Minerais e óxidos de Terras Raras

Os Elementos Terras Raras (ETR) compõem um grupo de elementos químicos da série dos lantanídeos (número atômico entre 57 a 71) começando por lantânio (La) e terminando por lutécio (Lu), acrescidos do escândio (Sc) e o ítrio (Y) que apresentam comportamentos químicos similares

• São denominados terras-raras o conjunto de dezessete elementos químicos da tabela periódica formado pelos quinze lantanídeos mais o escândio e o ítrio, que também são considerados terras-raras por ocorrerem normalmente nos mesmos depósitos minerais que os lantanídeos e exibirem propriedades químicas similares. 

O número atômico dos lantanídeos varia de 57 (lantânio) a 71 (lutécio); o número atômico do escândio é 21 e o do ítrio 39. Os lantanídeos podem ser classificados em:

• Leves (57-60): lantânio (La), cério (Ce), praseodímio (Pr) e neodímio (Nd);
• Médios (61-64): promécio (Pm), samário (Sm), európio (Eu) e gadolínio (Gd);
• Pesados (65-71): térbio (Tb), disprósio (Dy), hólmio (Ho), érbio (Er), túlio (Tm), itérbio (Yb) e lutécio (Lu).

Os terras-raras também costumam ser classificados apenas em leves e pesados. Os leves seriam os elementos do lantânio (57) ao európio (63) e os pesados do gadolínio (64) ao lutécio (71), incluindo-se o ítrio.

• Apesar de o ítrio ser mais leve que os lantanídeos, ele é normalmente incluído no grupo de pesados por causa de suas associações químicas e físicas com os elementos pesados em depósitos naturais. O escândio, por sua vez, nem sempre é classificado como terras-raras, talvez por seu menor potencial econômico.

Os terras-raras estão presentes em mais de duzentas e cinquenta substâncias minerais conhecidas. Entretanto, somente em algumas dessas substâncias ocorrem terras-raras em concentração suficiente para justificar seu aproveitamento. As principais substâncias minerais que contêm terras-raras são monazita, bastnaesita, xenotima (ou xenotímio) e argilas portadoras de terras-raras adsorvidos sob forma iônica.

• Essas argilas, exploradas apenas na China, e a xenotima são as principais fontes de terras-raras pesados. A monazita e a bastnaesita são importantes fontes de terras-raras, principalmente leves.

Grandes depósitos de bastnaesita são encontrados na China e nos Estados Unidos. No Brasil, Austrália, Índia, África do Sul, Tailândia e Sri Lanka os elementos terras-raras ocorrem em monazita e em areias com outros minerais pesados. Também é importante destacar a ocorrência no Brasil de importantes concentrações de terras-raras na monazita, encontrada tanto em depósitos do tipo placer quanto em carbonatitos e na xenotima.

• A cadeia produtiva dos terras-raras pode ser decomposta em várias etapas. Inicialmente extrai-se o minério que contém esses elementos. Após extraído, o minério é beneficiado. Em seguida, obtém-se o minério concentrado que contém terras-raras, em geral, por um processo de flotação. Depois da concentração, ocorre a separação dos diferentes óxidos de terras-raras.

Posteriormente a esse processamento primário, os óxidos são refinados e convertidos em metais que depois são combinados com outros metais para se produzirem as ligas contendo terras-raras. Essas ligas são usadas em centenas de aplicações, principalmente na área de alta tecnologia.

• Atualmente, os elementos terras-raras estão presentes em vários produtos comerciais como, por exemplo, carros; catalizadores para refino do petróleo; fósforos em telas de televisão, monitores e laptops; ímãs permanentes; baterias recarregáveis para veículos híbridos ou elétricos e diversos equipamentos médicos. 

Os ímãs permanentes contendo neodímio, gadolínio, disprósio e itérbio são usados em vários componentes elétricos e eletrônicos, e nos modernos geradores para turbinas eólicas. Na área de defesa, podem-se destacar as aplicações de terras-raras em caças, sistemas de controle de mísseis, defesa antimísseis e sistemas de comunicação e satélites.

• É importante registrar o uso dos terras-raras em dois materiais para ímãs permanentes: samário-cobalto (SmCo) e neodímio-ferro-boro (NdFeB). Os ímãs NdFeB são considerados os ímãs permanentes mais fortes do mundo, essenciais para muitos armamentos militares. Já os ímãs SmCo retêm sua resistência magnética em elevadas temperaturas e são ideais para tecnologias militares como mísseis guiados de precisão, bombas inteligentes e aeronaves.

O perfil da produção de óxidos de terras-raras passou por uma profunda transformação ao longo das últimas décadas.Conforme mostrado, houve um decréscimo da produção nos Estados Unidos e em outros países e um aumento da produção da China. Registre-se que os Estados Unidos já foram autossuficientes na produção de terras-raras, mas ao longo dos últimos anos o país tornou-se totalmente dependente de importações da China.

• Nos últimos quinze anos, o consumo de terras-raras aumentou cerca de três vezes e muitos novos produtos contendo esses elementos foram introduzidos no mercado. As atividades de pesquisa e desenvolvimento devem contribuir para a futura expansão do mercado de terras-raras, com crescimento de mercados antes marginais como, por exemplo, o de células solares e de supercondutores de alta temperatura.

Estima-se que no ano de 2011 o mercado global dos óxidos de terras-raras foi de 158 mil toneladas e que, em 2016, esse mercado deverá ser de aproximadamente 258 mil toneladas. O mercado de terras-raras pode ser dividido em seis segmentos. O mercado do segmento energia deve crescer de 27 mil toneladas métricas em 2011 para 62 mil toneladas métricas em 2016.

• Estima-se que o mercado mundial de terras-raras, em valor, tenha aumentado de US$ 1 bilhão, em 2009, para cerca de US$ 11 bilhões, em 2011 (McKinsey, 2011). Apesar desse crescimento, o mercado de terras-raras ainda é muito pequeno quando comparado com o do petróleo, de cerca de US$ 3 trilhões, e com o do minério de ferro, de cerca de US$ 2 trilhões. A demanda de terras-raras por aplicação em 2010, destacando-se os ímãs de terras-raras, que representaram 25% da demanda.

Os preços da maioria dos terras-raras caíram para seus níveis mais baixos entre 2002 e 2003 antes de começarem a subir gradualmente até 2006. A taxa de aumento acelerou-se a partir desse ano, havendo um primeiro pico em 2008 e um grande pico de preços em 2011.

• Os óxidos de praseodímio e neodímio, que são terras-raras leves, apresentaram um aumento de preço superior a 600% entre 2002 e 2008. Os terras-raras pesados tornaram-se cada vez mais importantes e os preços dos óxidos de disprósio e térbio apresentaram grandes aumentos de 2002 a 2013.

Os preços dos metais de terras-raras são mais altos que os preços de seus respectivos óxidos. É importante ressaltar as grandes diferenças entre os preços dos diversos elementos terras-raras. Em 2011 o óxido de cério, por exemplo, foi comercializado por cerca de US$ 19,58 por quilograma enquanto o óxido de európio foi comercializado por US$ 1.596,82 por quilograma.

• Os terras-raras pesados são geralmente mais caros que os leves em razão de sua menor abundância na maioria dos depósitos. Os custos de extração e os padrões de demanda também têm influência nos preços. Houve um pico de preços no ano de 2011. A partir desse ano, deu-se um recuo nas cotações dos terras-raras.

Apesar de ser possível atender à demanda de alguns óxidos de terras-raras mais leves, algumas previsões indicam a possibilidade de haver escassez de alguns óxidos de terras-raras leves e de óxidos de terras-raras mais pesados, como disprósio e térbio. É importante registrar que pode haver déficit também no suprimento de óxido de neodímio e de európio. De acordo com o DNPM (2013), em 2012, a China detinha cerca de 40,52% das reservas mundiais de terras-raras, seguida pelo Brasil (16,21%) e EUA (9,58%).

• A China manteve sua liderança da produção mundial, com mais de 87% dos óxidos de terras-raras produzidos em 2012. Em 2011, esse país foi responsável por 95% da produção mundial e, atualmente, consome mais de 67% dessa produção, seguida pelo Japão, EUA e Alemanha. Embora haja muita pesquisa sobre o assunto, ainda não foram encontrados substitutos eficientes para os diversos usos dos elementos terras-raras.

No final de 2012, o DNPM aprovou novas reservas lavráveis, em duas áreas de Araxá, com 14,20 milhões de toneladas e 7,73 milhões de toneladas de óxidos de terras-raras contidos, com teores de 3,02% e 2,35%, e em uma área em Itapirapuã Paulista, com 97,96 mil toneladas de óxidos de terras-raras contidos, com teor de 4,89%. 

• Assim, o Brasil passou a ser o segundo maior detentor mundial de reservas de elementos terras-raras, atrás apenas da China. As empresas que detêm essas reservas são: CBMM, Codemig e Vale Fertilizantes S.A. Outras reservas pertencem à Mineração Terras Raras, em processo de reavaliação; Indústrias Nucleares do Brasil e Vale S.A.

Outras reservas, ainda não aprovadas pelo DNPM, encontram-se na província mineral de Pitinga, em Presidente Figueiredo (AM), com 2 milhões de toneladas de xenotímio e teor de 1% de ítrio, e em Catalão (GO), onde a Vale é proprietária de um depósito com 32,8 milhões de toneladas de reservas lavráveis com teor médio de 8,4% de óxidos de terras-raras contidos, e teores de urânio e tório inferiores a 0,01% (Loureiro, 2011).

• É importante destacar, ainda, que no rejeito da mineração do nióbio da CBMM, em Araxá, estão concentradas quantidades importantes de terras-raras, com grande potencia de aproveitamento. A empresa já dispõe de tecnologia para obtenção de sulfato de terras-raras. 

Além disso, a MBAC Fertilizantes, com áreas de pesquisa em Araxá, está desenvolvendo estudos de viabilidade econômica para produção de terras-raras em 2016. Nesse mesmo ano, está sendo anunciada a produção de terras-raras pelas empresas Vale e CBMM. A Serra Verde Mineração, do Grupo Mining Ventures Brasil, anunciou descoberta de depósitos importantes de terras-raras em Minaçu (GO).

No cenário internacional, destacam-se a expansão da produção de Mountain Pass; a entrada em produção de Mount Weld, com a separação dos elementos terras-raras na nova refinaria de Kuantan, Malásia, a partir de 2013; a continuidade dos trabalhos de pesquisa no carbonatito gigante de Tomtor, na Rússia, em Lofdal, na Namíbia e em diversos outros locais no Canadá e nos Estados Unidos.

• Os dados e informações sobre terras-raras indicam que a posição dominante da China na mineração e concentração, na separação de minérios em óxidos, no refino de óxidos para obtenção de metais na conversão de metais em pós de ligas magnéticas e na fabricação de ímãs NdFeB não é obra do acaso. Um plano estratégico parece ter sido concebido e executado ao longo das últimas décadas. 

As atividades de pesquisa e desenvolvimento, e a política de proteção e agregação de valor parecem ser pontos importantes desse plano. A posição dominante da China tem causado uma grande dependência por parte dos países industrializados, especialmente do Japão e dos Estados Unidos.

Pesquisa e Desenvolvimento na China:

• A China realizou importantes trabalhos de pesquisa e desenvolvimento na área de terras-raras ao longo dos últimos cinquenta anos. Existem dois laboratórios estatais que se destacam nessa área: Laboratório de Aplicações e Química dos Materiais de Terras-Raras e Laboratório de Utilização de Recursos de Terras-Raras. O primeiro, afiliado à Universidade de Pequim, focou na área de técnicas de separação. O segundo é associado ao Instituto de Changchun de Química Aplicada.

Outros laboratórios na área de terras-raras incluem o Instituto Baotou de Pesquisa em Terras-Raras, que é a maior instituição de pesquisa em terras-raras do mundo e o Instituto de Pesquisa em Metais Não-Ferrosos. A visão de longo prazo e os investimentos trouxeram significativos resultados para a indústria de terras-raras da China.

• Os depósitos de minério de ferro em Bayan Obo, na Mongólia Interior, contêm grandes quantidades de elementos terras-raras que são recuperados como subproduto ou coproduto da extração desse minério. 

Dessa forma, Bayan Obo tornou-se o centro da produção e das atividades de pesquisa e desenvolvimento. Registre-se, contudo, que elementos terras-raras são produzidos em outras províncias da China, tais como: Shangdong, Jiangxi, Guangdong, Hunan, Guangxi, Fujian e Sichuan.

De 1978 a 1989, a produção anual chinesa aumentou 40%. 

• De 1996 a 2006, a produção aumentou de 26 mil para 39 mil toneladas. As exportações aumentaram muito na década de 1990, provocando uma queda nos preços. Em 2007, a China tinha 130 fabricantes de ímãs NdFeB, com uma capacidade total de 80 mil toneladas (Humphries, 2011). A indústria de terras-raras é fundamental para o pico de demanda doméstica de produtos eletrônicos como telefones, celulares, laptops e tecnologias de energia limpa. 

De acordo com Hurst (2010), a capacidade de geração eólica da China deve aumentar de 12 gigawatts, em 2009, para 100 gigawatts, em 2020. Nesse cenário, os ímãs NdFeB são essenciais. Cerca de 75% da produção de ímãs permanentes está concentrada na China.

A grande produção permite à China manter preços baixos para as ETR em seus produtos, ao mesmo tempo em que desestimula a produção e a pesquisa pelos demais países.

Política de Proteção na China:

• Com o objetivo de proteger seus recursos de terras-raras e promover o desenvolvimento dessa indústria na China, a Comissão de Planejamento do Desenvolvimento desse país emitiu um documento intitulado Interim Provisions on the Administration of Foreign- -Funded Rare Earth Industry, que entrou em vigor em 1º de agosto de 2002.

Esse documento dispõe que é proibido o estabelecimento de empresas para mineração de terras-raras na China por investidores estrangeiros. Nas etapas de separação e fundição, permite-se a atuação dessas empresas somente por meio de joint ventures de participação ou de cooperação.

• Os investidores estrangeiros são estimulados a investir em três setores da indústria de terras-raras: processamento intensivo, novos materiais e produtos aplicados.

Política de Agregação de valor: 

E de exportação na China:

• De acordo com Hurst (2010), a China quer expandir e integrar totalmente sua indústria de terras-raras, priorizando as exportações de materiais e produtos com valor agregado.

O objetivo da China é construir uma indústria doméstica e atrair investidores estrangeiros para construir fábricas no país. Assim, as empresas terão acesso aos terras-raras e a outras matérias-primas, metais e ligas, além de terem posição privilegiada em relação ao emergente mercado chinês.

• O Ministério da Terra e Recursos Naturais da China é responsável pelos planos de produção de terras-raras. Isso inclui o estabelecimento anual de cotas de produção e exportação. Registre-se que, em 2012, a cota de exportação foi de 30,99 milhões de toneladas métricas

A produção chinesa tem sido maior que as cotas estabelecidas pelo governo. Isso ocorre por causa da mineração ilegal, particularmente das argilas portadoras de terras-raras adsorvidos sob forma iônica, encontradas no sul da China. A cota de produção para 2011 foi de 93,80 mil toneladas métricas, o que representa um aumento de 5% em relação ao ano de 2010.

• Além das cotas de produção, a China também estabeleceu cotas de exportação de terras-raras, definidas anualmente em duas fases e em cotas específicas para produtores e comercializadores domésticos e para joint ventures, que exportam sob regime de licença (Tse, 2011). Essas cotas são alocadas para cada empresa.

As cotas totais de exportação têm caído continuamente desde 2006, quando eram 61,56 mil toneladas métricas. Em 2010, a cota de exportação foi de 30,26 mil toneladas. Esse declínio ocorre, principalmente, em razão do aumento da demanda interna.

• Apesar de a cota de exportação de 2011 de 30,25 mil toneladas parecer igual à de 2010, não se deve fazer uma comparação direta, pois pela primeira vez foram incluídas ligas de ferro-liga na cota de 2011. Segundo Burton (2011), isso representou uma redução de 20% na quantidade de metais e óxidos de terras-raras exportados.

A China também impôs tarifas de exportação sobre os terras-raras. Neodímio, ítrio, európio, térbio e escândio têm uma tarifa de exportação de 25%, enquanto os outros terras-raras estão sujeitos a uma tarifa de 15%. A tarifa de exportação sobre ligas de neodímio e ligas de disprósio é de 20% (Global Trade Alert, 2011).

• Também é importante ressaltar, que, em 2007, a China retirou os créditos do imposto de valor agregado de 16% sobre as exportações de terras-raras “não desenvolvidos”, enquanto manteve os créditos para exportações de produtos de maior valor agregado, como ímãs e fósforos. 

A Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico – OCDE estima que, na compra de matérias-primas de terras-raras, essa decisão, combinada com as tarifas de exportação, resultou no pagamento pelos fabricantes de ímãs fora da China 31% maior que o doméstico (Korinek e Kim, 2010). 

• Esse diferencial de preço estimula os fabricantes a se mudarem para a China e para outros países que também apoiem o desenvolvimento de cadeias produtivas em seus territórios.

Dependência Internacional: 

Do Japão, Estados Unidos e União Europeia em relação à China

• O Japão é grande importador de terras-raras da China. Suas importações representaram 56% das exportações chinesas no ano de 2011. As importações dos Estados Unidos representam 14% das exportações de terras-raras da China (Library of the European Parliament, 2013). 

O valor das importações de terras-raras da China pelos Estados Unidos subiu de US$ 42 milhões, em 2005, para US$ 129 milhões, em 2010, o que representou um aumento de 207,1% (Humphries, 2011). Nesse mesmo período, a quantidade importada caiu de 24,2 mil toneladas métricas para 13,9 mil toneladas métricas, o que representou uma redução de 42,6%.

• O governo japonês e o setor privado têm expressado preocupações com os controles das exportações que a China tem imposto em ferro-ligas que contêm disprósio e outros terras-raras pesados e com as cotas de mineração para a região sul, onde a maior parte dos terras-raras pesados são extraídos. Várias reuniões foram realizadas entre representantes dos dois países para discutir a questão (Humphries, 2011).

O acesso do Japão e Estados Unidos, e de outros países de alta tecnologia, aos terras-raras é vital para seus parques industriais, que produzem grande variedade de peças e produtos finais com a presença desses elementos.

• Nesse contexto, em março de 2012, Estados Unidos, Japão e União Europeia – UE apresentaram junto à Organização Mundial do Comércio – OMC uma queixa contra as restrições impostas pela China à exportação de terras-raras. A UE requereu um processo de arbitragem, informou o comissário europeu do comércio.

Minério de ferro:

• O ferro é um dos elementos mais abundantes na Terra. Do ponto de vista econômico, é o mais importante dos recursos minerais encontrados na crosta terrestre, pois é utilizado como insumo básico na siderurgia, setor industrial responsável pela produção da liga metálica mais usada pela humanidade, que é o aço.

De acordo com o DNPM (2013), as reservas mundiais de minério de ferro são da ordem de 170 bilhões de toneladas. As reservas lavráveis brasileiras, com um teor médio de 50,3% de ferro, representam 11,7% das reservas mundiais. Os principais estados brasileiros detentores de reservas de minério de ferro são:

• Minas Gerais (70% das reservas e teor médio de 46,9%), 
• Mato Grosso do Sul (15,3% e teor médio de 55,4%) e 
• Pará (13,1% e teor médio de 64,8%). 

A produção mundial de minério de ferro em 2012 foi estimada em 3 bilhões de toneladas, com aumento de 2% em relação ao ano de 2011. Em 2012, a produção brasileira representou 11,4% da produção mundial.

O minério de Ferro no Brasil:

• A produção brasileira de minério de ferro em 2012 atingiu 400,8 milhões de toneladas, com um teor médio de 64,4% de ferro. 

O valor da produção somou R$ 55,4 bilhões, diminuindo 14,4% em comparação com o ano anterior, refletindo a queda dos preços de minério de ferro no mercado internacional. Por estado, a produção ficou assim distribuída: Minas Gerais (69,2%), Pará (26,8%), Mato Grosso do Sul (2,2%) e Amapá (1,7%).

• O pequeno aumento da produção de 0,7%, em relação a 2011, se deveu às fortes chuvas que atingiram a região Sudeste no primeiro trimestre, dificultando as atividades de mineração e logística e também às paradas para manutenção em algumas usinas da Vale S.A. As principais empresas produtoras foram: Vale, Samarco Mineração S.A., Companhia Siderúrgica Nacional, Nacional de Minérios S.A., Mineração Usiminas e Anglo Ferrous Amapá Mineração.

Essas seis empresas foram responsáveis por 88,8% da produção nacional. Por tipo de produto a produção se dividiu em: granulados (10,5%) e finos (89,5%), esses distribuídos em sinterfeed (61,7%) e pelletfeed (27,8%). 

• A pelotização absorveu 56,7% da produção de minério do tipo pelletfeed. As empresas produtoras de pelotas no Brasil são a Vale, que opera o complexo de usinas de pelotização instalado no Porto de Tubarão, e a Samarco, que opera três usinas. Está em construção uma quarta usina, com capacidade de produção de 8 milhões de toneladas por ano.

Em 2012, a produção brasileira de pelotas diminuiu 5,4% em relação a 2011, totalizando 59,1 milhões de toneladas. A queda na produção foi provocada pelo baixo crescimento da indústria siderúrgica mundial, que obrigou a Vale a paralisar temporariamente algumas de suas usinas.

• Em 2012 as exportações brasileiras de minério de ferro e pelotas somaram 326,5 milhões de toneladas, com um valor FOB de US$ 31 bilhões. Em relação ao ano anterior houve um decréscimo de 1,3% na quantidade e de 25,9% no valor. Foram exportados 275,4 milhões de toneladas de minério, com um valor FOB de US$ 23,8 bilhões, e 51,1 milhões de toneladas de pelotas, com um valor FOB de US$ 7,2 bilhões.

Os principais países de destino das exportações brasileiras foram: China (50%), Japão (11%), Alemanha (4%), Coreia do Sul e Países Baixos (4% cada). 

• Os preços médios FOB de exportação foram de US$ 86,46 por tonelada de minério e US$ 104,42 por tonelada de pelotas. Houve uma redução de 25,4% e 21%, respectivamente, em relação ao ano de 2011, atingindo os valores mais baixos desde 2009.

A queda nos preços foi provocada pela redução da taxa de crescimento da China, causada por medidas de política monetária para diminuir a inflação, além da reestruturação do setor siderúrgico, visando reduzir o excesso de capacidade instalada, e do setor da construção civil, para evitar uma bolha imobiliária.

• A China deve continuar sendo o principal destino das exportações brasileiras de minério de ferro. As previsões são de que a economia chinesa cresça a uma taxa média de 8% nos próximos anos e que o país precise importar cerca de 700 milhões de toneladas de minério de ferro por ano.

Minerais e óxidos de terras-raras