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

13

Tàntal a Europa

La mina de PenoutaPenouta

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?