ca,Fe, REE)(Nb,Ta,Ti)O4
Ixiolita Samarskita (Ta,Nb,Sn,Fe,Mn)4O8
Wodginita Wodginita (Ta,Nb,Sn,Mn,Fe)16O32
Euxenite Euxenite (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6
Ilmenorútil Rútil (Ti,Nb,Fe3+)O2
Strüverita Rútil (Ti,Ta,Fe3+)O2
Cassiterita Rútil SnO2
Propietats del Nb i Ta
El coltan té diverses característiques que el el fan interessant per a una àmplia gamma d'aplicacions:
Nb Ta
Radi iònic 0.070 nm (+5) 0.070 nm (+5)
Nombre atòmic 41 73
Densitat 8.4 g.cm-3 a 20°C 16.69 g.cm-3 a 20°C
Duresa Mohos 6 6.5Punt de fusió 2410 °C 3017 °C
Superconductors
Alt coeficient de capacitància
altament resistents a la corrosióQuímicament inerts
26/11/2018
11
21
Productors del Coltan
Font % en 2008 % en 2012
Concentrats primaris 60% 40%
Concentrats secundaris 10% 10%
Escòries de l’estany 10% 20%
Reciclatge de ferralla,
concentrats sintètics
Mineria artesanal
20% 30%
15-20%
83
88
1
CBMM
Catalao
Niobec
Alres
Tipus de dipòsit Grup ExemplesCarbonatites Nb Niobec, Canadà,
Placers de carbonatites NbAraxa i catalao, Brasil, Lueshe, RDC
Granits alcalins Nb, Ta Penouta, GaliciaPegmatites Ta, Nb Tanco, Canadà; Wodginia,
Australia, Placers Nb, Ta RDC, Sudamèrica
26/11/2018
12
Productors del tàntal
2002 (t) 2010 (t) 2014 (t)
Austràlia 900 80 -Brasil 340 180 98 Canadà 80 25 -Rwanda 90 100 600DRC 60 200 Monçambic 110 85 Nigèria 3 60Xina 60 Etiòpia 40 40Burundi 7 14Zimbawe 7Altres 162 43total 1530 670 1200
%
8,2
50,0
16,7
7,1
5,0
5,0
3,3
1,2
3,6
El coltan al Àfrica central
- Tala de boscs
- Contaminació
• Reducció de la biodiversitat
• Guerres
26/11/2018
14
La mina de Penouta
Anàlisis ambmicrosondaelectrònica
La mina de Penouta
Imatges ambmicroscopielectrònic
26/11/2018
15
La mina de Penouta
Imatges amb microscopi electrònic + software per quantificar (Alfonso et al., 2018)
30
Tàntal a Catalunya
0
Pegmatite bodies
Area with type I pegmatites
Area with type II pegmatites
Area with type III pegmatites
Area with type IV pegmatites
Metamorphic isogrades
Sill-KF
Sill-Mu
CordAnd-Sill-KF
Sill-KF
Sill-KF
Sill-KF
26/11/2018
16
Estructura
50
2 2
Tipus I Tipus II
Tipus III Tipus IV
BiotiteCordierite
Sillimanite, andaluciteAl-rich silicates
Ca-Fe-Mn phosphatesAlcaline phosphates
Columbite-tantaliteGreen beryl
50
2 2
Li-Al phosphates White beryl
Mineralogía
26/11/2018
17
Albitización, pegmatitas tipo III Vetas cuarzo-moscovita, pegmatitas tipo IV
(Alfonso et al, 1995)
Les pegmatites de tipus III i IV són riques en tàntal
Mineralogía
Vetas de albita
Vetas Q-Ms
Núcli de Q
Vora+Zona de paret
1a zona int.
2na zona int.
Magma+Fluido A
Gènesi
26/11/2018
18
35
Tungstè a Catalunya
W al Pallars?
Tungstè a Catalunya
5 km
5 km
A la zona hi ha dipòsits tipus skarn, formats per la interacció de roques carbonatades i un magma granodiorític, ex. El de Salau.
(Fonteilles et al., 1989)
26/11/2018
19
El dipòsit de Salau
El dipòsit de tungstè de Salau va ser descobert a principis de la dècada dels 60. La mina va operar des de 1971 fins 1986. van produir 930.000 t de mineral a una llei mitjana de l'1,5% WO3.
En el moment del tancament la llei era alta, 2,48% WO3.
https://apollominerals.com/projects/couflens-project-france/
Reseves actuals
Au: 33.90 g/tW: 5.49% WO3
Tungstè a Catalunya
Imagina una vida sense metalls i minerals. La vida que coneixem avui no serà el mateix. No tindrem transport, cases estables, gratacels, cap tecnologia i aquestallista continuaria. La vida que acabeu d'imaginar pot esdevenir una realitat moltaviat, el món s'està quedant sense els combustibles fòssils i altres minerals. No obstant, si:‐ tots treballem per reciclar i ‐ explotem de la millor manera posssibleEl futur no es presenta tan fosc.
https://www.youtube.com/watch?v=YxDKDaAnkTk
26/11/2018
20
Exercici
a) Calcular el valor de l'or, la plata i el paladi que hi ha en un aparell en funció dels preus actuals. Podeu trobar els últims preus actualitzats de metalls visitant la pàgina web http://www.infomine.com/investment/metal‐prices/El pes d'un metall preciós usualment es dóna a les unitats de Troy (1 ozt= 31.10348g).b) Calcular quantes tones de material s’han de moure durant l’explotació per a obtenir el Au, Ag i Pd necessaris. Llei mitjana del les explotacions Au=20 g/t; Ag=70 g/t; Pd= 10 g/t.
Or Plata Pal∙ladig g g
0,47 2,05 0,22
0,19 0,28 0,00
0,03 0,12 ,028
0,06 0,44 ,028
€?
€?
€?
€?
26/11/2018
21
Questionari
1. Europa té els recursos per fabricar telèfons mòbils sense utilitzar recursos minerals
d'importació?
2. L'or és important per a la conducció d'electricitat en telèfons mòbils i plaques de
circuits informàtics. Quins països són importants font d'or?
3. Quin és el mínim nº de països necessaris per obtenir els recursos minerals per fer
un mòbil? Tres: Xina, Rússia i Brasil.
4. Hi ha recursos minerals en un telèfon mòbil que es poguessin obtenir únicament
d'una font europea?