Распределение редкоземельных металлов в мире

Обновлено: 16.05.2024

Общий кларк редкоземельных элементов составляет – 0,15-0,16%. Это больше чем у бора, меди, кобальта, цинка и никеля. В табл.3 приведены значение среднего содержания индивидуального РЗЭ в земной коре, а также соотношения между ними. Как видно из таблицы, суммарное содержание иттриевых РЗЭ примерно в 10 раз меньше, чем содержание цериевых. Для РЗЭ хорошо соблюдается правило Гаркинса-Оддо - содержание в земной коре четных элементов больше, чем содержание нечетных. Наблюдается одно исключение - содержание лютеция (№ 71) больше, чем иттербия (№ 70).

Таблица 3.- Содержание РЗЭ в земной коре

Z	Символ	Название	Кларк,	Доля в % от содержан.
масс.%	STR₂O₃	SCer₂O₃	SYtr₂O₃
Sc	Скандий	1 . 10 -3	5,0	-	-
Y	Иттрий	2 . 10 -3	10,1	-	56,0
La	Лантан	2,9 . 10 -3	14,6	17,8	-
Ce	Церий	7 . 10 -3	35,3	43,4	-
Pr	Празеодим	9 . 10 -4	4,5	5,5	-
Nd	Неодим	3,7 . 10 -3	18,6	22,8	-
Pm	Прометий
Sm	Самарий	8 . 10 -4	4,04	5,5	-
Eu	Европий	1,3 . 10 -4	0,65	0,8	-
Gd	Гадолиний	8 . 10 -4	4,04	5,5	-
Tb	Тербий	4,3 . 10 -4	2,17	-	12,0
Dy	Диспрозий	5 . 10 -4	2,52	-	15,1
Ho	Гольмий	1,7 . 10 -4	0,85	-	4,8
Er	Ербий	3,3 . 10 -4	1,66	-	9,2
Tm	Тулий	2,7 . 10 -5	1,14	-	0,75
Yb	Иттербий	3,3 . 10 -5	0,17	-	0,94
Lu	Лютеций	8 . 10 -5	0,40	-	2,2

Известно 198 минералов, содержащих РЗЭ. Обычно минералы содержат все РЗЭ. Но известны минералы, которые относятся к одному элементу. 19 минералов собственно лантановых, 12 - неодимовых, 2 - гадолиниевых. Из иттриевой подгруппы, кроме самого иттрия, для которого известны 27 минералов, только у иттербия известно 2 собственных. Кроме собственных, насчитывают большое число минералов, содержащих РЗЭ в качестве примесей. Из них апатит служит источником их получения при переработке на удобрения. Известно 262 таких минералов для цериевой группы и 124 - для иттриевой. По соотношению цериевых и иттриевых минералов их можно подразделить на 3 группы:

Такую селективность минералов РЗЭ можно объяснить уменьшением ионных радиусов от лантана до лютеция. Поэтому элементы цериевой подгруппы могут изоморфно замещать ионы кальция, стронция, бария, а РЗЭ иттриевой подгруппы – цирконий и марганец. В урановых рудах в основном присутствуют РЗЭ серединной группы. Кроме этого различия в основности тоже приводят к дифференциации РЗЭ. Легкие накапливаются в основных породах, а тяжелые – в кислых.

В настоящее время основными промышленными минералами РЗЭ являются: бастнезит (Ce(CO₃)F), монацит (LnPO₄), лопарит (Ce,Nd, Ca)(Тi, Nb, Ta)O₃ (преобладают элементы цериевой группы), а также ксенотим (YPO₄), эвксенит (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)₂O₆ (преобладают элементы иттриевой группы). Содержание РЗМ в них изменяется в пределах от 3 до 75% (в пересчете на оксиды).

- бастнезит Ce₂O₃ 40%, 36%, CO 20%, F 8%

- монацит суммарное содержание оксидов РЗЭ 68%, из них Ce₂O₃ 20-30%, (La, Nd)₂O₃ 30-40%, Y₂O₃ до 5%, ThO₂ до 12%, P₂O₅ 30%, ZrO₂ до 7%, U 0,1-0,3%.

Для РЗЭ характерно большое разнообразие типов месторождений, отличающихся большей частью комплексным характером.

Наибольшие запасы иттриевых РЗЭ сосредоточены в месторождениях щелочных гранитов с ксенотимом, самарскитом, гадолинитом, монацитом и др. минералами. Из прочих редких элементов в них присутствуют ниобий, цирконий, тантал, иногда бериллий. Близки к щелочным гранитам найденные в Австралии месторождения щелочных эффузивов, но добываются иттриевые РЗЭ в настоящее время из эндогенных месторождений - россыпей ксенотима с ильменитом, цирконом, а также из месторождений «ионных» руд - коры выветривания гранитов, где ионы РЗЭ сорбированы на глинистых минералах. Наибольшее количество иттриевых РЗЭ добывают из ураноносных конгламератов метаморфического происхождения.

При кристаллизации магмы РЗЭ концентрируются в остаточных продуктах - пегматитах, как гранитных, так и щелочных, карбонатитах (это основной тип месторождений цериевых РЗЭ) с бастнезитовыми и монацит-бастнезитовыми богатыми рудами - до 9% Ln₂O₃ в руде,- а также в альбититах, грейзенах, скарнах и более поздних гидротермальных месторождениях. К их числу относятся магматитовые месторождения с редкоземельной минерализацией, найденные в Китае. РЗЭ могут присутствовать и в гидротермальных месторождениях обычных цветных металлов.

В зоне гипергенеза многие минералы РЗЭ - монацит, ксенотим и др. - устойчивы и остаются в коре выветривания или переходят в россыпи. Многие РЗЭ при выветривании разрушаются с образованием «ионных» руд, о которых уже говорилось.

Наибольшая часть мировых экономических ресурсов редкоземельных металлов сосредоточена на бастнезитовых месторождениях КНР, доля в мировых 48%. Крупные ресурсы редких земель связаны также с месторождениями монацита в Австралии, Бразилии, КНР, Индии, Малайзии, ЮАР, Шри-Ланке, Таиланде и США. Остальные связаны с месторождениями ксенотима, ионно-абсорбционных руд, лопарита, фосфоритов, апатитов, вторичного монацита, эвдиалита, чералита и с жидкими отходами производства урана. Отметим также, что крупные запасы РЗЭ залегают на территории СНГ, в объеме 22% мировых. В таблице … приведены данные US Geological Survey по запасам РЗЭ в тыс. тонн на 2012 год.
В июле 2011 года исследовательская группа из Японии обнаружила на дне Тихого океана обширные залежи редкоземельных материалов. Находка подтверждена образцами грунта, извлеченными со дна на глубинах от 3500 до 6000 м в 78 местах. Залежи располагаются в международных водах и тянутся к западу и востоку от Гавайев, а также к востоку от Таити и Французской Полинезии. По оценкам специалистов, найденные залежи содержат от 80 до 100 млрд метрических тонн редкоземельных материалов, что значительно больше текущих глобальных запасов на уровне 100 млн тонн.

Таблица 4. - Запасы на месторождениях редкоземельных металлов в 2012 году, тыс. тонн (в пересчете на оксиды РЗЭ) (* данные US Geological Survey

Китай	55,000.0
СНГ	19,000.0
США	13,000.0
Индия	3,100.0
Австралия	1,600.0
Прочие страны	18,300.0
Всего запасы	110,000.0

Основная добыча РЗЭ приходится на Китай. Она свободно развивается в КНР прежде всего по причине того, что китайское руководство зачастую не обращает внимания на опасность таких производств для окружающей среды. С этим были связаны и вполне доступные цены, по которым Китай продавал редкоземельные элементы. Такая ситуация продолжалась до 2010 года, после чего КНР снизила объёмы поставок и увеличила цены для США, ФРГ, Южной Кореи и Японии, где доля высокотехнологичных производств очень высока.

В 2011 году в Китае было введено дополнительное управление, и все компании, добывающие редкие земли, теперь должны будут иметь обязательные планы производства, соответствующее разрешение на планирование, экологический сертификат и лицензию безопасности. Кроме того, у компаний, которые превышают квоты добычи, лицензия на эксплуатацию может быть отозвана. В 2011 году китайское правительство также ввело жесткий контроль над выбросами от перерабатывающих предприятий, который вступил в силу с 1 октября.

Для того, чтобы гарантировать, что меры по контролю производства и сокращению выбросов будут реализованы, с 2007 года в Китае проводится процесс консолидации контроля над производством. Baotou Rare Earth контролирует поток концентратов из шахты Baiyun Obo во Внутренней Монголии и будет контролировать большую часть мощностей по крекингу и разделению к концу 2011 года. на юге Китая, где расположены основные месторождения тяжелых редких земель, целый ряд компаний также были вовлечены в процесс консолидации, включая China Minmetals, Chinalco и Guangdong Rising Nonferrous Metals.

На сегодняшний день Россия занимает второе место после Китая по балансовым запасам РЗЭ. Прогнозные ресурсы России составляют 5,2 млн. т и являются крупнейшими в мире. Российские запасы РЗЭ сосредоточены в 16 месторождениях. Из них наибольший интерес вызывают: Ловозерское лопаритовое месторождение, Томторское месторождение и Хибинская группа месторождений апатитовых руд.

К сожалению, вследствие низкого содержания РЗЭ в рудах, их извлечение чаще всего признается нерентабельным. К тому же на внутреннем российском рынке спрос на РЗЭ до настоящего времени был не высок, всего около 2 тыс. т/год (2-3% от мирового потребления) и генерируется лишь двумя потребителями: госкорпорацией «Ростехнологии» и предприятиями оборонно-промышленного комплекса. Это лишний раз свидетельствует о техническом отставании ряда отраслей промышленности России от мирового уровня развития. В результате, на сегодняшний день РЗЭ в России практически не производятся. Существующий внутренний спрос удовлетворяется за счет импортных поставок РЗЭ из Китая. В свете сложившейся ситуации на мировом рынке РЗЭ, такая зависимость от китайского импорта является фактором риска для национальной безопасности и развития отечественной промышленности. Поэтому поставленная задача обеспечения российской экономики РЗЭ является стратегической. В рамках разработанной Госпрограммы предполагается освоение месторождения РЗЭ Томтор в Якутии уже с 2015 г., что стало возможным в результате развития отечественных технологий и инноваций (руды Томтора радиоактивны). В программе предполагается участие двух крупных государственных корпораций – «Ростехнологии» и «Росатом».

Томторское комплексное редкометальное месторождение находится на северо-западе Республики Саха (Якутия) Российской Федерации, в пределах Оленекского улуса, в 400 км к югу от побережья моря Лаптевых, на водоразделе рек Уджа и Чима-ра. Практическая значимость нового типа руд Томтора определяется набором, колоссальными запасами и уникальными концентрациями ниобия (Nb), иттрия (Y), скандия (Sc) и тербия (Tb). Руды участка первоочередной отработки при планировавшихся незначительных объёмах добычи хватит более чем на 100 лет эксплуатации при окупаемости основных фондов предприятия от 4 до 7 лет. Объём кондиционных руд участка Буранный, подсчитанный по бортовому содержанию Nb₂O₅ 1%, составляет колоссальную цифру 42,7 млн. т. На государственный баланс поставлены запасы нового геолого-промышленного типа по категориям В+С, предназначенные для открытой отработки по бортовому содержанию Nb₂O₅ 3,5% и предельном коэффициенте вскрыши 3,5 м/м 3 в объёме около 1,2 млн. т. Таким образом, на сегодняшний день Томторское месторождение по праву является лидером среди редкометалльных гигантов. По запасам и концентрациям Nb₂O₅ и Ln₂O₃, оно превышает все известные мировые аналоги и является уникальным. Так, месторождение Араша (Бразилия), дающее более 80% мировой добычи ниобия, содержит руды с концентрациями 2,5% Nb₂O₅, а в крупнейшем редкоземельном месторождении Bayan Obo (Китай) содержатся руды с концентрациями Tb₂O₃ около 10%.

Содержания в балансовых рудах Томторского меторождения составляют следующие элементы: ниобий: Nb₂O₅ - 6,71%; иттрий: Y₂O₃ - 0,595%; скандий: Sc₂O₃ - 0,048%; тербий: Tb₂O₃ 9,5.

Можно ожидать, что в течение ближайших лет производство РЗЭ в России будет базироваться на переработке лопарита и апатита. В дальнейшем РЗМ в переработку будет вовлечен красноуфимский моноцит, уникального месторождения Томтор (РЗМ+Nb) и других месторождений, а также отвалы фосфогипса.

Распределение редкоземельных металлов в мире

Национальный Минерально-Сырьевой Университет «Горный»

Развитие высокотехнологичных отраслей промышленности непосредственным образом оказывает влияние на рост добычи различных полезных ископаемых, в частности редкоземельных металлов (РЗМ). По оценкам USGS мировой спрос на РЗМ может увеличиться на 52,4 % по сравнению с 2012 г. и достигнуть к 2015 г. 210 тыс. т, Industrial Minerals Company of Australia (IMCOA) прогнозирует меньший спрос на редкоземельные оксиды - 160 тыс. т в год к 2016 г.

Редкоземельные металлы (РЗМ, РЗЭ, TR) обладаю редкими физическими и химическими свойствами, получившими свое применение в самых различных высокотехнологичных производствах. Своеобразным показателем уровня научно-технического развития той или иной отрасли является использование в ней редкоземельных металлов. Список РЗМ состоит из 17 уникальных элементов «прогресса и инноваций»: скандий Sc, иттрий Y, лантан La и лантаноиды (14 элементов). В странах ЕС были проведены исследования по определению дефицитных металлов, в результате чего был опубликован список из 14 дефицитных металлов, в число которых входят металлы платиновой группы и редкоземельные металлы. В ходе дальнейших исследований были выделены 5 металлов, нехватка которых особо критична для стратегической отрасли энергетики и энергосберегающих технологий, в число которых также входят диспрозий и неодим, относящиеся к РЗМ.

Рисунок 1 - Cкандий Sc, иттрий Y, лантан La и лантаноиды (14 элементов) в периодической системе элементов Д.Я. Менделеева

Основным сырьем для получения РЗМ являются минералы: бастнезит, монацит, лопарит (преобладают элементы цериевой группы), а также ксенотим, эвксенит (преобладают элементы иттриевой группы). Содержание РЗМ в них изменяется в пределах от 3 до 75% (в пересчете на оксиды). В настоящее время разрабатываются в основном монацитовые и бастенизитовые месторождения. На практике ипользуют кислотныий и щелочноий способы их переработки. Поэтому в настоящее время особенно актуальным является поиск альтернативных источников РЗМ, в качестве которых могут рассматриваться отходы производства (фосфогипс, шламы глиноземных производств, золошлаковые отходы, отработанный катализатор крекинга углеводородов нефти). Однако получение из этого сырья продуктов высокой степени чистоты представляет сложную задачу по причине многокомпонентного состава и образования большого количества вторичных отходов.

Значимость РЗМ для промышленности неоценима, а стабильность поставок является залогом экономической безопасности страны. Последнее обстоятельство заставляет серьезно задуматься правительства многих стран мира о сокращении импорта данных металлов из КНР, которая контролирует от 90 до 97% мирового рынка, а также Индии, недавно начавшей освоение этой отрасли, и мобилизировать собственные силы по их добыче. Повышение экономической безопасности страны напрямую зависит от обеспечения бесперебойности поставок дефицитных металлов, что, в свою очередь, возможно только с помощью рационального использования недр на основе комплексной переработки минерального сырья.

Развитие собственной минерально-сырьевой базы может стать решением проблемы дефицита редких и редкоземельных металлов. Но среди РЗМ есть и радиоактивные элементы, извлечения которых ставит под угрозу здоровье и жизнь местного населения. Именно по причине сильного загрязнения районов добычи РЗМ и траты большого объема плодородных почв в свое время США приняли решение сократить добычу такого рода металлов. В настоящее время США опять стремятся к снижению зависимости от импорта РЗМ и начинают реализовать потенциал самообеспечения данным видом сырья, взяв на вооружение новые технологии и достижения науки (структура импорта РЗМ США представлена на рис. 2).

Рисунок 2 – Редкоземельные металлы: Мировые запасы, добыча и производство РЗМ и объемы импорта в США

Наибольшая часть мировых запасов РЗМ заключена в месторождениях бастнезита Китая и США, монацитовые месторождения получили распространение в Австралии, Бразилии, КНР, Индии, Малайзии, ЮАР, Шри - Ланке, Таиланде, США. Остальные ресурсы РЗМ связаны с месторождениями ксенотима, ионно-абсорционных глин, лопарита, фосфоритов, апатитов, вторичного монацита, эвдиалита и др.

В мировых запасах РЗМ превалирует Китай, его доля составляет около 47% (55 млн. т по данным US Geological Survey на 2012 г.). Кроме того, относительно высокими долями характеризуются СНГ (16%; 19 млн. т) и США (11%; 13 млн. т). Запасы всех разведанных месторождений РЗМ по данным USGS составляют 110 млн. т.

Данные о запасах и добыче редкоземельных металлов в 2011-2012 гг.

Добыча (расчетные данные), т

Рисунок 3 – Мировые запасы редкоземельных элементов

Сценарный прогноз добычи РЗМ до 2015-2016 по данным USGS

Прогноз мирового спроса на РЗМ в 2016 году (т, ± 20%)

Япония и Юго-Западная Азия

Рисунок 4 – Спрос и предложение РЗМ: прогноз до 2015-2016 гг.

Среди месторождений Китая выделяется своими запасами месторождение Bayan Obo – 43,5 млн. т РЗМ в пересчете на оксиды. При этом месторождение характеризуется наличием в рудах в основном «легких» РЗМ. Вместе с тем, в ионно-адсорбционных рудах месторождений Китая, наоборот, преобладают «тяжелые» РЗМ. Chinese Rare Earth Industry Association прогнозирует увеличение спроса на РЗМ в Китае до до 130000 т к 2015 г.

В последние десятилетия спрос на редкоземельные металлы имеет устойчивую тенденцию к росту, объемы рынка за последние 50 лет увеличились с 5 до 125 тыс. т в год. Это объясняется применением РЗМ в быстроразвивающихся областях промышленности, связанных с производством гибридных автомобилей, оборонной техники, компьютерной и телевизионной техники, лазеров, сверхпроводников и прочей наукоемкой продукции (производство магнитов – 22%; высококачественная оптика и стекло – 15%; катализаторы – 18%; конструкционные материалы – 19%; прочее – 26%). Свойства РЗМ находят свое применение, в первую очередь, в военно-промышленной и авиационно-космической отраслях экономики и, поэтому, являются стратегическими металлами.

Основной спрос на РЗМ генерируется технологически развитыми странами: Китай (54%), Япония и Южная Корея (24%), Европейские страны (13%) и США (8%). Тем временем предложение РЗМ на мировом рынке ограничено: 97% рынка приходится на поставки из Китая. Благодаря своим сырьевым запасам, низким экологическим требованиям и дешевой рабочей силе, Китай на протяжении 15 лет поставлял РЗМ на мировой рынок по демпинговым ценам, что приводило к нерентабельности производства РЗМ где-либо за пределами Китая. Поэтому цены на данном рынке подвержены значительным колебаниям и определяются в зависимости от экспортных квот Китая.

Так, в 2010 г. Китай резко сократил экспорт РЗМ и заявил о намерении полностью прекратить экспорт РЗМ к 2015-2016 г, в связи с ростом их внутреннего потребления. В результате, в 2011 г. цены на мировом рынке РЗМ выросли в 5-10 раз. В 2012 г. под угрозой принятия санкций ВТО, Китай частичного восстановил экспортные поставки РЗМ, что отразилось на снижении цен до привычного уровня. Дальнейшее развитие ситуации на рынке прогнозируется в таком же неблагоприятном ключе в силу физической нехватки РЗМ на мировом рынке. Перед странами мира встала серьезная проблема обеспечения своих национальных экономик редкоземельными металлами. В странах-потребителях РЗМ, таких как США и Австралия, были приняты экстренные меры по развитию научно-технологической базы для получения РЗМ, в результате чего к 2020 г. доля Китая на рынке РЗМ должна сократиться в два раза.

Источник: IMCOA, 2011, 2013 и METI 2011

С целью «удовлетворения потребностей отечественного оборонно-промышленного комплекса, гражданских отраслей экономики и выхода на зарубежные рынки», как отметил в своем выступлении заместитель Министра промышленности и торговли Российской Федерации Глеб Никитин, в России была разработана программа «Технологии редких и редкоземельных металлов», также на данный момент разработана программа «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности на период до 2020 года», в которую входит подпрограмма «Развитие промышленности редких и редкоземельных металлов».

На сегодняшний день Россия занимает второе место после Китая по балансовым запасам РЗМ, которые оцениваются в 28 млн. т оксидов. Прогнозные ресурсы России составляют 5,2 млн. т и являются крупнейшими в мире. Российские запасы РЗМ сосредоточены в 16 месторождениях. Из них наибольший интерес вызывают: Ловозерское лопаритовое месторождение, Томторское месторождение и Хибинская группа месторождений апатитовых руд.

Рисунок 6 – Основные месторождения РЗМ и распределение их запасов (млн т в пересчете на сумму триоксидов РЗМ) и прогнозных ресурсов категории Р1 (тыс. т) по субъектам Российской Федерации

К сожалению, вследствие низкого содержания РЗМ в рудах, их извлечение чаще всего признается нерентабельным. К тому же на внутреннем российском рынке спрос на РЗМ до настоящего времени был не высок, всего около 2 тыс. т/год (2-3% от мирового потребления) и генерируется лишь двумя потребителями: госкорпорацией «Ростехнологии» и предприятиями оборонно-промышленного комплекса. Это лишний раз свидетельствует о техническом отставании ряда отраслей промышленности России от мирового уровня развития. В результате, на сегодняшний день РЗМ в России практически не добываются. В незначительных объемах (менее 2 тыс. т) добыча идет на Ловоозерском месторождении, вся продукция которого идет на экспорт в силу отсутствия в России предприятий промежуточного передела. Существующий внутренний спрос полностью удовлетворяется за счет импортных поставок РЗМ из Китая. В свете сложившейся ситуации на мировом рынке РЗМ, такая зависимость от китайского импорта является фактором риска для национальной безопасности и развития отечественной промышленности.

Поэтому поставленная задача обеспечения российской экономики РЗМ является стратегической. В рамках разработанной Госпрограммы предполагается освоение месторождения РЗМ Томтор в Якутии уже с 2015 г., что стало возможным в результате развития отечественных технологий и инноваций (руды Томтора радиоактивны). В программе предполагается участие двух крупных государственных корпораций – «Ростехнологии» и «Росатом».

Томторское комплексное редкометальное месторождение находится на северо-западе Республики Саха (Якутия) Российской Федерации, в пределах Оленекского улуса, в 400 км к югу от побережья моря Лаптевых, на водоразделе рек Уджа и Чима-ра. Практическая значимость нового типа руд Томтора определяется набором, колоссальными запасами и уникальными концентрациями ниобия (Nb), иттрия (Y), скандия (Sc) и тербия (Tr). Руды участка первоочередной отработки при планировавшихся незначительных объёмах добычи хватит более чем на 100 лет эксплуатации при окупаемости основных фондов предприятия от 4 до 7 лет. Объём кондиционных руд участка Буранный, подсчитанный по бортовому содержанию Nb₂O₅ 1%, составляет колоссальную цифру 42,7 млн. т. На государственный баланс поставлены запасы нового геолого-промышленного типа по категориям В+С, предназначенные для открытой отработки по бортовому содержанию Nb₂O₅ 3,5% и предельном коэффициенте вскрыши 3,5 м/м 3 в объёме около 1,2 млн. т. Таким образом, на сегодняшний день Томторское месторождение по праву является лидером среди редкометалльных гигантов. По запасам и концентрациям Nb₂O₅ и TR₂O₃, оно превышает все известные мировые аналоги и является уникальным. Так, месторождение Араша (Бразилия), дающее более 80% мировой добычи ниобия, содержит руды с концентрациями 2,5% Nb₂O₅, а в крупнейшем редкоземельном месторождении Bayan Obo (Китай) содержатся руды с концентрациями TR₂O₃ около 10%.

Содержания в балансовых рудах Томторского меторождения составляют следующие элементы: Ниобий: Nb₂O₅ - 6,71%; Иттрий: Y₂O₃ - 0,595%; Скандий: Sc₂O₃ - 0,048%; Тербий: Tr₂O₃ 9,53%. В настоящее время свойства и возможности этих элементов по достоинству оценены авиастроением, машиностроением, радиотехникой, химической промышленностью, ядерной энергетикой.

Таким образом, Госпрограмма позволит сформировать и создать целую отрасль, которая обеспечит поставку необходимых материалов для авиации, космоса, атомной промышленности и радиоэлектроники, которая на сегодняшний день практически на 100% зависит от импортных материалов. Необходимость и значимость данной программы заключается, прежде всего, в обеспечении стабильности именно этих отраслей промышленности, что позволит повысить инновационность производства и без ограничений присутствовать России на мировом рынке с отечественной наукоемкой продукцией самого высокого качества с высокой добавленной стоимостью.

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ. Мировой рейтинг стран. 2012 год

Добыча и переработка редкоземельных металлов (РЗМ) — сложный и опасный процесс, связанный с большими экологическими рисками, что 30 лет назад привело к сворачиванию добычи в США, которые обеспечивали более 60% мировой добычи.

В настоящее время самым крупным мировым продуцентом РЗМ является Китай. Основа его минерально-сырьевой базы — гигантское бастнезитовое месторождение Баян-Обо, где оксиды редких земель (РЗО) добываются из железо-ниобиевых руд в качестве попутного продукта. Кроме того, на юге Китая отрабатываются латеритные месторождения ион-адсорбционных глин, которые являются важным источником тяжелых редкоземельных элементов. Небольшое количество оксидов редких земель производится также в Канаде, США (из отвалов), России (из лопаритовых руд Ловозерского месторождения), Индии, Австралии и Малайзии (из монацита прибрежных россыпей).

Запасы и ресурсы, тыс.т

Производство РЗМ в концентрате, тыс.т

Запасы категорий A+B+C ₁

Запасы категории C₂

Значительная сырьевая база может быть создана в Северной Корее с ее уникальным место¬рождение Чонджу, которое, по предварительным оценкам больше китайского Баян-Обо.

Россия располагает огромными ресурсами и запасами редкоземельных металлов. Наибольшее их количество заключено в апатит-нефелиновых рудах месторождений Хибинской группы, технология переработки которых не позволяет рентабельно извлекать РЗМ. Большинство других месторождений страны представлено сравнительно бедными рудами, разработка которых экономически нецелесообразна. Томторское месторождение, отдельные участки которого сложены богатыми рудами, находится в удаленном регионе, на севере Якутии.

Сокращение китайских поставок РЗМ на внешний рынок в 2010-2011 гг. привело к значительному (в 10-20 раз) повышению цен. Потребители Японии, США и других стран были вынуждены использовать складские запасы и/или начинать новые проекты по разведке и добыче РЗМ. В настоящее время на разных стадиях разведки и подготовки к эксплуатации за пределами Китая находится более 300 проектов. Кроме того, компании, использующие РЗМ, стремятся исключить их применение. Так, Toyota Motor Corp., Renault SA и Tesla Motors Inc. объявили о возможности отказа от редких земель в электронных элементах в своих автомобилей. Успешно реализуются программы по переработке лома, который может обеспечивать до 10% мировых поставок РЗМ. В ближайшей перспективе высокая эффективность применения РЗМ будет поддерживать спрос на них. Среднесрочная перспектива для поставщиков РЗМ также видится благоприятной, но китайская монополия на рынке может пошатнуться.

В России внутреннее потребление редких земель очень невелико, сырьевая база — огромна, но освоение ее требует значительных средств. В среднесрочной перспективе удовлетворение внутренних потребностей возможно за счет ввода в строй небольших рудопроявлений с ураганными содержаниями дефицитных тяжелых РЗМ, расположенных в освоенных районах с развитой инфраструктурой. Такими являются, например, Абрамовское и Бойковское иттриевоземельные проявления на Павловской площади в Приморье.

Распространенность РЗЭ

Как уже было отмечено выше, термин «редкие земли» является не совсем адекватной характеристикой распространенности некоторых РЗЭ в земной коре. Источником происхождения слова «редкие» является тот долгий процесс их открытия и получения каждого элемента в чистом виде, что обусловлено их сильной «распыленностью» в земной коре (мало месторождений с высокой концентрацией РЗЭ в рудных породах), близостью атомных весов и химических свойств из-за почти одинаковой валентности (+3).

Название редкоземельные элементы в настоящее время несколько устарело, так как в действительности многие из них по своей распространенности в природе (церий, лантан, иттрий и др.) превосходят хорошо известные элементы (табл. 5).

Таблица 5. Содержание редких земель и тория в земной коре

Всего в земной коре насчитывается порядка 250 минералов, в состав которых входят РЗЭ. Примерно в 200 из них содержание R₂O₃ не превышает 0,07 вес. %. Для промышленного извлечения представляют интерес лопарит, эвксенит, самарскит, монацит, бастнезит, апатит, фосфорит, ксенотим[3].

Главные минералы: монацит, бастнезит, лопарит, апатит, фосфорит. В монацитах содержание R2O3 достигает 50–68 %, однако в них присутствует ~10 % радиоактивного оксида тория (ThO), что значительно усложняет их переработку. Мировые запасы редкоземельных металлов оцениваются в 100 млн т в пересчете на оксиды РЗМ. Наибольшая часть мировых ресурсов этих металлов заключена в бастнезитовых месторождениях на территории Китая и США. Второй по величине сырьевой сегмент представлен монацитовыми месторождениями в Австралии, Бразилии, КНР, Индии, Малайзии, ЮАР, Шри-Ланке, Таиланде и США. Остальные ресурсы связаны с месторождениями ксенотима, ионно-абсорбционных глин, лопарита, фосфоритов, апатитов, вторичного монацита, эвдиалита и с жидкими отходами производства урана. Распределение мировых запасов РЗМ представлено на рис. 1 по данным Геологической службы США. Мировые запасы и база запасов редких земель по состоянию на начало XXI столетия Геологической службой США оцениваются следующим образом (в пересчете на оксиды редкоземельных металлов – РЗО, округленные данные) (табл. 6). В табл. 7 представлено содержание РЗЭ в наиболее крупных месторождениях [4].

Рис.1. Распределение мировых запасов редкоземельных металлов

Таблица 6. Мировые запасы и база запасов РЗЭ, тыс. т

Таблица 7. Среднее содержание РЗЭ в наиболее крупных месторождениях мира.

Основным производителем группы редкоземельных металлов вплоть до настоящего времени (2014 г.) является Китай, обеспечивавший более 90 % их мирового производства в 2011 г. Китай активно развивает все производства с использованием РЗМ, поэтому поставки на экспорт редкоземельного сырья и даже чистых оксидов и металлов в начале XXI в. им неуклонно сокращались. Это привело в начале 2011 г. к так называемому «редкоземельному кризису», когда цены на мировом рынке на наиболее востребованные РЗМ выросли в десять и более раз. Данное обстоятельство побудило многие страны, ранее покупавшие РЗЭ на мировом рынке (главным образом у Китая), вернуться к собственному производству (США, Россия) или диверсифицировать поставщиков (Япония, Германия) за счет освоения новых месторождений за пределами Китая (территории Австралии, Южной Африки, Канады, Вьетнама, Индии) [4].

Читайте также: