06 May 2025: UPSC Mains Daily Answer Writing

Que: China has suspended exports of rare earth elements amid the trade war with USA. What are rare earth metals and their major geographical hotspots? Discuss why rare earth metals are called seeds of technology.
(GS 3, 15 Marks, 250 Words)

प्रश्न. चीन ने अमेरिका के साथ व्यापार युद्ध के बीच दुर्लभ मृदा तत्वों (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) के निर्यात को निलंबित कर दिया है। दुर्लभ मृदा धातुएँ (रेयर अर्थ मेटल्स) और उनके प्रमुख भौगोलिक हॉटस्पॉट क्या हैं? चर्चा करें कि दुर्लभ मृदा धातुओं को प्रौद्योगिकी का बीज (सीड्स ऑफ टेक्नॉलाजी) क्यों कहा जाता है।
(जीएस 3, 15 अंक, 250 शब्द)

Approach:

• Introduction: Describe rare earth metals

• Body: Rare earth metals major geographical hotspots; rare earth metals as seeds of technology

• Conclusion: Way forward

Introduction: Rare Earth Elements (REEs):

Rare Earth Elements (REEs), as defined by the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) in 2005, are a group of 17 elements. These elements share similar properties such as high density and high conductivity. The 17 elements include 15 lanthanides plus scandium and yttrium.

• The main sources of REEs are minerals such as bastnasite, loparite and monazite.

• Based on their atomic numbers, they are divided into two groups:

  • Light group, also known as the Cerium group

  • Heavy group, also known as the Yttrium group

• Despite the name – rare earth elements – these elements are not so rare.

• They are found in abundance in the Earth’s crust.

• However, they’re rarely found in concentrations that are economically viable for mining. Therefore, extracting and processing REEs is complex and expensive, requiring high-end techniques and specialised labour to isolate and purify them.

Major Geographical Hotspots:

• REEs are unevenly dispersed across the globe, with some specific regions being prominent hotspots.

• China has the largest share of the world’s reserve of REEs – 44 million metric tons, with production of 2,70,000 metric tons annually.

• China accounted for over one-third of the world’s total REE production – 3,90,000 metric tons.

• After China, Brazil has the largest reserves – 21 million metric tons.

• The US holds 1.9 million metric tons of reserves.

• India

  • India has the third largest reserves of REEs, estimated at 6.9 million metric tons, largely in the states of Andhra Pradesh, Karnataka, Odisha, and Kerala.

  • The monazite sands in Kerala are particularly rich in REEs.

Seeds of Technology: Applications of Rare Earth Elements:

• REEs are critical for technologies ranging from smartphones, semiconductor fabrication and defence equipment.

• The first commercial use was in an incandescent lamp mantle, which is composed of 99% thorium oxide and 1% cerium oxide.

• The first successful technical use was in Sunglasses (Neophan).

• There has been a surge in the use of REEs in diverse sectors, driven by technological advancement.

• Consumer Electronics: Smartphones, computer screens, and televisions

• Medical Devices: x-ray machines, MRI agents and cancer treatment applications.

• Defence Sector: lasers, avionics, radar, precision-guided munitions, aircraft engines

• Due to their unique magnetic property, REEs are also used in green technologies like wind turbines, electric vehicles, and smart batteries.

Conclusion:

Despite their use in cleaner technology, the production of REEs is not so clean. It generates massive pollution, including dust, wastewater, and radioactive waste. It is crucial for the world to innovate sustainable mining practices and foster international partnerships. Practices like recycling electronic waste can provide an answer to issues like the demand-supply gap and reduce pressure on natural resources.

दृष्टिकोण:

• परिचय: दुर्लभ मृदा धातुओं (रेयर अर्थ मेटल्स) का संक्षिप्त वर्णन करें।

• मुख्य भाग: दुर्लभ पृथ्वी धातुएँ प्रमुख भौगोलिक हॉटस्पॉट; प्रौद्योगिकी के बीज के रूप में दुर्लभ पृथ्वी धातुएँ।

• निष्कर्ष: आगे की राह।

परिचय: दुर्लभ पृथ्वी तत्व (रेयर अर्थ एलीमेंट्स)

2005 में इंटरनेशनल यूनियन ऑफ़ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) द्वारा परिभाषित दुर्लभ पृथ्वी तत्व (REEs), 17 तत्वों का एक समूह है। ये तत्व उच्च घनत्व और उच्च चालकता जैसे समान गुणों को साझा करते हैं। 17 तत्वों में 15 लैंथेनाइड्स और स्कैंडियम और यिट्रियम शामिल हैं।

• दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) के मुख्य स्रोत बस्टनासाइट, लोपेराइट और मोनाजाइट जैसे खनिज हैं।

• उनकी परमाणु संख्या के आधार पर, उन्हें दो समूहों में विभाजित किया जाता है:

  • हल्का समूह, जिसे सेरियम समूह के रूप में भी जाना जाता है।

  • भारी समूह, जिसे यिट्रियम समूह के रूप में भी जाना जाता है।

• हालांकि नाम के बावजूद - दुर्लभ पृथ्वी तत्व - ये तत्व इतने दुर्लभ नहीं हैं, बल्कि वे भू-पर्पटी में प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं।

• हालांकि, वे शायद ही कभी उस सांद्रता में पाए जाते हैं, जो खनन के लिए आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो। इसलिए, दुर्लभ पृथ्वी तत्व (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) का निष्कर्षण और संसाधन जटिल और महंगा है, उन्हें अलग करने और शुद्ध करने के लिए उच्च-स्तरीय तकनीकों और विशेष श्रम की आवश्यकता होती है।

प्रमुख भौगोलिक हॉटस्पॉट:

• दुर्लभ पृथ्वी तत्व (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) दुनिया भर में असमान रूप से फैले हुए हैं, कुछ विशिष्ट क्षेत्र प्रमुख हॉटस्पॉट हैं।

• चीन के पास दुनिया के दुर्लभ पृथ्वी तत्व (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) के भंडार का सबसे बड़ा हिस्सा है - 44 मिलियन मीट्रिक टन, जिसका सालाना उत्पादन 2,70,000 मीट्रिक टन है।

• चीन दुनिया के कुल दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) उत्पादन का एक तिहाई से अधिक हिस्सा रखता है - 3,90,000 मीट्रिक टन।

• चीन के बाद, ब्राज़ील के पास सबसे बड़ा भंडार है - 21 मिलियन मीट्रिक टन।

• अमेरिका के पास 1.9 मिलियन मीट्रिक टन भंडार है।

• भारत

  • भारत में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) का तीसरा सबसे बड़ा भंडार मौजूद है, जिसका अनुमान 6.9 मिलियन मीट्रिक टन है, जो मुख्य रूप से आंध्र प्रदेश, कर्नाटक, ओडिशा और केरल राज्यों में है।

  • केरल में मोनाजाइट रेत विशेष रूप से दुर्लभ पृथ्वी तत्वों से समृद्ध है।

प्रौद्योगिकी के बीज (सीड्स ऑफ टेक्नॉलाजी): दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के अनुप्रयोग

• दुर्लभ पृथ्वी तत्व (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) स्मार्टफोन, सेमीकंडक्टर निर्माण और रक्षा उपकरणों से लेकर कई तरह की तकनीकों के लिए महत्वपूर्ण हैं।

• पहला व्यावसायिक उपयोग एक तापदीप्त लैंप मेंटल में किया गया था, जो 99% थोरियम ऑक्साइड और 1% सेरियम ऑक्साइड से बना है।

• पहला सफल तकनीकी उपयोग सनग्लास (नियोफैन) में किया गया था।

• तकनीकी प्रगति से प्रेरित होकर, विभिन्न क्षेत्रों में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के उपयोग में उछाल आया है।

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स: स्मार्टफोन, कंप्यूटर स्क्रीन और टेलीविजन

• चिकित्सा उपकरण: एक्स-रे मशीन, एमआरआई एजेंट और कैंसर उपचार अनुप्रयोग।

• रक्षा क्षेत्र: लेजर, एवियोनिक्स, रडार, सटीक-निर्देशित युद्ध सामग्री, विमान इंजन

• अपनी अनूठी चुंबकीय संपत्ति के कारण, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) का उपयोग पवन टर्बाइन, इलेक्ट्रिक वाहन और स्मार्ट बैटरी जैसी हरित प्रौद्योगिकियों में भी किया जाता है।

निष्कर्ष:

स्वच्छ तकनीक (क्लीन टेक्नॉलॉजी) में उनके उपयोग के बावजूद, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (रेयर अर्थ एलीमेंट्स) का उत्पादन इतना स्वच्छ नहीं है। यह धूल, अपशिष्ट जल और रेडियोधर्मी अपशिष्ट सहित भारी प्रदूषण उत्पन्न करता है। दुनिया के लिए संधारणीय खनन प्रथाओं को नया रूप देना और अंतर्राष्ट्रीय भागीदारी को बढ़ावा देना महत्वपूर्ण है। इलेक्ट्रॉनिक अपशिष्ट को रीसाइकिल करने जैसी प्रथाएँ मांग-आपूर्ति के अंतर जैसे मुद्दों का समाधान प्रदान कर सकती हैं और प्राकृतिक संसाधनों पर दबाव कम कर सकती हैं।

Note: 

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