عنصر نادر من الأرض

العناصر الأرضية النادرة ( REE )، والتي تسمى أيضًا المعادن الأرضية النادرة أو الأتربة النادرة ، وأحيانًا اللانثانيدات أو اللانثانيدات (على الرغم من أن سكانديوم وإيتريوم ، اللذان لا ينتميان إلى هذه السلسلة، يتم تضمينهما عادةً كأتربة نادرة)، ^{[1] هي مجموعة من 17} معدنًا ثقيلًا ناعمًا فضي اللون لامعًا لا يمكن تمييزه تقريبًا . المركبات التي تحتوي على أتربة نادرة لها تطبيقات متنوعة في المكونات الكهربائية والإلكترونية، والليزر، والزجاج، والمواد المغناطيسية، والعمليات الصناعية.

يُعتبر السكانديوم والإتريوم من العناصر الأرضية النادرة لأنهما يميلان إلى التواجد في نفس رواسب الخام مثل اللانثانيدات ويظهران خصائص كيميائية مماثلة، لكنهما يمتلكان خصائص كهربائية ومغناطيسية مختلفة . ^{[2] [3]} مصطلح "العناصر الأرضية النادرة" هو تسمية خاطئة لأنها ليست نادرة بالفعل، على الرغم من أن عزل هذه العناصر استغرق تاريخيًا وقتًا طويلاً. ^{[4] [5]}

تتلطخ هذه المعادن ببطء في الهواء عند درجة حرارة الغرفة وتتفاعل ببطء مع الماء البارد لتكوين هيدروكسيدات، مما يؤدي إلى تحرير الهيدروجين. تتفاعل مع البخار لتكوين أكاسيد وتشتعل تلقائيًا عند درجة حرارة 400 درجة مئوية (752 درجة فهرنهايت). ليس لهذه العناصر ومركباتها وظيفة بيولوجية أخرى غير العديد من الإنزيمات المتخصصة، مثل نازعات هيدروجين الميثانول المعتمدة على اللانثانيدات في البكتيريا. ^[6] المركبات القابلة للذوبان في الماء سامة بدرجة خفيفة إلى متوسطة، لكن المركبات غير القابلة للذوبان ليست كذلك. ^[7] جميع نظائر البروميثيوم مشعة، ولا توجد بشكل طبيعي في قشرة الأرض، باستثناء كمية ضئيلة تولدها الانشطار التلقائي لليورانيوم 238. غالبًا ما توجد في المعادن مع الثوريوم ، وأقل شيوعًا اليورانيوم .

على الرغم من أن العناصر الأرضية النادرة وفيرة نسبيًا من الناحية الفنية في قشرة الأرض بأكملها ( يعتبر السيريوم العنصر الخامس والعشرين الأكثر وفرة بنسبة 68 جزءًا في المليون، أي أكثر وفرة من النحاس )، إلا أنه في الممارسة العملية يتم توزيعها بشكل رقيق عبر الشوائب النزرة، وبالتالي فإن الحصول على العناصر الأرضية النادرة بنقاء قابل للاستخدام يتطلب معالجة كميات هائلة من الخام الخام بتكلفة كبيرة، ومن هنا جاء اسم "العناصر الأرضية النادرة".

بسبب خصائصها الجيوكيميائية ، عادة ما تكون العناصر الأرضية النادرة مشتتة ولا توجد غالبًا مركزة في المعادن الأرضية النادرة . وبالتالي، فإن رواسب الخام القابلة للاستغلال اقتصاديًا نادرة. ^[8] كان أول معدن نادر تم اكتشافه (1787) هو الغادولينيت ، وهو معدن أسود يتكون من السيريوم والإتريوم والحديد والسيليكون وعناصر أخرى. تم استخراج هذا المعدن من منجم في قرية إيتربي في السويد ؛ تحمل أربعة من العناصر الأرضية النادرة أسماء مستمدة من هذا الموقع الفردي.

يوجد هنا جدول يسرد العناصر الأرضية النادرة السبعة عشر وعددها الذري ورمزها وأصل أسمائها واستخداماتها الرئيسية (انظر أيضًا تطبيقات اللانثانيدات ). تم تسمية بعض العناصر الأرضية النادرة على اسم العلماء الذين اكتشفوها أو أوضحوا خصائصها الأولية، وتم تسمية بعضها على اسم المواقع الجغرافية التي تم اكتشافها فيها.

نظرة عامة على خصائص المعادن النادرة

ز	رمز	اسم	علم أصول الكلمات	التطبيقات المختارة	الوفرة [9] [10] (جزء في المليون [أ] )
21	س	سكانديوم	من الدول الاسكندنافية اللاتينية ( الدول الاسكندنافية ).	سبائك الألومنيوم والإسكانديوم الخفيفة المستخدمة في مكونات الطائرات، كمادة مضافة في مصابيح هاليد المعدن ومصابيح بخار الزئبق ، [11] عامل تتبع مشع في مصافي النفط	0 22
39	ي	الإيتريوم	بعد قرية إيتربي، السويد ، حيث تم اكتشاف خام المعادن النادرة لأول مرة.	ليزر اليتريوم والألمنيوم والجارنيت (YAG)، وفانادات اليتريوم (YVO 4 ) كمضيف لليوروبيوم في الفوسفور الأحمر التلفزيوني، والموصلات الفائقة عالية الحرارة YBCO ، وزركونيا المستقرة بالإتريوم (YSZ) (تستخدم في تيجان الأسنان ؛ كمادة مقاومة للحرارة - في السبائك المعدنية المستخدمة في المحركات النفاثة وطلاءات المحركات والتوربينات الغازية الصناعية؛ والسيراميك الكهربائي - لقياس الأكسجين ودرجة حموضة محاليل الماء الساخن، أي في خلايا الوقود؛ والإلكتروليت الخزفي - المستخدم في خلية وقود الأكسيد الصلب ؛ والمجوهرات - لصلابتها وخصائصها البصرية؛ والسيراميك والأسمنت عالي الحرارة الذي تصنعه بنفسك على أساس الماء)، ومرشحات الميكروويف من اليتريوم والجارنيت الحديدي (YIG) ، [11] المصابيح الموفرة للطاقة (جزء من طلاء الفوسفور الأبيض ثلاثي الفوسفور في الأنابيب الفلورية، ومصابيح CFL وCCFL، وطلاء الفوسفور الأصفر في مصابيح LED البيضاء)، [12] شمعات الإشعال ، أغطية الغاز، مادة مضافة إلى الفولاذ والألمنيوم وسبائك المغنيسيوم، علاجات السرطان ، عدسات الكاميرات والتلسكوبات الانكسارية (بسبب معامل الانكسار العالي والتمدد الحراري المنخفض للغاية)، كاثودات البطاريات (LYP)	0 33
57	لا	اللانثانوم	من الكلمة اليونانية "lanthanein" والتي تعني أن يكون مخفيًا .	زجاج عالي الانكسار ومقاوم للقلويات، حجر الصوان، تخزين الهيدروجين، أقطاب البطارية، عدسات الكاميرا والتلسكوب الانكساري ، محفز التكسير التحفيزي السائل لمصافي النفط	0 39
58	سي	السيريوم	بعد الكوكب القزم سيريس ، والذي سمي على اسم إلهة الزراعة الرومانية .	عامل مؤكسد كيميائي ، مسحوق تلميع، ألوان صفراء في الزجاج والسيراميك، محفز للأفران ذاتية التنظيف ، محفز تكسير السوائل لمصافي النفط، أحجار الصوان الفيروسيريوم للولاعات، طلاءات قوية كارهة للماء بطبيعتها لشفرات التوربينات [13]	0 66.5
59	العلاقات العامة	براسيوديميوم	من الكلمة اليونانية "prasios" وتعني الأخضر الكراثي ، و"didymos" وتعني التوأم .	مغناطيسات من معادن نادرة ، ليزر ، مادة أساسية لإضاءة قوس الكربون ، مادة ملونة في النظارات والمينا ، مادة مضافة في زجاج الديديميوم المستخدم في نظارات اللحام ، [11] منتجات حديد النار (الصوان)، مكبرات الألياف الضوئية أحادية الوضع (كمُشَوِّب للزجاج الفلوري )	00 9.2
60	اختصار الثاني	نيوديميوم	من الكلمة اليونانية "neos" وتعني جديد ، و"didymos" وتعني توأم .	مغناطيسات العناصر الأرضية النادرة ، الليزر ، الألوان البنفسجية في الزجاج والسيراميك، زجاج الديديميوم ، المكثفات الخزفية ، المحركات الكهربائية في السيارات الكهربائية	0 41.5
61	مساءً	بروميثيوم	بعد تيتان بروميثيوس ، الذي جلب النار إلى البشر.	البطاريات النووية والطلاء المضيء	01 × 10 −15 [14] [ب]
62	سم	الساماريوم	بعد مسؤول المنجم فاسيلي سامارسكي بيخوفيتس .	المغناطيسات الأرضية النادرة ، الليزر ، التقاط النيوترونات ، الميزرات ، قضبان التحكم في المفاعلات النووية	00 7.05
63	انا	اليوروبيوم	بعد قارة أوروبا .	الفوسفور الأحمر والأزرق ، الليزر ، مصابيح بخار الزئبق ، المصابيح الفلورية ، عامل استرخاء الرنين المغناطيسي النووي	00 2
64	جيد	الغادولينيوم	بعد يوهان جادولين (1760-1852)، تكريمًا لأبحاثه حول المعادن النادرة.	الزجاج أو العقيق ذو معامل الانكسار العالي ، الليزر ، أنابيب الأشعة السينية ، ذواكر الفقاعات الحاسوبية ، التقاط النيوترونات ، عامل التباين في التصوير بالرنين المغناطيسي ، عامل استرخاء الرنين المغناطيسي النووي ، مادة مضافة من سبائك الفولاذ والكروم، التبريد المغناطيسي (باستخدام تأثير مغناطيسي حراري كبير )، كاشفات وميض التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، ركيزة للأفلام المغناطيسية البصرية، الموصلات الفائقة عالية الأداء ودرجات الحرارة العالية ، المنحل بالكهرباء الخزفي المستخدم في خلايا وقود الأكسيد الصلب ، كاشفات الأكسجين ، ربما في التحويل التحفيزي لأبخرة السيارات.	00 6.2
65	السل	التربيوم	نسبة إلى قرية يتربي بالسويد .	مادة مضافة في المغناطيسات القائمة على النيوديميوم ، والفوسفور الأخضر ، والليزر ، والمصابيح الفلورية (كجزء من طلاء الفوسفور الأبيض ثلاثي النطاق)، والسبائك المغناطيسية مثل تيرفينول-د ، وأنظمة السونار البحرية ، ومثبت خلايا الوقود	00 1.2
66	دي	الديسبروسيوم	من الكلمة اليونانية "dysprositos" والتي تعني من الصعب الحصول عليها .	مادة مضافة في المغناطيسات القائمة على النيوديميوم ، والليزر ، والسبائك المغناطيسية الانقباضية مثل تيرفينول-د ، ومحركات الأقراص الصلبة	00 5.2
67	هو	هولميوم	بعد ستوكهولم (باللاتينية، "هولميا")، المدينة الأصلية لأحد مكتشفيها.	الليزر ، معايير معايرة الطول الموجي لأجهزة قياس الطيف الضوئي ، المغناطيس	00 1.3
68	ار	الإربيوم	نسبة إلى قرية يتربي في السويد.	الليزر تحت الأحمر ، الفولاذ الفاناديوم ، تكنولوجيا الألياف البصرية	00 3.5
69	تم	الثوليوم	بعد أرض ثولي الشمالية الأسطورية .	أجهزة الأشعة السينية المحمولة ، ومصابيح الهاليد المعدنية ، وأجهزة الليزر	00 0.52
70	ي ب	الإيتربيوم	نسبة إلى قرية يتربي في السويد.	أشعة الليزر تحت الحمراء ، عامل الاختزال الكيميائي ، الشعلات الوهمية ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، مقاييس الانفعال ، الطب النووي ، مراقبة الزلازل	00 3.2
71	لو	اللوتيتيوم	بعد لوتيتيا ، المدينة التي أصبحت فيما بعد باريس .	التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني – أجهزة الكشف عن المسح الضوئي بالإصدار البوزيتروني، الزجاج عالي معامل الانكسار، مضيفات تانتالات اللوتيتيوم للفوسفور، المحفز المستخدم في المصافي ، مصباح LED	00 0.8

الوسيلة التي تساعدك على تذكر أسماء عناصر الصف السادس بالترتيب هي "في الآونة الأخيرة، لم تنتج حفلات الكليات أبدًا فتيات أوروبيات مثيرات يشربن بكثرة حتى لو كنت تبدو كذلك". ^[15]

تم اكتشاف العناصر الأرضية النادرة بشكل أساسي كمكونات للمعادن. تم العثور على الإيتربيوم في "الإيتربيت" (الذي أعيدت تسميته إلى الغادولينيت في عام 1800) الذي اكتشفه الملازم كارل أكسل أرينيوس في عام 1787 في محجر في قرية يتربي بالسويد ^[16] ووصف بأنه "نادر" لأنه لم يُشاهد من قبل. ^[17] وصل "الإيتربيت" الذي اكتشفه أرينيوس إلى يوهان جادولين ، أستاذ الأكاديمية الملكية في توركو ، وأسفر تحليله عن أكسيد غير معروف ("الأرض" في المصطلح الجيولوجي في ذلك اليوم ^[17] )، والذي أطلق عليه اسم يتريا . عزل أندرس جوستاف إيكيبيرج البريليوم من الغادولينيت لكنه فشل في التعرف على عناصر أخرى في الخام. بعد هذا الاكتشاف في عام 1794، أعاد يونس جاكوب بيرزيليوس وويلهلم هيسينجر فحص معدن من باستناس بالقرب من ريدارهيتان بالسويد، والذي كان يُعتقد أنه معدن حديد - تنجستن . وفي عام 1803، حصلوا على أكسيد أبيض وأطلقوا عليه اسم سيريا . واكتشف مارتن هاينريش كلابروث بشكل مستقل نفس الأكسيد وأطلق عليه اسم أوكرويا . واستغرق الأمر 30 عامًا أخرى حتى حدد الباحثون وجود عناصر أخرى في خامي السيريا والإيتريا (كان تشابه الخواص الكيميائية للمعادن النادرة الأرضية يجعل فصلها صعبًا).

في عام 1839، قام كارل جوستاف موساندر ، أحد مساعدي بيرزيليوس، بفصل السيريوم عن طريق تسخين النترات وإذابة الناتج في حمض النيتريك . وأطلق على أكسيد الملح القابل للذوبان اسم اللانثانا . واستغرق الأمر منه ثلاث سنوات أخرى لفصل اللانثانا إلى ديديميا ولانثانا نقية. ورغم عدم إمكانية فصل الديديميا بشكل أكبر باستخدام تقنيات موساندر، إلا أنها كانت في الواقع عبارة عن خليط من الأكاسيد.

في عام 1842، قام موساندر أيضًا بفصل الإيتريا إلى ثلاثة أكاسيد: الإيتريا النقية، والتربيا، والإربيا (كل الأسماء مشتقة من اسم المدينة "ييتربي"). أطلق على الأملاح التي تنتجها الأرض الوردية اسم التربيوم ؛ وأطلق على الأملاح التي تنتج بيروكسيد أصفر اسم الإربيوم .

في عام 1842 وصل عدد العناصر الأرضية النادرة المعروفة إلى ستة وهي: الإتريوم، والسيريوم، واللانثانوم، والديديميوم، والإربيوم، والتربيوم.

حاول نيلز يوهان برلين ومارك ديلافونتين أيضًا فصل الإيتريا الخام ووجدوا نفس المواد التي حصل عليها موساندر، لكن برلين أطلق (1860) على المادة التي تعطي الأملاح الوردية اسم الإربيوم، وأطلق ديلافونتين على المادة ذات البيروكسيد الأصفر اسم التربيوم. أدى هذا الارتباك إلى العديد من الادعاءات الكاذبة بوجود عناصر جديدة، مثل الموساندريوم لجيه لورانس سميث، أو الفليبيوم والديسيبيوم لديلافونتين . ونظرًا لصعوبة فصل المعادن ( وتحديد اكتمال الفصل )، فقد بلغ العدد الإجمالي للاكتشافات الكاذبة العشرات، ^{[18] [19]} مع وضع البعض العدد الإجمالي للاكتشافات بأكثر من مائة. ^[20]

لم تكن هناك اكتشافات أخرى لمدة 30 عامًا، وتم إدراج عنصر الديديميوم في الجدول الدوري للعناصر بكتلة جزيئية تبلغ 138. في عام 1879، استخدم ديلافونتين العملية الفيزيائية الجديدة للتحليل الطيفي الضوئي باللهب ووجد العديد من الخطوط الطيفية الجديدة في الديديميوم. في عام 1879 أيضًا، عزل بول إميل ليكوك دي بوابودران عنصر الساماريوم الجديد من معدن السامارسكيت .

تم فصل تربة الساماريا بشكل أكبر بواسطة لوكوك دي بواسبودران في عام 1886، وتم الحصول على نتيجة مماثلة بواسطة جان تشارلز جاليسار دي ماريجناك عن طريق العزل المباشر من السامارسكيت. لقد أطلقوا على عنصر الغادولينيوم اسم يوهان جادولين ، وتم تسمية أكسيده " الجادولينيا ".

أسفرت التحليلات الطيفية الإضافية التي أجراها ويليام كروكس وليكوك دي بواسبودران ويوجين أناتول ديمارساي بين عامي 1886 و1901 للساماريا والإيتريا والسامارسكايت عن عدة خطوط طيفية جديدة أشارت إلى وجود عنصر غير معروف. ثم أسفرت عملية التبلور الكسري للأكاسيد عن اليوروبيوم في عام 1901.

في عام 1839 أصبح المصدر الثالث للعناصر النادرة متاحًا. هذا معدن مشابه للغادولينيت يسمى يورانوتانتالوم (يُسمى الآن " سامارسكايت ") وهو أكسيد خليط من عناصر مثل الإتريوم والإيتربيوم والحديد واليورانيوم والثوريوم والكالسيوم والنيوبيوم والتنتالوم. تم توثيق هذا المعدن من مياس في جبال الأورال الجنوبية بواسطة جوستاف روز . اقترح الكيميائي الروسي ر. هارمان أن عنصرًا جديدًا أطلق عليه " الإلمنيوم " يجب أن يكون موجودًا في هذا المعدن، ولكن في وقت لاحق، وجد كريستيان فيلهلم بلومستراند وجاليسارد دي ماريجناك وهينريش روز التنتالوم والنيوبيوم ( الكولومبيوم ) فقط فيه.

كان العدد الدقيق للعناصر الأرضية النادرة الموجودة غير واضح إلى حد كبير، وقد تم تقدير العدد الأقصى بـ 25. وقد أتاح استخدام أطياف الأشعة السينية (التي تم الحصول عليها عن طريق علم البلورات بالأشعة السينية ) بواسطة هنري جوين جيفريز موزلي تحديد الأرقام الذرية للعناصر. وجد موزلي أن العدد الدقيق لللانثانيدات يجب أن يكون 15، لكن العنصر 61 لم يتم اكتشافه بعد. (هذا هو البروميثيوم، وهو عنصر مشع يتمتع نظيرته الأكثر استقرارًا بنصف عمر يبلغ 18 عامًا فقط.)

وباستخدام هذه الحقائق حول الأعداد الذرية من علم البلورات بالأشعة السينية، أظهر موزلي أيضًا أن الهافنيوم (العنصر 72) لن يكون عنصرًا نادرًا من عناصر الأرض. قُتل موزلي في الحرب العالمية الأولى عام 1915، قبل سنوات من اكتشاف الهافنيوم. وبالتالي، فإن ادعاء جورج أوربان بأنه اكتشف العنصر 72 كان غير صحيح. الهافنيوم هو عنصر يقع في الجدول الدوري مباشرة أسفل الزركونيوم ، وللهافنيوم والزركونيوم خصائص كيميائية وفيزيائية متشابهة جدًا.

خلال أربعينيات القرن العشرين، طوَّر فرانك سبيدنج وآخرون في الولايات المتحدة (أثناء مشروع مانهاتن ) إجراءات التبادل الأيوني الكيميائي لفصل وتنقية العناصر الأرضية النادرة. وقد طُبِّقت هذه الطريقة لأول مرة على الأكتينيدات لفصل البلوتونيوم 239 والنبتونيوم عن اليورانيوم والثوريوم والأكتينيوم والأكتينيدات الأخرى في المواد المنتجة في المفاعلات النووية . وكان البلوتونيوم 239 مرغوبًا فيه للغاية لأنه مادة انشطارية .

_{المصادر الرئيسية للعناصر الأرضية النادرة} هي معادن الباستنايت ( RCO3F ، حيث R هو خليط من العناصر الأرضية النادرة)، والمونازيت (XPO4، حيث X هو خليط من العناصر الأرضية النادرة وأحيانًا الثوريوم)، واللوباريت ((Ce,Na,Ca)(Ti,Nb)O3)، والطين اللاتريتي الممتص للأيونات. وعلى الرغم من وفرتها النسبية العالية، فإن المعادن الأرضية _{النادرة} يصعب استخراجها واستخراجها أكثر من المصادر المكافئة للمعادن _{الانتقالية} ( ويرجع ذلك جزئيًا إلى خصائصها الكيميائية المتشابهة )، مما يجعل العناصر الأرضية النادرة باهظة الثمن نسبيًا. وكان استخدامها الصناعي محدودًا للغاية حتى تم تطوير تقنيات الفصل الفعالة، مثل التبادل الأيوني ، والتبلور الكسري، واستخراج السائل-السائل خلال أواخر الخمسينيات وأوائل الستينيات. ^[21]

تحتوي بعض تركيزات الإلمنيت على كميات صغيرة من السكانديوم وعناصر أرضية نادرة أخرى، والتي يمكن تحليلها باستخدام الأشعة السينية الفلورية (XRF). ^[22]

قبل الوقت الذي أصبحت فيه طرق تبادل الأيونات والإيلوشن متاحة، كان فصل العناصر الأرضية النادرة يتم في المقام الأول عن طريق الترسيب المتكرر أو التبلور . في تلك الأيام، كان الفصل الأول إلى مجموعتين رئيسيتين، عناصر السيريوم الأرضية (اللانثانوم والسيريوم والبراسيوديميوم والنيوديميوم والساماريوم) وعناصر الإتريوم الأرضية (السكانديوم والإتريوم والديسبروسيوم والهولميوم والإربيوم والثوليوم والإيتربيوم واللوتيتيوم). كان اليوروبيوم والغادولينيوم والتربيوم يُعتبران إما مجموعة منفصلة من العناصر الأرضية النادرة (مجموعة التربيوم)، أو تم تضمين اليوروبيوم في مجموعة السيريوم، وتم تضمين الغادولينيوم والتربيوم في مجموعة الإتريوم. في الحالة الأخيرة، تنقسم عناصر الكتلة f إلى نصفين: النصف الأول (La-Eu) يشكل مجموعة السيريوم، والنصف الثاني (Gd-Yb) مع المجموعة 3 (Sc، Y، Lu) يشكلان مجموعة الإتريوم. ^[23] نشأ سبب هذا الانقسام من الاختلاف في قابلية ذوبان كبريتات العناصر الأرضية النادرة المزدوجة مع الصوديوم والبوتاسيوم. كبريتات الصوديوم المزدوجة لمجموعة السيريوم ضعيفة الذوبان، وتلك الخاصة بمجموعة التربيوم قابلة للذوبان قليلاً، وتلك الخاصة بمجموعة الإتريوم قابلة للذوبان بشدة. ^[24] في بعض الأحيان، تنقسم مجموعة الإتريوم إلى مجموعة الإربيوم (الديسبروسيوم والهولميوم والإربيوم والثوليوم) ومجموعة الإتريوم (الإتريوم واللوتيتيوم)، ولكن اليوم يكون التجمع الرئيسي بين مجموعتي السيريوم والإتريوم. ^[25] اليوم، يتم تصنيف العناصر الأرضية النادرة على أنها عناصر أرضية نادرة خفيفة أو ثقيلة، وليس في مجموعات السيريوم والإتريوم.

تصنيف العناصر الأرضية النادرة غير متسق بين المؤلفين. ^[26] يتم التمييز الأكثر شيوعًا بين العناصر الأرضية النادرة من خلال الأرقام الذرية ؛ يُشار إلى تلك ذات الأرقام الذرية المنخفضة باسم العناصر الأرضية النادرة الخفيفة (LREE)، وتلك ذات الأرقام الذرية العالية هي العناصر الأرضية النادرة الثقيلة (HREE)، وتلك التي تقع بينهما يشار إليها عادةً باسم العناصر الأرضية النادرة المتوسطة (MREE). ^[27] بشكل عام، يتم تصنيف العناصر الأرضية النادرة ذات الأرقام الذرية من 57 إلى 61 (اللانثانوم إلى البروميثيوم) على أنها خفيفة، ويتم تصنيف تلك ذات الأرقام الذرية 62 وما فوق على أنها عناصر أرضية نادرة ثقيلة. ^[28] يؤدي زيادة الأرقام الذرية بين العناصر الأرضية النادرة الخفيفة والثقيلة وانخفاض الأقطار الذرية في جميع أنحاء السلسلة إلى اختلافات كيميائية. ^[28] يُعفى اليوروبيوم من هذا التصنيف لأنه يحتوي على حالتين تكافؤ: Eu ²⁺ و Eu ³⁺ . ^[28] يتم تصنيف الإتريوم كعنصر أرضي نادر ثقيل بسبب التشابه الكيميائي. ^[29] يتم وضع الفاصل بين المجموعتين أحيانًا في مكان آخر، مثل بين العنصرين 63 (اليوروبيوم) و64 (الجادولينيوم). ^[30] تتداخل الكثافات المعدنية الفعلية لهاتين المجموعتين، حيث تتراوح كثافة المجموعة "الخفيفة" من 6.145 (اللانثانوم) إلى 7.26 (البروميثيوم) أو 7.52 (الساماريوم) جرام/سم مكعب، والمجموعة "الثقيلة" من 6.965 (الإيتربيوم) إلى 9.32 (الثوليوم)، بالإضافة إلى تضمين الإتريوم عند 4.47. تبلغ كثافة اليوروبيوم 5.24.

العناصر الأرضية النادرة، باستثناء السكانديوم ، أثقل من الحديد وبالتالي يتم إنتاجها عن طريق التخليق النووي للمستعرات العظمى أو عن طريق عملية s في النجوم العملاقة الفرعية المقاربة . في الطبيعة، ينتج الانشطار التلقائي لليورانيوم 238 كميات ضئيلة من البروميثيوم المشع ، ولكن يتم إنتاج معظم البروميثيوم صناعيًا في المفاعلات النووية.

بسبب تشابهها الكيميائي، فإن تركيزات العناصر الأرضية النادرة في الصخور لا تتغير إلا ببطء من خلال العمليات الجيوكيميائية، مما يجعل نسبها مفيدة لعلم التاريخ الجيولوجي وتأريخ الحفريات.

تتواجد العناصر الأرضية النادرة في الطبيعة بالاشتراك مع الفوسفات ( المونازيت )، وكربونات الفلورايد ( الباستنازيت )، وأنيونات الأكسجين.

في أكاسيدها، تحتوي معظم العناصر الأرضية النادرة على تكافؤ 3 فقط وتشكل أكسيدات نصف دائرية (يشكل السيريوم CeO2 ). ومن المعروف وجود _خمسة هياكل بلورية مختلفة، اعتمادًا على العنصر ودرجة الحرارة. الطور X والطور H مستقران فقط فوق 2000 كلفن. وفي درجات الحرارة المنخفضة، يوجد الطور A السداسي والطور B أحادي الميل والطور C المكعب، وهو الشكل المستقر في درجة حرارة الغرفة لمعظم العناصر. كان يُعتقد ذات يوم أن الطور C يقع في المجموعة الفراغية I 2 ₁ 3 (رقم 199)، ^[31] ولكن من المعروف الآن أنه يقع في المجموعة الفراغية Ia 3 (رقم 206). والبنية مماثلة لبنية الفلوريت أو ثاني أكسيد السيريوم (حيث تشكل الكاتيونات شبكة مكعبة مركزية الوجه وتقع الأنيونات داخل رباعي السطوح من الكاتيونات)، باستثناء أن ربع الأنيونات (الأكسجين) مفقودة. تتوافق الخلية الوحدوية لهذه الأكسيدات النصفية مع ثماني خلايا وحدوية من الفلوريت أو ثاني أكسيد السيريوم، مع 32 كاتيونًا بدلاً من 4. يُطلق على هذا بنية البكسبايت ، حيث توجد في معدن يحمل هذا الاسم ( ₍ Mn,Fe) _2O3 ). ^[32]

كما هو موضح في الرسم البياني، توجد العناصر الأرضية النادرة على الأرض بتركيزات مماثلة للعديد من المعادن الانتقالية الشائعة. أكثر عناصر الأرض النادرة وفرة هو السيريوم ، وهو في الواقع العنصر الخامس والعشرون الأكثر وفرة في قشرة الأرض ، حيث يحتوي على 68 جزءًا في المليون (شائعًا مثل النحاس تقريبًا). الاستثناء هو البروميثيوم غير المستقر للغاية والمشع "الأرض النادرة" نادر جدًا. أطول نظير للبروميثيوم عمرًا له نصف عمر 17.7 عامًا، لذلك يوجد العنصر في الطبيعة بكميات ضئيلة فقط (حوالي 572 جرامًا في قشرة الأرض بأكملها). ^[33] البروميثيوم هو أحد العنصرين اللذين لا يحتويان على نظائر مستقرة (غير مشعة) ويتبعهما (أي ذات عدد ذري ​​أعلى) عناصر مستقرة (الآخر هو التكنيشيوم ).

غالبًا ما توجد العناصر الأرضية النادرة معًا. أثناء التراكم المتسلسل للأرض، تم دمج العناصر الأرضية النادرة الكثيفة في الأجزاء العميقة من الكوكب. أدى التمايز المبكر للمواد المنصهرة إلى دمج العناصر الأرضية النادرة إلى حد كبير في صخور الوشاح . ^{[34] إن} قوة المجال العالية ^{[ بحاجة لتوضيح ]} ونصف القطر الأيوني الكبير للعناصر الأرضية النادرة تجعلها غير متوافقة مع الشبكات البلورية لمعظم المعادن المكونة للصخور، لذلك ستخضع العناصر الأرضية النادرة لتقسيم قوي إلى مرحلة ذوبان إذا كانت موجودة. ^[34] العناصر الأرضية النادرة متشابهة كيميائيًا وكان من الصعب دائمًا فصلها، ولكن الانخفاض التدريجي في نصف القطر الأيوني من العناصر الأرضية النادرة الخفيفة (LREE) إلى العناصر الأرضية النادرة الثقيلة (HREE)، والذي يسمى انكماش اللانثانيد ، يمكن أن ينتج فصلًا واسعًا بين العناصر الأرضية النادرة الخفيفة والثقيلة. الأقطار الأيونية الأكبر لـ LREE تجعلها بشكل عام أقل توافقًا من HREE في المعادن المكونة للصخور، وستنقسم بقوة أكبر إلى مرحلة الذوبان، بينما قد تفضل HREE البقاء في البقايا البلورية، خاصةً إذا كانت تحتوي على معادن متوافقة مع HREE مثل العقيق . ^{[34] [35]} والنتيجة هي أن جميع الصهارة المتكونة من الذوبان الجزئي سيكون لها دائمًا تركيزات أكبر من LREE من HREE، وقد تهيمن HREE أو LREE على المعادن الفردية، اعتمادًا على نطاق الأقطار الأيونية الذي يناسب الشبكة البلورية بشكل أفضل. ^[34]

ومن بين الفوسفات الأرضية النادرة اللامائية، فإن معدن زينوتيم رباعي الزوايا هو الذي يضم الإتريوم وHREE، في حين يضم طور المونازيت أحادي الميل السيريوم وLREE بشكل تفضيلي. ويسمح الحجم الأصغر لـ HREE بقدرة أكبر على الذوبان في المواد الصلبة في المعادن المكونة للصخور التي تشكل وشاح الأرض، وبالتالي فإن الإتريوم وHREE يظهران إثراءً أقل في قشرة الأرض نسبة إلى الوفرة الكوندريتية مقارنة بالسيريوم وLREE. وهذا له عواقب اقتصادية: حيث تُعرف أجسام الخام الكبيرة من LREE في جميع أنحاء العالم ويتم استغلالها. وأجسام الخام لـ HREE أكثر ندرة وأصغر حجمًا وأقل تركيزًا. وينشأ معظم العرض الحالي من HREE من خامات "طين امتصاص الأيونات" في جنوب الصين. توفر بعض الإصدارات مركّزات تحتوي على حوالي 65% من أكسيد الإيتريوم، مع وجود HREE بنسب تعكس قاعدة أودو-هاركينز : مركبات REE ذات الأرقام الزوجية بوفرة حوالي 5% لكل منها، ومركبات REE ذات الأرقام الفردية بوفرة حوالي 1% لكل منها. توجد تركيبات مماثلة في زينوتيم أو غادولينيت. ^[36]

تشمل المعادن المعروفة التي تحتوي على الإتريوم، وغيرها من HREE، الغادولينيت، والزينوتيم، والسامرسكيت ، والأوكسينيت ، والفرجسونيت ، والإتروتانتاليت، والإتروتنجستيت، والإيتروفلوريت (مجموعة متنوعة من الفلوريت )، والثالينيت، والإيترياليت . توجد كميات صغيرة في الزركون ، الذي يستمد فلوريته الصفراء النموذجية من بعض HREE المصاحبة. يحتوي معدن الزركونيوم اليودياليت ، مثل الموجود في جنوب جرينلاند ، على كميات صغيرة ولكنها مفيدة محتملة من الإتريوم. من بين معادن الإتريوم المذكورة أعلاه، لعبت معظمها دورًا في توفير كميات بحثية من اللانثانيدات خلال أيام الاكتشاف. يتم استرداد الزينوتيم أحيانًا كمنتج ثانوي لمعالجة الرمال الثقيلة، ولكنه ليس وفيرًا مثل المونازيت المستعاد بشكل مماثل (والذي يحتوي عادةً على نسبة قليلة من الإتريوم). في بعض الأحيان، تنتج خامات اليورانيوم من أونتاريو مادة الإيتريوم كمنتج ثانوي. ^[36]

تشمل المعادن المعروفة التي تحتوي على السيريوم، وغيرها من المعادن النادرة ذات التكافؤ المنخفض ، الباستنايت والمونازيت والألانيت واللوباريت والأنسيليت والباريسيت واللانثانيت والتشيفكينيت والسيريت والستيلويليت والبريثوليت والفلوروسيريت والسريانيت . كان المونازيت ( الرمال البحرية من البرازيل أو الهند أو أستراليا ؛ الصخور من جنوب إفريقيا ) ، والباستنازيت (من منجم ماونتن باس للتربة النادرة ، أو من عدة مواقع في الصين)، واللوباريت ( شبه جزيرة كولا ، روسيا ) الخامات الرئيسية للسيريوم واللانثانيدات الخفيفة. ^[36]

ترتبط الرواسب الغنية بالعناصر الأرضية النادرة على سطح الأرض، الكربوناتيت والبيغماتيت ، بالبلوتونية القلوية ، وهو نوع غير شائع من الصهارة يحدث في البيئات التكتونية حيث يوجد صدع أو بالقرب من مناطق الاندساس . ^[35] في بيئة الصدع، يتم إنتاج الصهارة القلوية بدرجات صغيرة جدًا من الانصهار الجزئي (<1٪) من البريدوتيت العقيق في الوشاح العلوي (عمق 200 إلى 600 كم). ^[35] يصبح هذا الذوبان غنيًا بالعناصر غير المتوافقة، مثل العناصر الأرضية النادرة، عن طريق ترشيحها من البقايا البلورية. ترتفع الصهارة الناتجة على شكل ديبير أو دياتريم على طول الكسور الموجودة مسبقًا، ويمكن وضعها عميقًا في القشرة أو ثورانها على السطح. الأنواع النموذجية للرواسب الغنية بالعناصر الأرضية النادرة التي تتشكل في بيئات الصدع هي الكربوناتيت والجرانيتويدات من النوع A وM. ^{[34] [35]} بالقرب من مناطق الاندساس، ينتج الذوبان الجزئي للصفيحة المندسة داخل الغلاف المرن (عمق 80 إلى 200 كم) صهارة غنية بالمواد المتطايرة (تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون _والماء )، مع تركيزات عالية من العناصر القلوية، وحركة عالية للعناصر التي تنقسم إليها العناصر الأرضية النادرة بقوة. ^[34] قد يرتفع هذا الذوبان أيضًا على طول الكسور الموجودة مسبقًا، ويوضع في القشرة فوق اللوح المندس أو ينفجر على السطح. الرواسب الغنية بالعناصر الأرضية النادرة التي تتشكل من هذه الصهارات هي عادةً جرانيتويدات من النوع S. ^{[34] [35]}

تشمل الصهارة القلوية المخصبة بالعناصر الأرضية النادرة الكربوناتيت والجرانيت فوق القلوي (البغماتيت) والسيانيت النفليني . تتبلور الكربوناتيت من السوائل الغنية بثاني أكسيد الكربون _{، والتي يمكن إنتاجها عن طريق الصهر الجزئي} للهيرزوليت الكربوني المائي لإنتاج صهارة أولية غنية بثاني أكسيد الكربون، أو عن طريق _{التبلور} الكسري للصهارة الأولية القلوية، أو عن طريق فصل سائل غير قابل للامتزاج غني بثاني أكسيد الكربون _من . ^{[34] [35]} تتشكل هذه السوائل غالبًا بالاشتراك مع كراتونات ما قبل الكمبري العميقة جدًا ، مثل تلك الموجودة في إفريقيا والدرع الكندي. ^{[34] يُعد الكربوناتيت الحديدي أكثر أنواع الكربوناتيت شيوعًا التي يتم إثرائها بـ REE، وغالبًا ما يتم وضعها كأنابيب} متشققة في مرحلة متأخرة في قلب المجمعات النارية؛ تتكون من الكالسيت والهيماتيت الناعمين الحبيبات، وفي بعض الأحيان مع تركيزات كبيرة من الأنكيريت وتركيزات صغيرة من السيدريت. ^{[34] [35]} تشمل رواسب الكربوناتيت الكبيرة المخصبة بالعناصر الأرضية النادرة ماونت ويلد في أستراليا، وبحيرة ثور في كندا، وزاندكوبسدريفت في جنوب إفريقيا، وجبل باس في الولايات المتحدة الأمريكية. ^{[35] تحتوي} الجرانيتات القلوية (الجرانيتويدات من النوع أ) على تركيزات عالية جدًا من العناصر القلوية وتركيزات منخفضة جدًا من الفوسفور؛ تترسب على أعماق معتدلة في المناطق الامتدادية، غالبًا على شكل مجمعات حلقات نارية، أو على شكل أنابيب وأجسام ضخمة وعدسات. ^{[34] [35]} تتمتع هذه السوائل بلزوجة منخفضة للغاية وحركة عالية للعناصر، مما يسمح بتبلور حبيبات كبيرة، على الرغم من وقت التبلور القصير نسبيًا عند وضعها؛ حجم حبيباتها الكبير هو سبب الإشارة إلى هذه الرواسب عادةً باسم البيجماتيت. ^[35] تنقسم البيغماتيتات القابلة للحياة اقتصاديًا إلى أنواع الليثيوم والسيزيوم والتنتالوم (LCT) والنيوبيوم والإتريوم والفلور (NYF)؛ أنواع NYF غنية بالمعادن الأرضية النادرة. تشمل أمثلة رواسب البيغماتيت الأرضية النادرة بحيرة سترينج في كندا وخالاديان-بوريغتي في منغوليا. ^[35] تتكون رواسب السيانيت النيفيليني (جرانيتويدات من النوع M) من 90٪ من معادن الفلسبار والفلسباثويد. تترسب في كتل دائرية صغيرة وتحتوي على تركيزات عالية من المعادن الإضافية التي تحتوي على عناصر أرضية نادرة . ^{[34] [35]} في الغالب، هذه الرواسب صغيرة ولكن الأمثلة المهمة تشمل إيليموساك-كفانيفيلد في جرينلاند ولوفوزيرا في روسيا. ^[35]

يمكن أيضًا إثراء العناصر الأرضية النادرة في الرواسب عن طريق التغيير الثانوي إما عن طريق التفاعلات مع السوائل الحرارية المائية أو المياه النيزكية أو عن طريق تآكل ونقل المعادن الحاملة للعناصر الأرضية النادرة المقاومة. تعمل عملية إثراء المعادن الأولية على إثراء العناصر غير القابلة للذوبان عن طريق استخلاص السيليكا والعناصر القابلة للذوبان الأخرى، وإعادة بلورة الفلسبار إلى معادن طينية مثل الكاولينيت والهالوزيت والمونت موريلونيت. في المناطق الاستوائية حيث تكون الأمطار عالية، تشكل التجوية تربة طينية سميكة، تسمى هذه العملية إثراء السوبرجين وتنتج رواسب اللاتريت ؛ يتم دمج العناصر الأرضية النادرة الثقيلة في الطين المتبقي عن طريق الامتصاص. يتم استخراج هذا النوع من الرواسب فقط من أجل العناصر الأرضية النادرة في جنوب الصين، حيث يحدث غالبية إنتاج العناصر الأرضية النادرة الثقيلة على مستوى العالم. تتشكل اللاتريتات من العناصر الأرضية النادرة في أماكن أخرى، بما في ذلك فوق الكربوناتيت في جبل ويلد في أستراليا. يمكن أيضًا استخراج العناصر الأرضية النادرة من رواسب الغرينية إذا كانت الصخور الرسوبية الأصلية تحتوي على معادن مقاومة ثقيلة تحمل العناصر الأرضية النادرة. ^[35]

في عام 2011، نشر ياسوهيرو كاتو، وهو جيولوجي من جامعة طوكيو قاد دراسة لطين قاع المحيط الهادئ، نتائج تشير إلى أن الطين قد يحتوي على تركيزات غنية من المعادن النادرة. وجاءت الرواسب، التي تمت دراستها في 78 موقعًا، من "أعمدة ساخنة من الفتحات الحرارية المائية تسحب هذه المواد من مياه البحر وتترسبها على قاع البحر، شيئًا فشيئًا، على مدى عشرات الملايين من السنين. وقد تحتوي رقعة مربعة واحدة من الطين الغني بالمعادن بعرض 2.3 كيلومتر على ما يكفي من المعادن النادرة لتلبية معظم الطلب العالمي لمدة عام، وفقًا لتقرير الجيولوجيين اليابانيين في مجلة Nature Geoscience . "أعتقد أن موارد الأرض النادرة تحت سطح البحر أكثر وعدًا من الموارد على الأرض"، كما قال كاتو. "كانت تركيزات المعادن النادرة مماثلة لتلك الموجودة في الطين المستخرج في الصين. تحتوي بعض الرواسب على ضعف كمية المعادن النادرة الثقيلة مثل الديسبروسيوم، وهو أحد مكونات المغناطيس في محركات السيارات الهجينة". ^{[36] [37]}

من المتوقع أن يزداد الطلب العالمي على العناصر الأرضية النادرة بأكثر من خمسة أضعاف بحلول عام 2030. ^{[38] [39]}

عادةً ما يتم إجراء التصنيف الجيوكيميائي للعناصر الأرضية النادرة على أساس وزنها الذري . يقسم أحد التصنيفات الأكثر شيوعًا العناصر الأرضية النادرة إلى 3 مجموعات: العناصر الأرضية النادرة الخفيفة (LREE - من ₅₇ La إلى ₆₀ Nd)، والمتوسطة (MREE - من ₆₂ Sm إلى ₆₇ Ho) والثقيلة (HREE - من ₆₈ Er إلى ₇₁ Lu). تظهر العناصر الأرضية النادرة عادةً كأيونات ثلاثية التكافؤ، باستثناء Ce وEu التي يمكن أن تأخذ شكل Ce ⁴⁺ وEu ²⁺ اعتمادًا على ظروف الأكسدة والاختزال للنظام. وبالتالي، تتميز العناصر الأرضية النادرة بهوية جوهرية في تفاعلها الكيميائي، مما يؤدي إلى سلوك تسلسلي أثناء العمليات الجيوكيميائية بدلاً من كونها سمة مميزة لعنصر واحد من السلسلة. يمكن تمييز Sc وY وLu إلكترونيًا عن العناصر الأرضية النادرة الأخرى لأنها لا تحتوي على إلكترونات تكافؤ f ، بينما تحتوي عليها العناصر الأخرى، ولكن السلوك الكيميائي هو نفسه تقريبًا.

يرتبط أحد العوامل المميزة في السلوك الجيوكيميائي للعناصر الأرضية النادرة بما يسمى " انكماش اللانثانيدات " والذي يمثل انخفاضًا أعلى من المتوقع في نصف القطر الذري/الأيوني للعناصر على طول السلسلة. يتم تحديد ذلك من خلال اختلاف تأثير الحماية تجاه الشحنة النووية بسبب الملء التدريجي للمدار 4f الذي يعمل ضد إلكترونات المدارات 6s و 5 d . يؤثر انكماش اللانثانيدات بشكل مباشر على الكيمياء الجيولوجية لللانثانيدات، والتي تظهر سلوكًا مختلفًا اعتمادًا على الأنظمة والعمليات التي تشارك فيها. يمكن ملاحظة تأثير انكماش اللانثانيد في سلوك REE في كل من النظام الجيوكيميائي من نوع CHARAC (CHArge-and-RAdius-Controlled ^[40] ) حيث يجب أن تُظهر العناصر ذات الشحنة ونصف القطر المتشابهين سلوكًا جيوكيميائيًا متماسكًا، وفي الأنظمة غير CHARAC، مثل المحاليل المائية، حيث يكون هيكل الإلكترون أيضًا معلمة مهمة يجب مراعاتها حيث يؤثر انكماش اللانثانيد على الجهد الأيوني . والنتيجة المباشرة لذلك هي أنه أثناء تكوين الروابط التناسقية، يتغير سلوك REE تدريجيًا على طول السلسلة. علاوة على ذلك، يتسبب انكماش اللانثانيد في أن يكون نصف القطر الأيوني لـ Ho ^{3+ (0.901 Å) متطابقًا تقريبًا مع نصف القطر الأيوني لـ Y 3+} (0.9 Å)، مما يبرر إدراج الأخير بين REE.

إن تطبيق العناصر الأرضية النادرة على الجيولوجيا مهم لفهم العمليات الصخرية لتكوين الصخور النارية والرسوبية والمتحولة . وفي الكيمياء الجيولوجية ، يمكن استخدام العناصر الأرضية النادرة لاستنتاج الآليات الصخرية التي أثرت على الصخور بسبب الاختلافات الدقيقة في الحجم الذري بين العناصر، مما يتسبب في تجزئة تفضيلية لبعض العناصر الأرضية النادرة مقارنة بأخرى اعتمادًا على العمليات الجارية.

لا يتم إجراء الدراسة الجيوكيميائية للعناصر الأرضية النادرة على أساس التركيزات المطلقة - كما هو الحال عادة مع العناصر الكيميائية الأخرى - ولكن على التركيزات الطبيعية من أجل ملاحظة سلوكها التسلسلي. في الكيمياء الجيولوجية، يتم تقديم العناصر الأرضية النادرة عادة في مخططات "عنكبوتية" طبيعية، حيث يتم تطبيع تركيز العناصر الأرضية النادرة على معيار مرجعي ثم يتم التعبير عنها على أنها اللوغاريتم للأساس 10 للقيمة.

بشكل عام، يتم تطبيع العناصر الأرضية النادرة على النيازك الكوندريتية ، حيث يُعتقد أنها أقرب تمثيل لمادة النظام الشمسي غير المجزأة . ومع ذلك، يمكن تطبيق معايير تطبيع أخرى اعتمادًا على غرض الدراسة. يسمح التطبيع لقيمة مرجعية قياسية، وخاصةً لمادة يُعتقد أنها غير مجزأة، بمقارنة الوفرة المرصودة بالوفرة الأولية للعنصر. يزيل التطبيع أيضًا نمط "الزجزاج" الواضح الناجم عن الاختلافات في الوفرة بين الأعداد الذرية الزوجية والفردية . يتم إجراء التطبيع عن طريق قسمة التركيزات التحليلية لكل عنصر من السلسلة على تركيز نفس العنصر في معيار معين، وفقًا للمعادلة:

${\displaystyle [{\text{REE}}_{i}]_{n}={\frac {[{\text{REE}}_{i}]_{\text{sam}}}{[{\text{REE}}_{i}]_{\text{std}}}}}$

حيث يشير n إلى التركيز الطبيعي، والتركيز التحليلي للعنصر المقاس في العينة، وتركيز نفس العنصر في المادة المرجعية. ^[41]${\displaystyle {[{\text{REE}}_{i}]_{\text{سام}}}}}$${\displaystyle {[{\text{REE}}_{i}]_{\text{ref}}}}$

من الممكن ملاحظة الاتجاه التسلسلي لعناصر الأرض النادرة من خلال الإبلاغ عن تركيزاتها الطبيعية مقابل العدد الذري. يشار إلى الاتجاهات التي يتم ملاحظتها في مخططات "العنكبوت" عادةً باسم "الأنماط"، والتي قد تكون تشخيصية للعمليات الصخرية التي أثرت على المادة محل الاهتمام. ^[27]

وفقًا للشكل العام للأنماط أو بفضل وجود (أو غياب) ما يسمى "الشذوذ"، يمكن الحصول على معلومات حول النظام قيد الفحص والعمليات الجيوكيميائية التي تحدث. تمثل الشذوذات إثراء (شذوذات إيجابية) أو استنزاف (شذوذات سلبية) لعناصر محددة على طول السلسلة ويمكن التعرف عليها بيانيًا على أنها "ذروات" إيجابية أو سلبية على طول أنماط العناصر الأرضية النادرة. يمكن تحديد الشذوذات رقميًا كنسبة بين التركيز الطبيعي للعنصر الذي يظهر الشذوذ والتركيز المتوقع بناءً على متوسط ​​التركيزات الطبيعية للعنصرين في الموضع السابق والتالي في السلسلة، وفقًا للمعادلة:

${\displaystyle {\frac {{\text{REE}}_{i}}{{\text{REE}}_{i}^{*}}}={\frac {[{\text{REE}}_{i}]_{n}\times 2}{[{\text{REE}}_{i-1}]_{n}+[{\text{REE}}_{i+1}]_{n}}}}$

حيث هو التركيز الطبيعي للعنصر الذي يجب حساب شذوذه، والتركيزات الطبيعية للعناصر السابقة والتالية على التوالي على طول السلسلة. ${\displaystyle [{\text{REE}}_{i}]_{n}}$${\displaystyle [{\text{REE}}_{i-1}]_{n}}$${\displaystyle [{\text{REE}}_{i+1}]_{n}}$

أنماط العناصر الأرضية النادرة التي لوحظت في الصخور النارية هي في المقام الأول وظيفة لكيمياء المصدر الذي جاءت منه الصخور، وكذلك تاريخ التجزئة الذي خضعت له الصخور. ^[27] التجزئة هي بدورها وظيفة لمعاملات التقسيم لكل عنصر. معاملات التقسيم مسؤولة عن تجزئة العناصر النزرة (بما في ذلك العناصر الأرضية النادرة) إلى الطور السائل (الذوبان / الصهارة) إلى الطور الصلب (المعدن). إذا بقي عنصر بشكل تفضيلي في الطور الصلب، فإنه يسمى "متوافق"، وإذا كان ينقسم بشكل تفضيلي إلى طور الذوبان، فإنه يوصف بأنه "غير متوافق". ^[27] كل عنصر لديه معامل تقسيم مختلف، وبالتالي ينقسم إلى طور صلب وسائل بشكل مميز. هذه المفاهيم تنطبق أيضًا على علم الصخور المتحولة والرسوبية.

في الصخور النارية، وخاصة في المصهور الفلسي ، تنطبق الملاحظات التالية: تهيمن تبلور الفلسبار على الشذوذ في اليوروبيوم . يتحكم هورنبلند في إثراء MREE مقارنة بـ LREE و HREE. قد يكون استنفاد LREE بالنسبة إلى HREE بسبب تبلور الزبرجد ، والأورثوبيروكسين ، والكلينوبيروكسين . من ناحية أخرى، قد يكون استنفاد HREE بالنسبة إلى LREE بسبب وجود العقيق ، حيث يدمج العقيق بشكل تفضيلي HREE في بنيته البلورية. قد يسبب وجود الزركون أيضًا تأثيرًا مشابهًا. ^[27]

في الصخور الرسوبية، تشكل العناصر الأرضية النادرة في الرواسب الحطامية تمثيلًا للمصدر. لا تتأثر تركيزات العناصر الأرضية النادرة عادةً بمياه البحر والأنهار، حيث أن العناصر الأرضية النادرة غير قابلة للذوبان وبالتالي يكون تركيزها منخفضًا جدًا في هذه السوائل. ونتيجة لذلك، عندما يتم نقل الرواسب، لا تتأثر تركيزات العناصر الأرضية النادرة بالسائل وبدلاً من ذلك يحتفظ الصخر بتركيز العناصر الأرضية النادرة من مصدره. ^[27]

عادةً ما تحتوي مياه البحار والأنهار على تركيزات منخفضة من العناصر الأرضية النادرة. ومع ذلك، لا تزال الكيمياء الجيولوجية المائية مهمة جدًا. في المحيطات، تعكس العناصر الأرضية النادرة المدخلات من الأنهار والفتحات الحرارية المائية والمصادر الهوائية ؛ ^[27] وهذا مهم في التحقيق في اختلاط المحيطات ودورانها. ^[29]

تعتبر العناصر الأرضية النادرة مفيدة أيضًا في تأريخ الصخور، حيث تظهر بعض النظائر المشعة عمرًا نصفيًا طويلًا. ومن العناصر ذات الأهمية الخاصة أنظمة ¹³⁸ La- ¹³⁸ Ce، و ¹⁴⁷ Sm - ¹⁴³ Nd، و ¹⁷⁶ Lu- ¹⁷⁶ Hf. ^[29]

حتى عام 1948 ، كان مصدر معظم العناصر الأرضية النادرة في العالم هو رواسب رملية في الهند والبرازيل . وخلال الخمسينيات من القرن الماضي، كانت جنوب إفريقيا هي مصدر العناصر الأرضية النادرة في العالم، من الشعاب المرجانية الغنية بالمونازيت في منجم ستينكامبسكراال في مقاطعة كيب الغربية . ^[42] وخلال الستينيات وحتى الثمانينيات، جعل منجم ماونتن باس للعناصر الأرضية النادرة في كاليفورنيا الولايات المتحدة المنتج الرائد. واليوم، لا تزال الرواسب الهندية وجنوب إفريقيا تنتج بعض تركيزات العناصر الأرضية النادرة، لكنها تضاءلت مقارنةً بحجم الإنتاج الصيني. في عام 2017، أنتجت الصين 81٪ من إمدادات العناصر الأرضية النادرة في العالم، معظمها في منغوليا الداخلية ، ^{[8] [43]} على الرغم من أنها تمتلك 36.7٪ فقط من الاحتياطيات. كانت أستراليا ثاني أكبر منتج ووحيد آخر بنسبة 15٪ من الإنتاج العالمي. ^[44] تأتي جميع المعادن الأرضية النادرة الثقيلة في العالم (مثل الديسبروسيوم) من مصادر صينية نادرة مثل رواسب بايان أوبو المتعددة المعادن. ^{[43] [45]} كان منجم براونز رانج، الواقع على بعد 160 كم جنوب شرق هولز كريك في شمال غرب أستراليا ، قيد التطوير في عام 2018 ومن المقرر أن يصبح أول منتج كبير للديسبروسيوم خارج الصين. ^[46]

يزداد الطلب على العناصر الأرضية النادرة نظرًا لحقيقة أنها ضرورية للتكنولوجيا الجديدة والمبتكرة التي يتم إنشاؤها. هذه المنتجات الجديدة التي تحتاج إلى إنتاج العناصر الأرضية النادرة هي معدات عالية التقنية مثل الهواتف الذكية والكاميرات الرقمية وأجزاء الكمبيوتر وأشباه الموصلات وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه العناصر أكثر انتشارًا في الصناعات التالية: تكنولوجيا الطاقة المتجددة والمعدات العسكرية وصناعة الزجاج والمعادن. ^[47] أدى الطلب المتزايد إلى إجهاد العرض، وهناك قلق متزايد من أن العالم قد يواجه قريبًا نقصًا في العناصر الأرضية النادرة. ^[48] في غضون عدة سنوات من عام 2009، من المتوقع أن يتجاوز الطلب العالمي على العناصر الأرضية النادرة العرض بمقدار 40.000 طن سنويًا ما لم يتم تطوير مصادر جديدة رئيسية. ^[49] في عام 2013، قيل إن الطلب على العناصر الأرضية النادرة سيزداد بسبب اعتماد الاتحاد الأوروبي على هذه العناصر، وحقيقة أن العناصر الأرضية النادرة لا يمكن استبدالها بعناصر أخرى وأن العناصر الأرضية النادرة لديها معدل إعادة تدوير منخفض. علاوة على ذلك، بسبب زيادة الطلب وانخفاض العرض، من المتوقع أن ترتفع الأسعار في المستقبل وهناك فرصة لأن تفتح دول أخرى غير الصين مناجم للعناصر الأرضية النادرة. ^[50] بالإضافة إلى ذلك، هناك أكثر من مائة مشروع تعدين جارٍ مع العديد من الخيارات خارج الصين. ^[51]

وقد تزايدت هذه المخاوف بسبب تصرفات الصين، المورد الرئيسي. ^[52] وعلى وجه التحديد، أعلنت الصين عن لوائح خاصة بالصادرات وحملة صارمة على التهريب. ^[53] وفي الأول من سبتمبر/أيلول 2009، أعلنت الصين عن خطط لخفض حصتها من الصادرات إلى 35 ألف طن سنويًا في الفترة 2010-2015 للحفاظ على الموارد النادرة وحماية البيئة. ^[54] وفي التاسع عشر من أكتوبر/تشرين الأول 2010، ذكرت صحيفة تشاينا ديلي ، نقلاً عن مسؤول لم تذكر اسمه في وزارة التجارة، أن الصين "ستخفض حصص صادرات المعادن النادرة بنسبة 30% على الأكثر في العام المقبل لحماية المعادن الثمينة من الإفراط في الاستغلال". ^[55] وزادت الحكومة في بكين من سيطرتها من خلال إجبار شركات التعدين المستقلة الأصغر على الاندماج في شركات مملوكة للدولة أو مواجهة الإغلاق. في نهاية عام 2010، أعلنت الصين أن الجولة الأولى من حصص التصدير في عام 2011 للمعادن النادرة ستكون 14446 طنًا، وهو ما يمثل انخفاضًا بنسبة 35٪ عن الجولة الأولى السابقة من الحصص في عام 2010. ^[56] أعلنت الصين عن حصص تصدير أخرى في 14 يوليو 2011 للنصف الثاني من العام بإجمالي مخصص يبلغ 30184 طنًا مع تحديد إجمالي الإنتاج عند 93800 طن. ^[57] في سبتمبر 2011، أعلنت الصين عن توقف إنتاج ثلاثة من مناجمها الثمانية الرئيسية للمعادن النادرة، والتي مسؤولة عن ما يقرب من 40٪ من إجمالي إنتاج الصين من المعادن النادرة. ^[58] في مارس 2012، واجهت الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي واليابان الصين في منظمة التجارة العالمية بشأن قيود التصدير والإنتاج هذه. ردت الصين بزعم أن القيود كانت تهدف إلى حماية البيئة. ^{[59] [60]} في أغسطس 2012، أعلنت الصين عن خفض إضافي بنسبة 20٪ في الإنتاج. ^[61] رفعت الولايات المتحدة واليابان والاتحاد الأوروبي دعوى قضائية مشتركة لدى منظمة التجارة العالمية في عام 2012 ضد الصين، بحجة أن الصين لا ينبغي أن تكون قادرة على رفض مثل هذه الصادرات المهمة. ^[60]

استجابةً لافتتاح مناجم جديدة في دول أخرى ( Lynas في أستراليا و Molycorp في الولايات المتحدة)، انخفضت أسعار المعادن النادرة. ^[62] بلغ سعر أكسيد الديسبروسيوم 994 دولارًا أمريكيًا للكيلوغرام في عام 2011، لكنه انخفض إلى 265 دولارًا أمريكيًا للكيلوغرام بحلول عام 2014. ^[63]

في 29 أغسطس/آب 2014، قضت منظمة التجارة العالمية بأن الصين انتهكت اتفاقيات التجارة الحرة، وقالت منظمة التجارة العالمية في ملخص النتائج الرئيسية إن "التأثير الإجمالي للقيود الأجنبية والمحلية هو تشجيع الاستخراج المحلي وضمان الاستخدام التفضيلي لتلك المواد من قبل الشركات المصنعة الصينية". وأعلنت الصين أنها ستنفذ الحكم في 26 سبتمبر/أيلول 2014، لكنها ستحتاج إلى بعض الوقت للقيام بذلك. وبحلول 5 يناير/كانون الثاني 2015، رفعت الصين جميع الحصص من تصدير المعادن النادرة، لكن تراخيص التصدير ستظل مطلوبة. ^[64]

في عام 2019، قدمت الصين ما بين 85% و95% من الطلب العالمي على 17 مسحوقًا من المعادن النادرة، نصفها من ميانمار . ^{[65] [ مشكوك فيه - ناقش ]} بعد الانقلاب العسكري في عام 2021 في ذلك البلد، ربما تم تقييد الإمدادات المستقبلية من الخامات الحرجة. بالإضافة إلى ذلك، تكهن البعض بأن جمهورية الصين الشعبية قد تقلل مرة أخرى من صادرات المعادن النادرة لمواجهة العقوبات الاقتصادية التي فرضتها الولايات المتحدة ودول الاتحاد الأوروبي. تعمل المعادن النادرة كمواد أساسية لتصنيع المركبات الكهربائية والتطبيقات العسكرية عالية التقنية. ^[66]

ولاية كاشين في ميانمار هي أكبر مصدر للأتربة النادرة في العالم. ^[67] في عام 2021، استوردت الصين 200 مليون دولار أمريكي من الأتربة النادرة من ميانمار في ديسمبر 2021، بما يتجاوز 20000 طن. ^[68] تم اكتشاف الأتربة النادرة بالقرب من بانج وور في بلدة تشيبوي على طول الحدود بين الصين وميانمار في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. ^[69] نظرًا لأن الصين أغلقت المناجم المحلية بسبب التأثير البيئي الضار، فقد استعانت إلى حد كبير بتعدين الأتربة النادرة في ولاية كاشين. ^[68] أقامت الشركات والعمال الصينيون عمليات بشكل غير قانوني في ولاية كاشين دون تصاريح حكومية، وبدلاً من ذلك تحايلوا على الحكومة المركزية من خلال العمل مع ميليشيا قوة حرس الحدود تحت تاتماداو ، المعروفة سابقًا باسم الجيش الديمقراطي الجديد - كاشين ، والتي استفادت من هذه الصناعة الاستخراجية. ^{[68] [70]} اعتبارًا من مارس 2022 ^[update]، تم العثور على 2700 بركة لجمع المناجم منتشرة عبر 300 موقع منفصل في ولاية كاشين، والتي تشمل منطقة سنغافورة ، وزيادة هائلة عن عام 2016. ^[68] كما تم الاستيلاء على الأراضي من السكان المحليين لإجراء عمليات التعدين. ^[68]

نتيجة للطلب المتزايد وتشديد القيود على صادرات المعادن من الصين، تقوم بعض البلدان بتخزين موارد الأرض النادرة. [ ^71] وتستمر عمليات البحث عن مصادر بديلة في أستراليا والبرازيل وكندا وجنوب إفريقيا وتنزانيا وجرينلاند والولايات المتحدة . ^{[72] تم إغلاق المناجم في هذه البلدان عندما خفضت الصين} الأسعار العالمية في التسعينيات، وسوف يستغرق الأمر بضع سنوات لإعادة تشغيل الإنتاج حيث توجد العديد من الحواجز أمام الدخول . [ ^{53] [73]} تشمل المواقع المهمة قيد التطوير خارج الصين Steenkampskraal في جنوب إفريقيا، منجم الأرض النادرة والثوريوم الأعلى درجة في العالم، والذي تم إغلاقه في عام 1963، لكنه يستعد للعودة إلى الإنتاج. ^[74] تم بالفعل إكمال أكثر من 80٪ من البنية التحتية. ^[75] تشمل المناجم الأخرى مشروع نولان في وسط أستراليا، ومشروع جبل بوكان في ألاسكا، ومشروع بحيرة هويداس النائية في شمال كندا، ^[76] ومشروع جبل ويلد في أستراليا. ^{[43] [73] [77] يمتلك مشروع} بحيرة هويداس القدرة على توفير حوالي 10٪ من استهلاك العناصر الأرضية النادرة البالغ مليار دولار والذي يحدث في أمريكا الشمالية كل عام. ^{[78] وقعت} فيتنام اتفاقية في أكتوبر 2010 لتزويد اليابان بالعناصر الأرضية النادرة ^[79] من مقاطعة لاي تشاو الشمالية الغربية ، ^[80] ومع ذلك لم يتم تنفيذ الصفقة أبدًا بسبب الخلافات. ^[81]

أكبر رواسب العناصر الأرضية النادرة في الولايات المتحدة توجد في ماونتن باس ، كاليفورنيا، على بعد ستين ميلاً جنوب لاس فيجاس . افتتحت شركة موليكورب في الأصل الرواسب، وتم استخراجها بشكل متقطع منذ عام 1951. ^{[43] [82]} تدرس شركة نيوكورب ديفيلوبمنت المحدودة ^[84] رواسب كبيرة ثانية من العناصر الأرضية النادرة في إلك كريك في جنوب شرق نبراسكا ^[83] والتي تأمل في فتح منجم للنيوبيوم والسكانديوم والتيتانيوم هناك. ^[85] قد يكون هذا المنجم قادرًا على إنتاج ما يصل إلى 7200 طن من الفيرونيوبيوم و95 طنًا من ثلاثي أكسيد السكانديوم سنويًا، ^[86] على الرغم من أن التمويل لا يزال قيد التنفيذ اعتبارًا من عام 2022. ^[83]

في المملكة المتحدة، بدأت شركة Pensana في بناء مصنع معالجة المعادن النادرة بقيمة 195 مليون دولار أمريكي والذي حصل على تمويل من صندوق التحول في صناعة السيارات التابع للحكومة البريطانية. سيعمل المصنع على معالجة الخام من منجم لونجونجو في أنجولا ومصادر أخرى عند توفرها. ^{[87] [88]} تستهدف الشركة الإنتاج في أواخر عام 2023، قبل زيادة الطاقة الإنتاجية إلى الحد الأقصى في عام 2024. تهدف Pensana إلى إنتاج 12500 طن متري من المعادن النادرة المنفصلة، ​​بما في ذلك 4500 طن من المعادن النادرة المغناطيسية. ^{[89] [90]}

كما يتم النظر في مواقع التعدين مثل بحيرة ثور في الأقاليم الشمالية الغربية ، ومواقع مختلفة في فيتنام . ^{[43] [49] [91]} بالإضافة إلى ذلك، في عام 2010، تم اكتشاف رواسب كبيرة من المعادن الأرضية النادرة في كفانيفيلد في جنوب جرينلاند . ^[92] وقد أكدت عمليات الحفر المسبقة في هذا الموقع وجود كميات كبيرة من اللوجافريت الأسود، الذي يحتوي على حوالي 1٪ من أكاسيد الأرض النادرة (REO). ^[93] حث الاتحاد الأوروبي جرينلاند على تقييد التنمية الصينية لمشاريع الأرض النادرة هناك، ولكن اعتبارًا من أوائل عام 2013، قالت حكومة جرينلاند إنها لا تخطط لفرض مثل هذه القيود. ^[94] أعرب العديد من الساسة الدنماركيين عن مخاوفهم من أن دولًا أخرى، بما في ذلك الصين، قد تكتسب نفوذاً في جرينلاند ذات الكثافة السكانية المنخفضة، نظرًا لعدد العمال الأجانب والاستثمار الذي قد يأتي من الشركات الصينية في المستقبل القريب بسبب القانون الذي صدر في ديسمبر 2012. [ ^95]

في وسط إسبانيا ، مقاطعة سيوداد ريال ، قد يوفر مشروع التعدين المقترح للتربة النادرة "ماتامولاس"، وفقًا لمطوريه، ما يصل إلى 2100 طن سنويًا (33% من الطلب السنوي على التربة النادرة). ومع ذلك، تم تعليق هذا المشروع من قبل السلطات الإقليمية بسبب المخاوف الاجتماعية والبيئية. ^[96]

وبالإضافة إلى مواقع التعدين المحتملة، أعلنت شركة بيك ريسورسز المدرجة في بورصة أستراليا في فبراير/شباط 2012 أن مشروعها في نغولا في تنزانيا لا يحتوي فقط على سادس أكبر رواسب من حيث الوزن خارج الصين، بل ويحتوي أيضًا على أعلى درجة من العناصر الأرضية النادرة من بين 6. ^[97]

أفادت التقارير أن كوريا الشمالية قامت بتصدير خامات المعادن النادرة إلى الصين، بقيمة 1.88 مليون دولار أمريكي خلال شهري مايو ويونيو 2014. ^{[98] [99]}

في مايو 2012، أعلن باحثون من جامعتين في اليابان أنهم اكتشفوا معادن نادرة في محافظة إهيمي باليابان. ^[100]

في 12 يناير 2023، أعلنت شركة التعدين السويدية المملوكة للدولة LKAB أنها اكتشفت رواسب تزيد عن مليون طن من المعادن النادرة في منطقة كيرونا بالبلاد ، مما يجعلها أكبر رواسب من هذا النوع في أوروبا. ^[101]

تعالج الصين حوالي 90% من العناصر الأرضية النادرة في العالم و60% من الليثيوم في العالم . ونتيجة لذلك، يستورد الاتحاد الأوروبي عمليًا جميع العناصر الأرضية النادرة من الصين. وقد وضع قانون المواد الخام الحرجة للاتحاد الأوروبي لعام 2023 موضع التنفيذ التعديلات السياسية المطلوبة لأوروبا لبدء إنتاج ثلثي بطاريات الليثيوم أيون المطلوبة للسيارات الكهربائية وتخزين الطاقة . ^{[39] [102] [103]} في عام 2024، تسبب مشروع تعدين الليثيوم المدعوم من الاتحاد الأوروبي في احتجاجات واسعة النطاق في صربيا . ^[104]

في عام 2024، كشفت شركة American Rare Earths Inc. أن احتياطياتها بالقرب من Wheatland Wyoming بلغت 2.34 مليار طن متري، وهو ما قد يكون الأكبر في العالم وأكبر من رواسب منفصلة تبلغ 1.2 مليون طن متري في شمال شرق وايومنغ. ^[105]

في يونيو 2024، عثرت شركة Rare Earths Norway على رواسب أكسيد من العناصر الأرضية النادرة تبلغ 8.8 مليون طن متري في تيليمارك ، النرويج، مما يجعلها أكبر رواسب العناصر الأرضية النادرة المعروفة في أوروبا. وتوقعت شركة التعدين أنها ستنتهي من تطوير المرحلة الأولى من التعدين في عام 2030. ^[106]

في أوائل عام 2011، ورد أن شركة التعدين الأسترالية ليناس "تتعجل في إنهاء" مصفاة للأرض النادرة بقيمة 230 مليون دولار أمريكي على الساحل الشرقي لميناء كوانتان الصناعي في شبه جزيرة ماليزيا . سيقوم المصنع بتكرير الخام - تركيز اللانثانيدات من منجم ماونت ويلد في أستراليا. سيتم نقل الخام إلى فريمانتل ونقله بواسطة سفينة حاويات إلى كوانتان. قيل إن ليناس تتوقع في غضون عامين أن تكون المصفاة قادرة على تلبية ما يقرب من ثلث الطلب العالمي على المواد الأرضية النادرة، دون احتساب الصين . ^[107] جلب تطوير كوانتان اهتمامًا متجددًا لمدينة بوكيت ميراه الماليزية في بيراك ، حيث أغلق منجم للأرض النادرة تديره شركة تابعة لشركة ميتسوبيشي للكيماويات ، وهي شركة آسيان راير إيرث، في عام 1994 وترك مخاوف بيئية وصحية مستمرة. ^{[108] [109]} في منتصف عام 2011، بعد الاحتجاجات، تم الإعلان عن قيود الحكومة الماليزية على مصنع ليناس. في ذلك الوقت، نقلاً عن تقارير وكالة داو جونز الإخبارية التي تقتصر على الاشتراك ، ذكر تقرير صادر عن بارونز أن استثمار ليناس بلغ 730 مليون دولار، وأن الحصة المتوقعة من السوق العالمية التي ستشغلها تقدر بنحو "السدس". ^[110] ولم تجد مراجعة مستقلة بدأتها الحكومة الماليزية، وأجرتها الوكالة الدولية للطاقة الذرية في عام 2011 لمعالجة المخاوف بشأن المخاطر الإشعاعية، أي مخالفات لمعايير السلامة الإشعاعية الدولية. ^[111]

ومع ذلك، أكدت السلطات الماليزية أنه اعتبارًا من أكتوبر 2011، لم يتم منح Lynas أي تصريح لاستيراد أي خام من المعادن النادرة إلى ماليزيا. في 2 فبراير 2012، أوصت هيئة ترخيص الطاقة الذرية الماليزية بإصدار ترخيص تشغيل مؤقت لشركة Lynas بشرط استيفاء عدد من الشروط. في 2 سبتمبر 2014، أصدرت هيئة ترخيص الطاقة الذرية الماليزية ترخيصًا لمرحلة التشغيل الكامل لمدة عامين لشركة Lynas. ^[112]

توجد كميات كبيرة من أكاسيد العناصر الأرضية النادرة في المخلفات المتراكمة من 50 عامًا من تعدين خام اليورانيوم والصخر الزيتي واللوباريت في سيلاماي بإستونيا . ^[113] ونظرًا لارتفاع أسعار العناصر الأرضية النادرة، أصبح استخراج هذه الأكاسيد مجديًا اقتصاديًا. تصدر الدولة حاليًا حوالي 3000 طن سنويًا، وهو ما يمثل حوالي 2٪ من الإنتاج العالمي. [ ^114] ويُشتبه في وجود موارد مماثلة في غرب الولايات المتحدة، حيث يُعتقد أن مناجم عصر حمى الذهب قد تخلصت من كميات كبيرة من العناصر الأرضية النادرة، لأنها لم تكن ذات قيمة في ذلك الوقت. ^[115]

في يناير 2013، حصلت سفينة بحثية يابانية في أعماق البحار على سبع عينات من لب طين أعماق البحار من قاع المحيط الهادئ على عمق يتراوح بين 5600 و5800 متر، على بعد حوالي 250 كيلومترًا (160 ميلًا) جنوب جزيرة مينامي توري شيما . ^[116] وجد فريق البحث طبقة طينية على عمق يتراوح بين 2 و4 أمتار تحت قاع البحر بتركيزات تصل إلى 0.66٪ من أكاسيد المعادن النادرة. قد تقارن الرواسب المحتملة في الدرجة برواسب نوع امتصاص الأيونات في جنوب الصين والتي توفر الجزء الأكبر من إنتاج مناجم أكسيد المعادن النادرة الصينية، والتي تتراوح درجة تركيزها في نطاق 0.05٪ إلى 0.5٪ من أكسيد المعادن النادرة. ^{[117] [118]}

مصدر آخر تم تطويره مؤخرًا للعناصر الأرضية النادرة هو النفايات الإلكترونية والنفايات الأخرى التي تحتوي على مكونات أرضية نادرة كبيرة. ^[119] لقد جعلت التطورات في تكنولوجيا إعادة التدوير استخراج العناصر الأرضية النادرة من هذه المواد أقل تكلفة. ^[120] تعمل مصانع إعادة التدوير في اليابان، حيث يوجد ما يقدر بنحو 300000 طن من العناصر الأرضية النادرة في الإلكترونيات غير المستخدمة. ^[121] في فرنسا ، تقوم مجموعة Rhodia بإنشاء مصنعين، في لاروشيل وسانت فونس ، لإنتاج 200 طن من العناصر الأرضية النادرة سنويًا من مصابيح الفلورسنت المستعملة والمغناطيس والبطاريات. ^{[122] [123]} الفحم ^[124] ومنتجات الفحم الثانوية، مثل الرماد والطين، هي مصدر محتمل للعناصر الحرجة بما في ذلك العناصر الأرضية النادرة (REE) بكميات تقدر في نطاق 50 مليون طن متري. ^[125]

في إحدى الدراسات، تم خلط الرماد المتطاير مع الكربون الأسود ثم إرسال نبضة تيار مدتها ثانية واحدة عبر الخليط، مما أدى إلى تسخينه إلى 3000 درجة مئوية (5430 درجة فهرنهايت). يحتوي الرماد المتطاير على قطع مجهرية من الزجاج تغلف المعادن. تعمل الحرارة على تحطيم الزجاج، مما يعرض المعادن النادرة. كما يحول التسخين السريع الفوسفات إلى أكاسيد، وهي أكثر قابلية للذوبان وقابلية للاستخراج. باستخدام حمض الهيدروكلوريك بتركيزات أقل من 1٪ من الطرق التقليدية، استخرجت العملية ضعف كمية المواد. ^[126]

وفقًا لأستاذ الكيمياء أندريا سيلا ، فإن العناصر الأرضية النادرة تختلف عن العناصر الأخرى، حيث إنها عند النظر إليها تحليليًا، لا يمكن فصلها تقريبًا، ولها نفس الخصائص الكيميائية تقريبًا. ومع ذلك، من حيث خصائصها الإلكترونية والمغناطيسية، فإن كل منها يشغل مكانة تكنولوجية فريدة لا يمكن لأي شيء آخر أن يشغلها. ^[2] على سبيل المثال، "يمكن دمج العناصر الأرضية النادرة البراسيوديميوم (Pr) والنيوديميوم ( Nd) داخل الزجاج، كما أنها تقطع تمامًا وهج اللهب عند نفخ الزجاج ." ^[2]

لقد توسعت استخدامات وتطبيقات والطلب على العناصر الأرضية النادرة على مر السنين. وعلى مستوى العالم، تُستخدم معظم العناصر الأرضية النادرة في المحفزات والمغناطيسات. ^[127] وفي الولايات المتحدة، تُستخدم أكثر من نصف العناصر الأرضية النادرة في المحفزات؛ كما تُستخدم أيضًا في صناعة السيراميك والزجاج والتلميع. ^[128]

تُستخدم العناصر الأرضية النادرة في إنتاج المغناطيسات عالية الأداء والسبائك والزجاج والإلكترونيات. يُعد كل من Ce وLa مهمين كمحفزات، ويُستخدمان في تكرير البترول وكمضافات للديزل . يُعد Nd مهمًا في إنتاج المغناطيس في التقنيات التقليدية ومنخفضة الكربون. تُستخدم العناصر الأرضية النادرة في هذه الفئة في المحركات الكهربائية للمركبات الهجينة والكهربائية ، والمولدات في بعض توربينات الرياح ، ومحركات الأقراص الصلبة، والإلكترونيات المحمولة، والميكروفونات، ومكبرات الصوت. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تعتبر عناصر Ce وLa وNd مهمة في صناعة السبائك وفي إنتاج خلايا الوقود وبطاريات هيدريد النيكل والمعدن . تعتبر عناصر Ce وGa وNd مهمة في الإلكترونيات وتستخدم في إنتاج شاشات LCD والبلازما والألياف الضوئية والليزر، ^[129] وفي التصوير الطبي. الاستخدامات الإضافية للعناصر الأرضية النادرة هي كمواد تتبع في التطبيقات الطبية والأسمدة ومعالجة المياه. ^[29]

لقد تم استخدام العناصر الأرضية النادرة في الزراعة لزيادة نمو النباتات والإنتاجية ومقاومة الإجهاد دون آثار سلبية على الاستهلاك البشري والحيواني. يتم استخدام العناصر الأرضية النادرة في الزراعة من خلال الأسمدة المخصبة بالعناصر الأرضية النادرة وهي ممارسة مستخدمة على نطاق واسع في الصين. ^[130] بالإضافة إلى ذلك، تعد العناصر الأرضية النادرة من الإضافات العلفية للماشية مما أدى إلى زيادة الإنتاج مثل الحيوانات الأكبر حجمًا وزيادة إنتاج البيض ومنتجات الألبان. ومع ذلك، أدت هذه الممارسة إلى تراكم العناصر الأرضية النادرة بيولوجيًا داخل الماشية وأثرت على نمو النباتات والطحالب في هذه المناطق الزراعية. ^[131] بالإضافة إلى ذلك، في حين لم يتم ملاحظة أي آثار سيئة عند التركيزات المنخفضة الحالية، فإن التأثيرات على المدى الطويل ومع التراكم بمرور الوقت غير معروفة مما دفع بعض الدعوات إلى إجراء المزيد من البحث في تأثيراتها المحتملة. ^{[130] [132]}

توجد العناصر الأرضية النادرة بشكل طبيعي بتركيزات منخفضة للغاية في البيئة. وغالبًا ما توجد المناجم في بلدان حيث تكون المعايير البيئية والاجتماعية منخفضة للغاية، مما يؤدي إلى انتهاكات حقوق الإنسان وإزالة الغابات وتلوث الأراضي والمياه. ^{[133] [134]} وبشكل عام، يُقدر أن استخراج طن واحد من العناصر الأرضية النادرة ينتج عنه حوالي 2000 طن من النفايات السامة جزئيًا، بما في ذلك طن واحد من النفايات المشعة. أنتج أكبر موقع لتعدين العناصر الأرضية النادرة، بايان أوبو في الصين، أكثر من 70000 طن من النفايات المشعة، التي تلوث المياه الجوفية. ^[135]

بالقرب من مواقع التعدين والصناعة، يمكن أن ترتفع تركيزات العناصر الأرضية النادرة إلى عدة أضعاف مستويات الخلفية الطبيعية. بمجرد دخولها إلى البيئة، يمكن أن تتسرب العناصر الأرضية النادرة إلى التربة حيث يتم تحديد نقلها من خلال عوامل عديدة مثل التآكل، والعوامل الجوية، ودرجة الحموضة، وهطول الأمطار، والمياه الجوفية، وما إلى ذلك. تعمل مثل المعادن إلى حد كبير، ويمكن أن تتنوع اعتمادًا على حالة التربة إما متحركة أو ممتصة بجزيئات التربة. اعتمادًا على توافرها البيولوجي، يمكن امتصاص العناصر الأرضية النادرة في النباتات ثم استهلاكها لاحقًا من قبل البشر والحيوانات. يساهم تعدين العناصر الأرضية النادرة، واستخدام الأسمدة المخصبة بالعناصر الأرضية النادرة، وإنتاج الأسمدة الفوسفورية في تلوث العناصر الأرضية النادرة. ^[136] علاوة على ذلك، يتم استخدام الأحماض القوية أثناء عملية استخراج العناصر الأرضية النادرة، والتي يمكن أن تتسرب بعد ذلك إلى البيئة وتنتقل عبر المسطحات المائية وتؤدي إلى تحمض البيئات المائية. مادة مضافة أخرى لتعدين العناصر الأرضية النادرة التي تساهم في تلوث البيئة بالعناصر الأرضية النادرة هي أكسيد السيريوم ( CeO2)
₂)، والذي يتم إنتاجه أثناء احتراق الديزل ويتم إطلاقه كعادم، مما يساهم بشكل كبير في تلوث التربة والمياه. ^[131]

إن التعدين والتكرير وإعادة تدوير المعادن النادرة لها عواقب بيئية خطيرة إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح. تشكل المخلفات المشعة منخفضة المستوى الناتجة عن وجود الثوريوم واليورانيوم في خامات المعادن النادرة خطرًا محتملاً ^{[137] [138]} ويمكن أن يؤدي التعامل غير السليم مع هذه المواد إلى أضرار بيئية واسعة النطاق. في مايو 2010، أعلنت الصين عن حملة صارمة كبرى لمدة خمسة أشهر على التعدين غير القانوني من أجل حماية البيئة ومواردها. ومن المتوقع أن تتركز هذه الحملة في الجنوب، ^[139] حيث تكون المناجم - وهي عادةً عمليات صغيرة وريفية وغير قانونية - عرضة بشكل خاص لإطلاق النفايات السامة في إمدادات المياه العامة. ^{[43] [140]} ومع ذلك، حتى العملية الكبرى في باوتو ، في منغوليا الداخلية، حيث يتم تكرير الكثير من إمدادات المعادن النادرة في العالم، تسببت في أضرار بيئية كبيرة. ^[141] وقد قدرت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية أن تكاليف التنظيف في مقاطعة جيانغشي بلغت 5.5 مليار دولار. ^[134]

ومع ذلك، فمن الممكن تصفية واستعادة أي عناصر أرضية نادرة تتدفق مع مياه الصرف الصحي من منشآت التعدين. ومع ذلك، قد لا تكون مثل هذه المعدات الخاصة بالتصفية والاستعادة موجودة دائمًا في المنافذ التي تحمل مياه الصرف الصحي. ^{[142] [143] [144]}

العناصر الأرضية النادرة (REEs) ضرورية للتكنولوجيات الحديثة والمجتمع وهي من بين العناصر الأكثر أهمية. على الرغم من ذلك، عادةً ما يتم إعادة تدوير حوالي 1٪ فقط من العناصر الأرضية النادرة من المنتجات النهائية. ^[145] إن إعادة تدوير وإعادة استخدام العناصر الأرضية النادرة ليس بالأمر السهل: فهذه العناصر موجودة في الغالب بكميات ضئيلة في الأجزاء الإلكترونية الصغيرة ويصعب فصلها كيميائيًا. ^[146] على سبيل المثال، يتطلب استرداد النيوديميوم تفكيك محركات الأقراص الصلبة يدويًا لأن تقطيع المحركات لا يستعيد سوى 10٪ من العناصر الأرضية النادرة. ^[147]

لقد تم التركيز بشكل متزايد على إعادة تدوير وإعادة استخدام العناصر الأرضية النادرة في السنوات الأخيرة. وتشمل المخاوف الرئيسية التلوث البيئي أثناء إعادة تدوير العناصر الأرضية النادرة وزيادة كفاءة إعادة التدوير. تشير الأدبيات المنشورة في عام 2004 إلى أنه إلى جانب التخفيف من التلوث الذي تم إنشاؤه مسبقًا، فإن سلسلة التوريد الأكثر دائرية من شأنها أن تساعد في تخفيف بعض التلوث عند نقطة الاستخراج. وهذا يعني إعادة تدوير وإعادة استخدام العناصر الأرضية النادرة التي هي قيد الاستخدام بالفعل أو وصلت إلى نهاية دورة حياتها. ^[132] تقترح دراسة نُشرت في عام 2014 طريقة لإعادة تدوير العناصر الأرضية النادرة من بطاريات هيدريد النيكل والمعدن المستهلكة، مما يدل على معدل استرداد يبلغ 95.16٪. ^[148] يمكن أيضًا استرداد العناصر الأرضية النادرة من النفايات الصناعية مع إمكانية عملية للحد من التأثيرات البيئية والصحية الناجمة عن التعدين وتوليد النفايات والواردات إذا تم توسيع نطاق العمليات المعروفة والتجريبية. ^{[149] [150]} تشير إحدى الدراسات إلى أن "تنفيذ نهج الاقتصاد الدائري يمكن أن يقلل ما يصل إلى 200 مرة من التأثير في فئة تغير المناخ وما يصل إلى 70 مرة من التكلفة بسبب تعدين العناصر الأرضية النادرة". ^[151] في معظم الدراسات المبلغ عنها التي راجعتها مراجعة علمية ، "تخضع النفايات الثانوية للغسيل الكيميائي و/أو البيولوجي تليها عمليات استخلاص بالمذيبات للفصل النظيف للعناصر الأرضية النادرة". ^[152]

حاليًا، يأخذ الناس في الاعتبار موردان أساسيان للإمداد الآمن بالعناصر الأرضية النادرة: الأول هو استخراج العناصر الأرضية النادرة من الموارد الأولية مثل المناجم التي تحتوي على خامات تحتوي على العناصر الأرضية النادرة، ورواسب الطين المستضافة بالريجوليث، ^[153] ورواسب قاع المحيط، ورماد الفحم المتطاير، ^[154] وما إلى ذلك. طور أحد الباحثين نظامًا أخضر لاستعادة العناصر الأرضية النادرة من رماد الفحم المتطاير باستخدام السترات والأكسالات التي تعد ربيطة عضوية قوية وقادرة على التعقيد أو الترسيب مع العناصر الأرضية النادرة. ^[155] أما المورد الآخر فهو من الموارد الثانوية مثل النفايات الإلكترونية والصناعية والنفايات البلدية. تحتوي النفايات الإلكترونية على تركيز كبير من العناصر الأرضية النادرة، وبالتالي فهي الخيار الأساسي لإعادة تدوير العناصر الأرضية النادرة الآن ^{[ متى؟ ]} . وفقًا لدراسة، يتم إلقاء ما يقرب من 50 مليون طن متري من النفايات الإلكترونية في مكبات النفايات في جميع أنحاء العالم كل عام. وعلى الرغم من حقيقة أن النفايات الإلكترونية تحتوي على كمية كبيرة من العناصر الأرضية النادرة، إلا أن 12.5% ​​فقط من النفايات الإلكترونية يتم إعادة تدويرها حاليًا لجميع المعادن. ^[146]

تسبب تعدين العناصر الأرضية النادرة في تلوث التربة والمياه حول مناطق الإنتاج، مما أثر على الغطاء النباتي في هذه المناطق من خلال تقليل إنتاج الكلوروفيل ، مما يؤثر على عملية التمثيل الضوئي ويثبط نمو النباتات. ^[131] ومع ذلك، فإن تأثير تلوث العناصر الأرضية النادرة على الغطاء النباتي يعتمد على النباتات الموجودة في البيئة الملوثة: لا تحتفظ جميع النباتات بالعناصر الأرضية النادرة وتمتصها. أيضًا، تعتمد قدرة الغطاء النباتي على امتصاص العناصر الأرضية النادرة على نوع العناصر الأرضية النادرة الموجودة في التربة، وبالتالي هناك العديد من العوامل التي تؤثر على هذه العملية. ^[156] النباتات الزراعية هي النوع الرئيسي من النباتات المتأثرة بتلوث العناصر الأرضية النادرة في البيئة، والنباتان اللذان لديهما فرصة أعلى لامتصاص وتخزين العناصر الأرضية النادرة هما التفاح والبنجر. ^[136] علاوة على ذلك، هناك احتمال أن تتسرب العناصر الأرضية النادرة إلى البيئات المائية وتمتصها النباتات المائية، والتي يمكن أن تتراكم بيولوجيًا بعد ذلك وتدخل سلسلة الغذاء البشرية إذا اختارت الماشية أو البشر تناول النباتات. ومن الأمثلة على هذا الموقف حالة زهرة الياسمين المائية ( Eichhornia crassipes) في الصين، حيث تلوثت المياه بسبب استخدام سماد غني بالعناصر الأرضية النادرة في منطقة زراعية قريبة. أصبحت البيئة المائية ملوثة بالسيريوم مما أدى إلى أن تصبح زهرة الياسمين المائية أكثر تركيزًا في السيريوم بثلاث مرات من المياه المحيطة بها. ^[156]

إن الخصائص الكيميائية للعناصر الأرضية النادرة متشابهة للغاية لدرجة أنه من المتوقع أن تظهر سمية مماثلة لدى البشر. تظهر دراسات الوفيات أن العناصر الأرضية النادرة ليست شديدة السمية. ^[157] وقد ثبت أن استنشاق الغبار المحتوي على مستويات عالية (60%) من العناصر الأرضية النادرة يسبب التهاب الرئة ولكن الآلية غير معروفة. ^[157]

في حين أن العناصر الأرضية النادرة ليست ملوثة رئيسية، فإن زيادة استخدام العناصر الأرضية النادرة في التقنيات الجديدة قد زادت من الحاجة إلى فهم مستويات التعرض الآمنة لها بالنسبة للبشر. ^[158] يمكن أن يكون أحد الآثار الجانبية لتعدين العناصر الأرضية النادرة هو التعرض للثوريوم المشع الضار كما تم إثباته في منجم كبير في باتو (منغوليا). ^[159] يمكن أن تؤدي عملية تعدين وصهر العناصر الأرضية النادرة إلى إطلاق الفلوريد المحمول جواً والذي سيرتبط بالجسيمات المعلقة الكلية (TSP) لتكوين الهباء الجوي الذي يمكن أن يدخل الجهاز التنفسي البشري. تُظهر الأبحاث من باوتو، الصين، أن تركيز الفلوريد في الهواء بالقرب من مناجم العناصر الأرضية النادرة أعلى من القيمة الحدية من منظمة الصحة العالمية، لكن الآثار الصحية لهذا التعرض غير معروفة. ^[160]

وقد أظهرت تحاليل عينات الأشخاص الذين يعيشون بالقرب من المناجم في الصين أن مستويات العناصر الأرضية النادرة في دمائهم وبولهم وعظامهم وشعرهم أعلى عدة مرات من مستويات العناصر الأرضية النادرة في عينات عينات الأشخاص الذين يعيشون بعيداً عن مواقع التعدين، مما يشير إلى احتمال تراكم العناصر الأرضية النادرة بيولوجياً . وكان هذا المستوى الأعلى مرتبطاً بالمستويات العالية من العناصر الأرضية النادرة الموجودة في الخضروات التي يزرعونها والتربة ومياه الآبار، مما يشير إلى أن المستويات المرتفعة كانت ناجمة عن المنجم القريب. ومع ذلك، فإن المستويات التي تم العثور عليها لم تكن مرتفعة بما يكفي للتسبب في آثار صحية. ^[161] ويشير تحليل العناصر الأرضية النادرة في غبار الشوارع في الصين إلى "عدم وجود خطر صحي متزايد". ^[162] وبالمثل، وجد تحليل المحاصيل الحبوب في مناطق التعدين في الصين مستويات منخفضة للغاية بالنسبة للمخاطر الصحية. ^[163]

وقد وجدت التجارب التي تعرض الفئران لمركبات السيريوم المختلفة تراكمًا في المقام الأول في الرئتين والكبد. وقد أدى هذا إلى نتائج صحية سلبية مختلفة مرتبطة بهذه الأعضاء. ^[164] تمت إضافة العناصر الأرضية النادرة إلى الأعلاف في الماشية لزيادة كتلة أجسامها وزيادة إنتاج الحليب. ^[164] تُستخدم بشكل شائع لزيادة كتلة جسم الخنازير، وقد اكتُشف أن العناصر الأرضية النادرة تزيد من قابلية الهضم واستخدام المغذيات في الجهاز الهضمي للخنازير. ^[164] تشير الدراسات إلى استجابة الجرعة عند النظر في السمية مقابل التأثيرات الإيجابية. في حين يبدو أن الجرعات الصغيرة من البيئة أو مع الإدارة المناسبة لا تسبب أي آثار ضارة، فقد ثبت أن الجرعات الأكبر لها تأثيرات سلبية على وجه التحديد في الأعضاء التي تتراكم فيها. ^[164] أدت عملية استخراج العناصر الأرضية النادرة في الصين إلى تلوث التربة والمياه في مناطق معينة، والتي عند نقلها إلى المسطحات المائية يمكن أن تتراكم بيولوجيًا داخل الكائنات الحية المائية. علاوة على ذلك، في بعض الحالات، تم تشخيص الحيوانات التي تعيش في مناطق ملوثة بالعناصر الأرضية النادرة بمشاكل في الأعضاء أو الجهاز. ^[131] تم استخدام العناصر الأرضية النادرة في تربية الأسماك في المياه العذبة لأنها تحمي الأسماك من الأمراض المحتملة. ^[164] أحد الأسباب الرئيسية لاستخدامها بشغف في تغذية الماشية هو أنها حققت نتائج أفضل من معززات الأعلاف غير العضوية للماشية. ^[165]

This section needs to be updated. Please help update this article to reflect recent events or newly available information. (May 2019)

بعد التلوث الإشعاعي الذي حدث في منجم بوكيت ميراه عام 1982 ، أصبح المنجم في ماليزيا محوراً لعملية تنظيف بقيمة 100 مليون دولار أميركي جارية في عام 2011. وبعد الانتهاء من دفن 11000 شاحنة محملة بالمواد الملوثة بالإشعاع على قمة التل، من المتوقع أن يتضمن المشروع في صيف عام 2011 إزالة "أكثر من 80000 برميل فولاذي من النفايات المشعة إلى مستودع قمة التل". ^[109]

في مايو 2011، بعد كارثة فوكوشيما النووية ، اندلعت احتجاجات واسعة النطاق في كوانتان ضد مصفاة ليناس والنفايات المشعة الناتجة عنها. يحتوي الخام الذي سيتم معالجته على مستويات منخفضة للغاية من الثوريوم، وقال مؤسس ليناس والرئيس التنفيذي نيكولاس كورتيس "لا يوجد أي خطر على الصحة العامة على الإطلاق". تي جايابالان، وهو طبيب يقول إنه كان يراقب ويعالج المرضى المتأثرين بمصنع ميتسوبيشي، "حذر من تأكيدات ليناس. يقول إن الحجة القائلة بأن المستويات المنخفضة من الثوريوم في الخام تجعله أكثر أمانًا لا معنى لها، لأن التعرض للإشعاع تراكمي". ^[166] تم إيقاف بناء المنشأة حتى اكتمال تحقيق لجنة مستقلة تابعة للأمم المتحدة للوكالة الدولية للطاقة الذرية ، ومن المتوقع أن يتم ذلك بحلول نهاية يونيو 2011. ^[167] أعلنت الحكومة الماليزية عن قيود جديدة في أواخر يونيو. ^[110]

وقد اكتملت التحقيقات التي أجرتها لجنة تابعة للوكالة الدولية للطاقة الذرية ولم يتم إيقاف أي بناء. ويسير العمل في محطة ليناس وفقاً للميزانية المقررة وفي الموعد المحدد لبدء الإنتاج في عام 2011. وخلصت الوكالة الدولية للطاقة الذرية في تقرير أصدرته في يونيو/حزيران 2011 إلى أنها لم تجد أي حالة "عدم امتثال لمعايير السلامة الإشعاعية الدولية" في المشروع. ^[168]

إذا تم اتباع معايير السلامة المناسبة، فإن تعدين العناصر الأرضية النادرة يكون له تأثير منخفض نسبيًا. غالبًا ما تجاوزت شركة موليكورب (قبل الإفلاس) اللوائح البيئية لتحسين صورتها العامة. ^[169]

في جرينلاند، هناك نزاع كبير حول ما إذا كان ينبغي البدء في منجم جديد للأرض النادرة في كفانيفيلد بسبب المخاوف البيئية. ^[170]

استشهدت الصين رسميًا باستنزاف الموارد والمخاوف البيئية كأسباب للحملة الوطنية الصارمة على قطاع إنتاج المعادن الأرضية النادرة. ^[58] ومع ذلك، فقد تم أيضًا نسب دوافع غير بيئية إلى سياسة الصين للأرض النادرة. ^[141] وفقًا لمجلة الإيكونوميست ، "إن خفض صادراتهم من المعادن الأرضية النادرة ... يدور حول نقل الشركات المصنعة الصينية إلى أعلى سلسلة التوريد، حتى يتمكنوا من بيع السلع النهائية القيمة للعالم بدلاً من المواد الخام المتواضعة." ^[171] علاوة على ذلك، تتمتع الصين حاليًا باحتكار فعال لسلسلة قيمة المعادن الأرضية النادرة في العالم. ^[172] (جميع المصافي ومصانع المعالجة التي تحول الخام إلى عناصر قيمة. ^[173] ) وعلى حد تعبير دينج شياو بينج، وهو سياسي صيني من أواخر السبعينيات إلى أواخر الثمانينيات، "الشرق الأوسط لديه النفط؛ ولدينا المعادن النادرة ... وهي ذات أهمية استراتيجية بالغة الأهمية؛ يجب أن نتأكد من التعامل مع قضية المعادن النادرة بشكل صحيح والاستفادة الكاملة من ميزة بلدنا في موارد المعادن النادرة". ^[174]

ومن الأمثلة المحتملة على التحكم في السوق القسم التابع لشركة جنرال موتورز الذي يتعامل مع أبحاث المغناطيس المصغر، والذي أغلق مكتبه في الولايات المتحدة ونقل جميع موظفيه إلى الصين في عام 2006 ^[175] (لا تنطبق حصة التصدير الصينية إلا على المعدن ولكن ليس على المنتجات المصنوعة من هذه المعادن مثل المغناطيس).

وقد وردت أنباء ^[176] ، ولكن تم نفيها رسميًا ^[177]، تفيد بأن الصين فرضت حظرًا على تصدير شحنات أكاسيد المعادن النادرة (ولكن ليس السبائك) إلى اليابان في 22 سبتمبر 2010، ردًا على احتجاز قبطان قارب صيد صيني من قبل خفر السواحل الياباني . ^{[178] [60]} وفي 2 سبتمبر 2010، قبل أيام قليلة من حادث قارب الصيد، ذكرت مجلة الإيكونوميست أن "الصين ... أعلنت في يوليو عن أحدث سلسلة من تخفيضات الصادرات السنوية، وهذه المرة بنسبة 40٪ لتصل إلى 30258 طنًا على وجه التحديد". ^{[179] [60]}

حددت وزارة الطاقة الأمريكية في تقريرها عن استراتيجية المواد الحرجة لعام 2010 عنصر الديسبروسيوم باعتباره العنصر الأكثر أهمية من حيث الاعتماد على الاستيراد. ^[180]

في عام 2011، أصدر المسح الجيولوجي الأميركي ووزارة الداخلية الأميركية تقريراً بعنوان "صناعة المعادن النادرة في الصين"، والذي يسلط الضوء على اتجاهات الصناعة في الصين ويدرس السياسات الوطنية التي قد توجه مستقبل إنتاج البلاد. ويشير التقرير إلى أن تقدم الصين في إنتاج المعادن النادرة تسارع على مدى العقدين الماضيين. ففي عام 1990، كانت الصين تمثل 27% فقط من هذه المعادن. وفي عام 2009، بلغ الإنتاج العالمي 132 ألف طن متري؛ وأنتجت الصين 129 ألف طن من هذه المعادن. ووفقاً للتقرير، تشير الأنماط الأخيرة إلى أن الصين سوف تبطئ تصدير مثل هذه المواد إلى العالم: "نظراً لزيادة الطلب المحلي، خفضت الحكومة تدريجياً حصة التصدير خلال السنوات العديدة الماضية". وفي عام 2006، سمحت الصين لـ 47 من منتجي وتجار المعادن النادرة المحليين و12 من منتجي المعادن النادرة الصينيين والأجانب بالتصدير. ومنذ ذلك الحين، شددت الضوابط سنوياً؛ وبحلول عام 2011، لم يتم الترخيص سوى لـ 22 من منتجي وتجار الأتربة النادرة المحليين و9 من منتجي الأتربة النادرة الصينيين والأجانب. ومن المرجح أن تحافظ سياسات الحكومة المستقبلية على ضوابط صارمة: "وفقًا لمسودة خطة تطوير الأتربة النادرة في الصين، قد يقتصر الإنتاج السنوي للأتربة النادرة على ما بين 130 ألفًا و140 ألف طن متري خلال الفترة من 2009 إلى 2015. وقد تبلغ حصة التصدير لمنتجات الأتربة النادرة حوالي 35 ألف طن متري وقد تسمح الحكومة لـ 20 من منتجي وتجار الأتربة النادرة المحليين بتصدير الأتربة النادرة". ^[181]

تقوم هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية بمسح جنوب أفغانستان بشكل نشط بحثًا عن رواسب الأرض النادرة تحت حماية القوات العسكرية الأمريكية. منذ عام 2009، أجرت هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية مسوحات الاستشعار عن بعد بالإضافة إلى العمل الميداني للتحقق من مزاعم السوفييت بوجود صخور بركانية تحتوي على معادن أرضية نادرة في ولاية هلمند بالقرب من قرية خاناشين . حدد فريق الدراسة التابع لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية منطقة كبيرة من الصخور في وسط بركان منقرض يحتوي على عناصر أرضية نادرة خفيفة بما في ذلك السيريوم والنيوديميوم. وقد رسمت خريطة لـ 1.3 مليون طن متري من الصخور المرغوبة، أو حوالي عشر سنوات من العرض بمستويات الطلب الحالية. وقد قدر البنتاغون قيمتها بحوالي 7.4 مليار دولار. ^[182]

وقد قيل إن الأهمية الجيوسياسية للمعادن النادرة قد تم تضخيمها في الأدبيات حول الجغرافيا السياسية للطاقة المتجددة، مما قلل من تقدير قوة الحوافز الاقتصادية لتوسيع الإنتاج. ^{[183] ​​[184]} وهذا يتعلق بشكل خاص بالنيوديميوم. نظرًا لدوره في المغناطيسات الدائمة المستخدمة في توربينات الرياح، فقد قيل إن النيوديميوم سيكون أحد الأهداف الرئيسية للمنافسة الجيوسياسية في عالم يعمل بالطاقة المتجددة. لكن هذا المنظور تعرض لانتقادات لفشله في إدراك أن معظم توربينات الرياح بها تروس ولا تستخدم مغناطيسات دائمة. ^[184]

تدور أحداث فيلم الجريمة والإثارة الدولي الكلاسيكي الذي أخرجه إريك أمبلر عام 1967 بعنوان "قصة قذرة" (المعروف أيضًا باسم " هذا السلاح للإيجار " ، ولكن لا ينبغي الخلط بينه وبين فيلم "هذا السلاح للإيجار" (1942)) حول صراع بين كارتلين متنافسين للتعدين للسيطرة على قطعة أرض في دولة أفريقية خيالية تحتوي على رواسب غنية من خامات الأرض النادرة القابلة للتعدين. ^[185]

• قائمة العناصر التي تواجه نقصًا
• جواز سفر المواد : يسرد المواد المستخدمة في المنتجات
• نهاية الملح في بينسانا
• المعادن الثمينة
• مغناطيس من العناصر الأرضية النادرة
• المعادن النادرة

وسائل الإعلام الخارجية
صوتي
"العناصر الأرضية النادرة: التكلفة الخفية لسحرها"، بودكاست Distillations والنص المكتوب، الحلقة 242، 25 يونيو 2019، معهد تاريخ العلوم
فيديو
"10 طرق تجعل بها العناصر الأرضية النادرة الحياة أفضل"، رسوم متحركة، معهد تاريخ العلوم
"العناصر الأرضية النادرة: تقاطع العلم والمجتمع"، عرض ومناقشة بقيادة إيرا فلاتو ، معهد تاريخ العلوم ، 24 سبتمبر 2019

• الوسائط المتعلقة بالعناصر الأرضية النادرة في ويكيميديا ​​كومنز
• العناصر الأرضية النادرة في موسوعة بريتانيكا