Создание новой отрасли в России — миф или реальность

01.02.2015 22:00
Создание новой отрасли в России — миф или реальность
Иллюстрация:
www.irk.ru

Большое содержание редкоземельных металлов в недрах России наводят на мысль о необходимости создания новой отрасли. Эти металлы широко востребованы в ряде высокотехнологичных отраслей, которые в настоящее время полностью зависят от зарубежных поставок. Без редкоземельных металлов невозможна работа в авиации, космосе, радиоэлектроники, атомном производстве.

Востребованность редкоземельных металлов

От этих малоизвестных элементов зависит очень многое, на их основе работают планшеты, телевизоры, мобильные телефоны, и даже беспроводные инструменты. Несмотря на название, в природе они не так редки, просто содержатся в очень рассеянном состоянии, требующим немаленькие ресурсы для их извлечения. Редко встречаются целые залежи, имеющие огромную ценность из-за своей уникальности, например Ковдорское и Хибинское месторождения в России.

На данный момент времени, бесспорным лидером по их добыче является Китай, он охватил большую часть рынка. Но Китай постепенно снижает международные поставки, благодаря чему происходит рост стоимости редкоземельных металлов, а спрос всё больше возрастает.

Благодаря обширным собственным запасам вполне вероятно полностью прекратить закупку редкоземельных металлов за рубежом к 2020 году. За это время будут освоены собственные месторождения этих металлов, что полностью обеспечит нужды отечественных производств.

Основные работы по разработке и освоению месторождений редкоземельных металлов ведутся корпорацией «Ростех», большая часть инвестиций в эту отрасль идёт из бюджета, но идёт привлечение и частных структур. Участие государства обеспечивает не только материальную поддержку, но и является своеобразной страховкой от колебаний цен на мировом рынке. Начиная с 2020 года государство рассчитывает взять полный контроль надо разработкой и добычей редкоземельных металлов, а также подготовкой профессиональных кадров для этой отрасли. Можно рассчитывать, что начиная с этого времени добыча редкоземельных металлов станет полноценной отраслью.

Металлы, символ Ат.н. Ат.м.

Тпл,°С

Ткип,°С ?,кг/м3 Р*,%
Гадолиний, Gd 64 157 1312 3000 7890 8x10-4
Гольмий, Ho 67 165 1461 2600 5800 1.7x10-4
Диспрозий, Dy 65 162 1047 2600 8530

5x10-4

Европий, Eu 63 152 826 1440 5260 1.3x10-4
Иттрий, Y 39 88 1503 2930 4480 -
Иттербий, Yb 70 173 824 1430 6980 3.3x10-5
Лантан, La 57 139 920 3470 6170 2.9x10-5
Лютеций, Lu 71 175 1652 3330 9840 8x10-5
Неодим, Nd 60 144 1024 3030 7010 3.7x10-3
Празеодим, Pr 59 141 935 3130 6780 9x10-4
Прометий, Pm 61 145 1170 - 7260 -
Самарий, Sm 62 150 1072 1900 7540 8x10-4
Скандий, Sc 21 45 1539 2730 2990 -
Тербий, Tв 65 159 1356 2800 8270 4.3x10-4
Тулий, Tm 69 169 1545 1730 9330 2.7x10-4
Цербий, Ce 58 140 795 3470 6770 7x10-3
Эрбий, Er 68 167 1497 2900 9050 3.3x10-4

Для чего нужны редкоземельные металлы

Без участия редкоземельных металлов невозможно создание многих привычных нам предметов: от CD-дисков до сложной электроники. Катализаторы на их основе необходимы при создании ряда нефтепродуктов, с их участием изготавливаются различные сплавы.

Создание собственной богатой базы позволит задуматься об открытии новых производств в России, или привлечёт их строительство здесь зарубежными инвесторами.

В группу редкоземельных металлов входит 17 элементов, все они имеют сходные физико-химические качества, самым дорогим из них считается лютеций. Его цена на современном рынке составляет около 3,5 тысяч долларов за килограмм. Он очень легко поддаётся обработке и имеет неоценимое значение в космической индустрии. Не сильно отстают от него по своей стоимости — тербий (широко используется в лазерных технологиях и электроники), неодим (незаменим при изготовлении цветного стекла, постоянных магнитов и стекловолокна), европий (необходим для производства люминофор, широко используется в медицине и ядерной технологии). Эти металлы играют огромную роль в развитии и создании различных точных приборов, от них зависит и развитие нанотехнологий. Кроме всего прочего, эти металлы имеют огромное значение для развития медицины и оборонной промышленности. Они нужны для изготовления энергосберегающих ламп и приборов ночного видения. Большинство самых передовых технологий просто не в состоянии существовать без участия в их изготовлении редкоземельных металлов. С их помощью возможен уже в ближайшие годы значительный прорыв в энергетике.

Остальные элементы обладают таким же важным значением для ряда самых различных производств, только на их основе возможно создание особо мощных магнитов. Некоторые из них обладают интересным свойством менять свои физические размеры при намагничивании.

Редкоземельные металлы содержатся в руде в очень малых количествах, с этим и связана проблема их добычи, иногда они могут быть побочным продуктом при добыче других важных элементов. Но их огромная стоимость и большая востребованность оправдывают все издержки по их добыче. Основными источниками редкоземельных металлов можно считать можно считать руды карбонитовых месторождений. Именно здесь и в коре выветривания над ними можно найти эти ценные элементы. Концентрация их в руде очень невелика, в одной тонне может содержаться десятые доли процента, поэтому совсем небольшое количество этого вещества может иметь огромнейшую стоимость.

Все редкоземельные металлы можно подразделить на лёгкие (с 57 по 63 в таблице) и тяжелые (с 64 по 71), более распространены лёгкие. Тяжелые добываются намного сложнее, но они способны выдерживать более высокие температуры, из-за чего используются в основном в энергетике. Получение любых редкоземельных материалов является очень сложной производственной цепочкой, включающей в себя:

  •  добычу руды;
  •  извлечение из неё оксидов редкоземельных металлов;
  •  очистка полученного материала;
  •  создание необходимых сплавов из полученных оксидов;
  •  включение этих сплавов в составляющие какой-нибудь продукции;

Особо стоит отметить применение редкоземельных металлов в производстве ветряных генераторов, являющихся альтернативным видом энергии и пользующихся всё большей популярностью.

Мировой рынок редкоземельных металлов

В настоящее время Россией добывается всего лишь 2% от мировых объёмов редкоземельных металлов. При отсутствии развития этой отрасли эти объёмы продолжат снижаться. Если учесть, что цена на эти группы металлов на мировом рынке очень не стабильна, а Китай собирается прекратить их поставки, то развитие собственной базы по добыче является очень важной. Спрос на редкоземельные металлы растёт вместе с ростом востребованности и развития сверхточных технологий. Они используются в огромном количестве различных производств и их более широкое применение сдерживается лишь ненадёжностью в постоянных поставках. По своим запасам этих нужных элементов, Россия стоит на втором месте после Китая, третье место занимает США. Кроме того многие страны начали разработки собственных месторождений редкоземельных металлов. В ближайшие годы можно ожидать роста спроса на эти элементы в полтора-два раза. Тотальный контроль рынка позволяет Китаю устанавливать свои цены, также этот контроль помогает поддерживать свои геополитические цели. В 2009 году из-за разногласий с Японией, Китай прекратил поставку редкоземельных металлов, что вскоре ощутили на себе высокотехнологичные производства Японии. А в 2010 году было объявлено о том, что Китай отказался от продажи редкоземельных металлов в виде сырья. Теперь их продажа будет осуществляться только в виде уже конечного продукта, который отличается слишком большой стоимостью.

Основными препятствиями в открытии и разработке новых месторождений редкоземельных металлов является требования больших первоначальных вложений, а само месторождение начнёт давать прибыль лишь через 15 лет интенсивной работы.

Кроме проблемы разработки месторождения существует ещё и отсутствие нужных производств для работы с этими элементами, этим обладают немногие страны. Так как не все страны имеют доступ к сырью и достаточные средства для приобретения редкоземельных металлов, идёт постоянная разработка возможных заменителей. Например, одним из основных потребителей редкоземельных металлов, является автомобильная отрасль. В связи с высокой стоимостью этих элементов, крупные производители автомобилей вынуждены искать пути, снижающие их применение.

Роль России в добыче редкоземельных металлов

Все месторождения редких элементов нашей страны расположены в основном на севере и северо-востоке. Так как в данный момент эти регионы имеют низкое экономическое развитие, то открытие новых производств могло бы существенно повлиять на их поднятие.

Благодаря развитию отрасли добычи редкоземельных металлов, Россия может полностью освободиться от зависимости от импорта. Уже принято решение вкладывать огромные денежные средства в развитие отрасли и открытие новых месторождений. Кроме уже давно существующих разработок в Свердловской области, есть возможность развить добычу в Сибири и Карелии. В данный момент основными участниками таких работ является холдинг «Ростехнологии».

Одним из самых крупных из недавно открытых месторождений в России, является Томтор, расположенный в Сибири. Именно на него возлагаются огромные надежды в сфере пополнения российских запасов редкоземельных металлов. Томтор обладает огромными запасами и считается одним из самых рентабельных. Он занимает более 250 квадратных километров, что делает это месторождение самым крупнейшим в мире. Уже сейчас участниками разработок желают стать не только российские инвесторы, но и зарубежные компании. В данный момент проводится аукцион, но контрольный пакет акций будет принадлежать российским компаниям — это будет «Ростех» и группа ИСТ.

Можно сказать, что Россия оказалась откинута назад по разработкам месторождений из-за развала СССР. Ранее, все имеющиеся месторождения обеспечивали в большинстве своём оборонную отрасль, множество перерабатывающих предприятий находилось в разных республиках. После распада СССР все эти связи перестали работать и отрасль перестала развиваться.

В настоящее время Россия обладает огромной сырьевой базой, но не имеет нужных производств для её освоения. Разработка новых месторождений и создание новой отрасли может положительно повлиять на экономическое развитие страны в целом. Можно ожидать открытия новых и очень прибыльных производств, обеспечивающие рабочими местами тысячи россиян. Кроме всего, это может дать ощутимый толчок в развитии науки.

Кроме положительного влияния на производственную базу страны, создание новой отрасли выведет нашу страну на новые внешние рынке, позволяя предлагать качественный и дорогой продукт. Большая стоимость редкоземельных металлов и их малый вес значительно облегчает их перевозку между регионами, добавляя рентабельности этому материалу.

Благодаря наличию собственных ресурсов, можно ожидать ощутимое развитие и всех зависящих от редких элементов, отраслей. Это не только оборонная промышленность, но и освоения космоса, развитие медицины, ядерной энергетики, создание новых энергетических ресурсов. Российские запасы можно признать крупнейшими в мире, они составляют около 30% от общемировых. Активная работа с ними даст возможность развития городов Сибири и Дальнего Востока, существенно подняв экономику этих регионов.

Неоценимый вклад в переработку руды с целью извлечения из неё редких металлов, может оказать Новосибирский завод химических концентратов. На это предприятие возлагаются огромные надежды, так как оно имеет свой штат квалифицированных специалистов и всё необходимое оборудование.

Космические планы России

Кроме разработки собственных месторождений, Россия строит далеко идущие планы по освоению Луны на предмет наличия и возможности извлечения редкоземельных металлов. Работы по освоению спутника планируются начаться уже в 2016 году. На этот проект уже собираются выделить немаленькую сумму. Это событие может стать настоящим прорывом в мировой науке, так как именно на Луне можно найти множество металлов с особенными свойствами. Если учесть, что есть вполне реальные планы с постройкой крупного завода на Урале, который будет заниматься извлечением металлов из руды и их переработкой, то проект с освоением Луны может стать очень рентабельным.

Как видим, плюсы создания новой отрасли весьма существенны. Кроме того. Что она даст огромный скачок в научной сфере, экспорт редкоземельных металлов может существенно пополнить бюджет страны.

Промышленные и потенциально-промышленные типы месторождений ниобия, тантала и редкоземельных руд

Цериевоземельно-ниобий-танталовый в дифференцированных массивах агпаитовых нефелиновых сиенитов

Пластообразные

полого залегающие залежи в уртитах,

ювитах, малиньитах

Лопаритовый

Ti, Sr, Th

Химический редкоземельно-тантал-ниобиевый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Ловозерское

(Россия)

Ниобиевый в

массивах

ультраосновных щелочных пород и карбонатитов

Линзовидный,

жильный, штоко-, трубообразный в

карбонатитах

Пирохлоровый

P, TR, Ta, U, Zr

Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Белозиминское (Россия),

Сент-Оноре

(Канада)

Линзообразный в микроклинитах

«

Р, микроклин

Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-магнитно-флотационно-гидрометаллургический)

Большетагнинское

(Россия)

Цериевоземельный в бастнезитовых карбонатитах

Штоко-, трубо- и жилообразный в карбонатитах

Бастнезитовый

Fe,U,Th, барит,

флюорит

Химический флюорит-барит-стронций-редкоземельный (сортировочный, гравитационно-магнитно-флотационно-гидрометаллургический)

Карасугское

(Россия), Маунтин-Пасс

(США)

Ниобий-танталовый в метасоматитах по гранитоидам щелочного ряда

Штоко- и

линзообразный в кварц-альбит-микроклиновых и альбитовых

метасоматитах по гранитоидам

щелочного ряда

Циркон-пирохлор-колумбитовый

TR, Li, Th, U, Hf, Rb, криолит

Металлургический цирконий-ниобий-танталовый (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Улуг-Танзекское,

Зашихинское

(Россия)

Редкоземельно-ниобий-танталовый в

щелочных

метасоматитах

Линзо- и пластообразный в

метасоматитах по метаморфическим породам

Циркон-тантал-пиро-хлоровый с фторидами редких земель

Y, U, Th, Hf, Zn, Pb,

криолит

Металлургический ниобий- танталовый с цирконием и редкими землями (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Катугинское

(Россия)

Танталовый в литий-фтористых гранитах

Куполовидный и линзообразный в апикальных частях массивов амазонитовых гранитов

Микролит-танталит-колумбитовый

Nb, Li, Sn, Rb,

амазонит

Химико-металлургический танталовый (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Орловское,

Этыкинское

(Россия)

Литий-танталовый в сподуменовых

гранитах

Куполовидные тела в апикальных

частях массивов сподуменовых

гранитов

Сподумен- танталитовый

Nb, Rb, Cs

Химико-металлургический литий-танталовый с ниобием (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Алахинское

(Россия)

Танталовый в

пегматитах (с Li,Cs,Be)

Плитообразный и жильный в

амфиболитах,

гнейсах, сланцах

Сподумен-берилл-танталитовый, поллуцит-сподумен-танталитовый, лепидолит-микролитовый

Sn, Rb, Nb, Ga

Химико-металлургический бериллий-литий-цезий-танталовый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Завитинское,

Вишняковское, Гольцовое (Россия),

Берник-Лейк

(Канада),

Гринбушес

(Австралия)

Ниобиевый и

Редкоземельно-ниобиевый в корах выветривания

карбонатитов в массивах ультраосновных щелочных пород

Пласто- и

линзообразные тела в корах

выветривания

карбонатитов

массивов

ультраосновных щелочных пород

Апатит-пирохлор-колумбитовый

TR, Ta, Fe

Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Белозиминское

(Россия)

Sr-,Ba-пиро-хлоровый

TR, Fe, Р, Mn

Чуктуконское

(Россия),

Араша

(Бразилия)

Ниобиевый в корах выветривания карбонатитов и щелочных метасоматитов зон региональных

разломов

Лентообразные

тела в корах

выветривания по линейным

карбонатитам и

щелочным

метасоматитам

Пирохлоровый, колумбит-пирохлоровый

Р, Fe, вермикулит

Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический

Татарское

(Россия)

Танталовый

в корах

выветривания

пегматитов (cSn,Be)

Пласто- и линзообразный в корах

выветривания

редкометалльных пегматитов

Берилл-колумбит-танталитовый

Sn, Ве, Nb

Химико-металлургический бериллий-танталовый (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Липовый Лог

(Россия),

Назарену

(Бразилия),

Гринбушес

(Австралия)

Скандий-редкоземельно-ниобиевый в

переотложенных корах

выветривания

карбонатитов

Пластообразный в переотложенных корах

выветривания

карбонатитов

Монацит-Sr-,Ba-,Pb-пиро-хлоровый

Р2О5

Химико-металлургический редкоземельно-ниобиевый

(сортировочный, флотацинно-гидрометаллургический)

Томторское

(Россия)

*В названии промышленного (технологического) типа отражено хозяйственное (промышленное) назначение конечных продуктов, важнейшая технологическая особенность руд и основные способы переработки.