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May 30, 2023

Materiales de MP: ¡Qué éxito!

Fábrica de imanes permanentes MP Materials en construcción en Alliance, Fort

Fábrica de imanes permanentes MP Materials en construcción en Alliance, Fort Worth, Texas.

MP Materials está construyendo una nueva fábrica de imanes permanentes en Alliance, parte del área metropolitana de Fort Worth, Texas. Esto es parte de una inversión de 700 millones de dólares para reactivar una parte crítica pero a menudo pasada por alto de la cadena de suministro de vehículos eléctricos (EV): la fabricación de imanes permanentes de tierras raras. China es el proveedor dominante a nivel mundial que controla el 87% del mercado mundial de imanes permanentes y, gracias a su control de la mayor parte de la producción mundial de tierras raras, también es el productor de bajo costo. Sin embargo, MP Materials está construyendo una cadena de suministro estadounidense totalmente nacional frente a estos desafíos. Hay seis partes de su estrategia que merecen una mirada más cercana, ya que podrían servir como modelo para otros que están tratando de reorientar la producción de productos estratégicamente importantes.

Gran parte de la preocupación en torno a la seguridad de las cadenas de suministro de vehículos eléctricos se ha centrado en el litio, el ingrediente metálico clave de las baterías de alta capacidad. Los imanes permanentes han recibido menos atención, pero merecen una mirada más cercana. Desempeñan un papel fundamental en los motores compactos y eficientes como los que se requieren para los vehículos eléctricos, los generadores que se usan en las turbinas eólicas y una amplia gama de productos que van desde las unidades de disco para computadoras hasta los motores que se usan de manera omnipresente en casi cualquier cosa que convierta la electricidad en movimiento. Esto hace que los imanes permanentes también sean un componente crítico en la mayoría de los sistemas aeroespaciales y de defensa. El Pentágono detuvo recientemente las entregas del avión de combate polivalente Lockheed Martin F-35 Lighting II (también ensamblado en Fort Worth) porque la turbomáquina fabricada por Honeywell (parte del conjunto del generador de arranque) tenía materiales magnéticos provenientes de China. Los imanes permanentes más potentes están hechos de una aleación de neodimio (Nd), hierro (Fe) y boro (B) en forma de Nd2Fe14B. Para aquellos de ustedes que no son químicos, esto significa dos partes de neodimio, un elemento de tierras raras, 14 partes de hierro y una parte de boro. Como se discutió anteriormente, las tierras raras son una familia de elementos de los que la mayoría de la gente nunca ha oído hablar, sin embargo, juegan un papel fundamental en muchas tecnologías modernas. Los imanes de neodimio se fabrican con un proceso de sinterización o un proceso de unión. General Motors GM fue uno de los inventores originales de este tipo de imán en 1984.

Una vista de la mina y el sitio de procesamiento de minerales de MP Materials en Mountain Pass, CA.

MP Materials controla una de las principales fuentes mundiales de minerales de tierras raras: la mina Mountain Pass en California, a 50 millas al suroeste de Las Vegas, Nevada. Durante décadas fue la fuente de tierras raras más importante del mundo. También es la única fuente comercial desarrollada de mineral en el hemisferio occidental. Históricamente, la empresa vendía el mineral extraído a Shenghe Resources en Singapur (que había invertido dinero en la empresa), quien a su vez lo vendía a procesadores y fabricantes de imanes en China. Con la creciente demanda de vehículos eléctricos y turbinas eólicas, tenía mucho sentido integrarse verticalmente en la fabricación de imanes, suponiendo que pudiera encontrar personas que supieran cómo fabricarlos (y la empresa me asegura que lo ha hecho). En comparación con la lucha que vemos entre los fabricantes de baterías que intentan asegurar el suministro de litio, MP Materials ya tiene asegurado el suministro del ingrediente más crítico. Esa es una gran ventaja.

El propietario anterior de la mina Mountain Pass, Molycorp, Inc., había invertido más de $1700 millones entre 2011 y 2014, principalmente en la construcción de instalaciones de procesamiento y separación, pero también en la implementación de un flujo de proceso que utilizaba una gran cantidad de productos químicos para extraer los escasos -tierras. Molycorp quebró y MP Materials pudo adquirir la mina y las instalaciones de procesamiento en 2017 por $20,5 millones. La adquisición de activos en términos favorables siempre es una gran ventaja, ya que significa que tiene menos capital inmovilizado (en este caso, MUCHO menos).

Una vez que el mineral se extrae de la mina, debe procesarse para extraer los metales de tierras raras, generalmente en forma de óxidos, de todas las demás cosas que no desea (llamadas "ganga"). La mina Mountain Pass contiene un mineral llamado bastnasita, y el primer paso es triturar las rocas extraídas y triturarlas hasta obtener una lechada molida. Luego, la lechada pasa a un paso de flotación de espuma donde flota la bastnasita mientras se lava la ganga para producir un concentrado mineral. MP Materials ha optimizado un proceso que permite reciclar el 95% del agua utilizada en flotación y manejo de relaves. En comparación con la empresa predecesora, MP Materials ha podido producir más de 3,2 veces el volumen de concentrado utilizando el mismo equipo de capital. Eso significa que sus costos por tonelada de óxido de tierras raras se redujeron.

Una vista desde Utility Hill del área de Calciner en la mina MP Materials y el sitio de procesamiento de mineral en ... [+] Mountain Pass, CA.

En el siguiente paso, pasar de la producción de concentrados a la separación de óxidos de tierras raras individuales, MP implementó un nuevo esquema de extracción química para reducir los costos y la huella ambiental asociada. Los propietarios anteriores no habían optimizado el proceso para maximizar la producción de Nd y Praseodimio (Pr), que son esenciales para los imanes. En cambio, implementaron un proceso complejo que maximizó la producción de todas las tierras raras, incluidos elementos abundantes pero de bajo valor que no son esenciales para los imanes como el cerio (Ce) y el lantano (La). Para optimizar sus instalaciones de procesamiento para maximizar la producción de Nd y Pr, MP Materials reintrodujo un circuito de tostado, que permite la eliminación de cerio de bajo valor al principio del proceso de refinación y reduce drásticamente la energía, los productos químicos de procesamiento y las aguas residuales necesarias para producir mayor cantidad de cerio. -valor NdPr. Este material es el que MP Materials planea transformar en imanes en su nueva fábrica de Fort Worth.

Los inversores siempre se ponen nerviosos con las grandes operaciones de producción que requieren grandes inversiones de capital. ¿Cómo voy a obtener un retorno de mi inversión? ¿Quién va a comprar lo que producimos? Una solución es asegurar un "acuerdo de compra", lo que significa contratar a un cliente para comprar la producción. MP Materials contrató a General Motors (GM) para comprar materiales de tierras raras, aleaciones e imanes terminados para los motores eléctricos que utilizará en el GMC Hummer, Cadillac LYRIQ, Chevrolet Silverado y otros modelos EV que utilizarán sus plataformas de vehículos Ultium. , con una rampa de producción gradual a partir de finales de este año.

Los acuerdos de compra son bastante comunes para muchos proyectos de energía verde, ya que brindan un grado de certeza de demanda para inversiones que tardan mucho en obtener un rendimiento. Muchos proyectos de energía eólica no comienzan con la construcción hasta que se firma un acuerdo de compra. Otra posibilidad es una inversión directa en el proyecto: GM invirtió $650 millones en Lithium Americas Corporation para ayudarla a desarrollar la mina Thacker Pass en el condado de Humboldt, Nevada.

Una de las fuerzas que realmente hace que todo este proyecto funcione son los subsidios para la producción de minerales críticos bajo la Sección 45X de la Ley de Reducción de la Inflación (IRA). Esta disposición proporciona un crédito fiscal del 10% para la producción de tierras raras en Mountain Pass y otras instalaciones de producción de minerales críticos en todo Estados Unidos. Pero Matt Sloustcher, jefe de Asuntos Gubernamentales de MP Materials, señaló que "en 117.000 palabras de la Ley de Reducción de la Inflación, la palabra imán no se imprimió ni una sola vez". Para llenar este vacío, los miembros del Congreso introdujeron recientemente una legislación para otorgar un crédito de producción para la fabricación de imanes permanentes. Por supuesto, eventualmente cualquier subsidio llegará a su fin y, mientras tanto, MP Materials puede construir escala y reducir la curva de aprendizaje en costos. Esto es exactamente lo que hicieron los fabricantes chinos de vehículos eléctricos, por lo que no es un mal modelo.

MP Materials eligió Fort Worth porque la ciudad los quería. "Reconocimos la importancia de estos imanes en lo que respecta a la infraestructura nacional y lo importantes que son para garantizar que Texas y los EE. UU. tengan acceso directo a este tipo de tecnologías", explicó Robert Sturns, director de desarrollo económico de la ciudad de Fort. Valer. "Queríamos hacer todo lo posible para ayudar y asegurarnos de que Fort Worth pudiera ser parte de esto". Eso incluyó una reducción de impuestos de siete años, un espacio en Alliance que estaba permitido para la industria pesada, lo que significó que MP Materials pudo obtener rápidamente los permisos para comenzar la construcción. La velocidad de los permisos es un área en la que EE. UU. sufre mucho en comparación con el extranjero.

La disponibilidad de la fuerza laboral también es clave. El Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Texas A&M está creciendo rápidamente y pronto será uno de los departamentos de Ciencia de Materiales más grandes del país. A nivel local, la Universidad de Texas en Arlington está muy comprometida con la capacitación de ingenieros de próxima generación, y Tarrant County College está ayudando a enseñar las habilidades que MP Materials busca en los nuevos empleados.

El plan de fabricación nacional de MP Material es un gran ejemplo de cómo podría ser una estrategia de reasignación. Esperemos que funcione.