Редкоземельные металлы в казахстане

Обновлено: 05.05.2024

В Послании народу Казахстана Президент республики Н.А.Назарбаев отмечал необходимость наращивания выпуска редкоземельных металлов. Чем же отличаются эти металлы от привычных слуху простого гражданина меди, свинца, цинка, месторождениями которых богата наша земля, и каковы возможности развития этой отрасли в стране? С такими вопросами мы обратились к заведующему лабораторией титана и редких тугоплавких металлов АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения», кандидату технических наук, члену Международной профессорской ассоциации Найманбаеву Мадали Абдуалиевичу.

Вопрос: Что же это такое – редкоземельные металлы и где они применяются?

Ответ: К редкоземельным элементам относятся 17 представителей таблицы Менделеева: скандий, иттрий, лантан и лантаноиды: церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций. Во всем мире происходит увеличение потребления редкоземельных металлов. Сейчас трудно назвать области новой техники, в которой в той или иной степени не применялись бы РЗЭ, их сплавы или соединения.
Электроника, металлургия, атомная энергетика, электротехника, космическая и ракетная техника, производство сверхпроводников, оптико-волоконная связь, производство специальных сталей, машиностроение, приборостроение, химическая, стекольная и керамическая промышленность непрерывно расширяют номенклатуру применения этих металлов и повышают требования к их качеству. Редкоземельные элементы имеют важное значение для развития всех высокотехнологичных отраслей.

- А какие из них наиболее востребованы в промышленности?

В настоящее время наиболее востребованными являются неодим и диспрозий, благодаря их использованию в постоянных магнитах, выпуск которых растет также очень высокими темпами. Крупнейшей областью использования РЗЭ с точки зрения стоимости является производство люминофоров (крупнейший рынок сбыта иттрия, европия и тербия), которые используются в телевизорах, мониторах компьютеров, компактных лампах. В производстве полировальных порошков для линз зеркал и электроннолучевых трубок используются соединения церия. Новым рынком стало использование полировальных порошков для механохимической полировки чипов.

- Какие же страны имеют высокий потенциал для выпуска столь необходимой продукции?

Основными промышленными минералами-концентраторами редкоземельных элементов являются, главным образом, бастнезит и монацит. На долю бастнезитовых и монацит-бастнезитовых руд приходится около 80% всех запасов РЗЭ. Наибольшая часть мировых запасов РЗЭ заключена в месторождениях бастнезита Китая и США, монацитовые месторождения получили распространение в Австралии, Бразилии, КНР, Индии, Малайзии, ЮАР, ШриЛанке, Таиланде, США. Остальные ресурсы РЗЭ связаны с месторождениями ксенотима, ионно-абсорционных глин, лопарита, фосфоритов, апатитов, вторичного монацита, эвдиалита и др. В мировых запасах РЗЭ превалирует Китай, его доля составляет около 47%. Кроме того, относительно высокими долями характеризуются СНГ (16%) и США (11%). Китай выпускает более 95% мирового производства РЗЭ, которое составляет примерно 130-140 тысяч тонн в год.

- А в каких регионах наиболее развито использование этих металлов?

На мировом рынке крупнейшими странами-потребителями редкоземельных элементов, кроме Китая, являются Япония, США и Евросоюз. До 2010 года экспорт Китая составлял 50-60 тысяч тонн, остальное количество потребляли внутренние предприятия в Китае, которые производят продукцию, содержащую РЗЭ, и экспортируют продукцию более высоких переделов. Китайское правительство планомерно создало разницу между внутренними ценами на РЗЭ и экспортными, приглашая иностранных инвесторов переносить технологии использования РЗЭ для более высоких переделов в Китай. Эта политика Китая вызывает недовольство промышленно развитых стран: Японии, США, ЕС и ими стимулируются проекты по добыче и производству РЗЭ вне Китая.

- Какие же возможности имеются в нашей стране по развитию этой отрасли?

Республика Казахстан располагает значительными запасами как собственного редкоземельного, так и РЗЭ-содержащего комплексного минерального сырья.
Из рудного сырья практический интерес представляет месторождение Верхнее Еспе, находящееся в Восточно-Казахстанской области, в котором редкометально-редкоземельное оруднение с промышленным средним содержанием суммы РЗЭ 0,35%. На этом месторождении требуется провести доразведку и дополнительные исследования по обогащению тонковкрапленных руд. Фосфоритовые месторождения Каратау также отличаются промышленными содержаниями редкоземельных элементов. Содержание суммы редкоземельных элементов в них изменяется от 614 до 1088 грамм на тонну.
Из разведанных собственно редкоземельных месторождений интерес представляет рудопроявление «Кундыбай», расположенное в Костанайской области. Наиболее распространенным минералом в нем является черчит, среднее содержание РЗЭ в нем составляет 0,23%, но высока доля дефицитных тяжелых лантаноидов. Интерес представляет также месторождение Акбулак.Одним из перспективных редкоземельных объектов, заслуживающим поисково-оценочных работ является месторождение Шок-Карагай в Аиртауском районе Акмолинской области. Выделены две рудоносные зоны, на участке Южный содержание суммы РЗЭ составляет до 0,6%.
Анализ подготовленности месторождений редкоземельных элементов к промышленному освоению (степень изученности, эффективность разработанных технологий обогащения и гидрометаллургии) показывает, что перспективными в ближайшее время являются месторождения Акбулак, Верхнее Еспе, Шок-Карагай и Каратау. Суммарные сырьевые ресурсы всех рассмотренных месторождений весьма значительны и дают возможность выбора объектов, по степени их подготовленности и изученности, для создания в Казахстане производства редкоземельных концентратов и металлов.

- Есть ли в Казахстане действующие производства по производству редкоземельной продукции?

В настоящее время в Казахстане практически отсутствует собственное производство редкоземельных элементов, хотя имеются все необходимые предпосылки для его создания и развития. Ранее производителем редкоземельных металлов в республике являлся Иртышский химико-металлургический завод. С 1999 года он был разделен на две части и продан в частную собственность отдельными лотами: ТОО «Иртышская редкоземельная компания» («IRESCO»), где перерабатывают привозные концентраты из Соликамского магниевого завода с получением редкоземельных металлов и АО «ИХМЗ», где имеются простаивающие мощности по производству ниобия. Однако ТОО «IRESCO» не загружена в полную мощность в связи с недостаточностью обеспечения сырьем – кондиционными редкоземельными концентратами.

- А из каких источников можно было бы начать производство этих концентратов?

В настоящее время до 98% добываемого из недр земли минерального сырья превращается в отходы и только 2% в полезный продукт. Значительные содержания в отходах особо ценных цветных, редких и благородных металлов, нередко превышающие концентрации в традиционных рудах, определяют актуальность переработки техногенного сырья, вовлечение его в промышленное использование. По данным различных экспертов, в стране накоплено от 14 до 25 млрд. т техногенных отходов.
В АО «ЦНЗМО» проведены исследования распределения редкоземельных элементов в различных видах техногенного сырья по группам и установлено, что наиболее оптимальное соотношение групп и содержаний тяжелых лантаноидов имеются в фосфогипсе от переработки фосфорита и отвальном кеке от переработки вольфрамитового концентрата. Одним из потенциальных сырьевых источников редкоземельных элементов являются также отходы производства титана, в частности, в отработанных расплавах титановых хлораторов высока доля лантаноидов тяжелой группы.

- Из какого вида сырья можно было бы начать производство редкоземельных металлов?

В АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения» выполнен ряд исследований по извлечению редкоземельных концентратов из различных видов рудного и техногенного сырья. Были разработаны технологии извлечения редкоземельных элементов из цирконового концентрата, отработанного расплава титановых хлораторов и отвального кека переработки вольфрамитового концентрата.
В настоящее время реальным перспективным источником получения РЗЭ в Казахстане является фосфогипс. Количество фосфогипса на шламовых полях ТОО «Завод минеральных удобрений» ТОО «Казфосфат» составляет свыше 11 млн. тонн с ежегодным дополнительным выходом около 500 тыс. тонн.
Разработанная в лаборатории титана и редких тугоплавких металлов АО «ЦНЗМО» технология извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса универсальна и может быть использована при утилизации отвалов производства минеральных удобрений. Преимуществом данной технологии является то, что предложенные ранее схемы переработки фосфогипса позволяют получать из него один, реже два продукта.
Технологии, отвечающие современному уровню, предполагают комплексную переработку, когда количество вторичных отходов минимально и значительно ниже объема перерабатываемого исходного отхода. В результате проведенных в АО «ЦНЗМО» исследований по переработке фосфогипса получен ряд ценных товарных продуктов: сульфат натрия, известково-аммиачная селитра, гидроксид кальция и продукционный концентрат редкоземельных элементов.

- Какие проблемы возникают на пути внедрения разработанных учеными технологий в производство и какие меры нужно предпринять?

О возможности создания редкоземельной отрасли в РК

Постоянное увеличение спроса на редкоземельные элементы связано с разнообразными областями их применения. Редкоземельные элементы играют ключевую роль в производстве материалов для высокотехнологичных сфер потребления, таких как электронная и электрооптическая отрасли, информационные технологии, биомедицина, охрана окружающей среды, энергосбережение. Они используются в производстве люминофоров, промышленной керамики, катализаторов для нефтеперерабатывающей и автомобильной промышленности, сверхпроводников, постоянных магнитов, высококачественного стекла, волоконной оптики, кислородных сенсоров, лазеров, аккумуляторных батарей с длительным сроком эксплуатации для электромобилей, кино- и фотоаппаратуры. Кроме того, РЗЭ находят широкое применение в традиционных сферах потребления, в частности металлургии.

Хотя уже сейчас существует широкий спектр сфер потребления редкоземельных металлов, в условиях наблюдаемой тенденции к повышению их производства, вполне вероятно появление новых отраслевых рынков сбыта. Средняя импортная цена редкоземельных металлов, например в Японии, за последний год повысилась более чем вдвое. В долговременной перспективе прогнозируется дальнейшее увеличение спроса на редкоземельные элементы, а, следовательно, и повышение цен.

Основными источниками РЗЭ являются минералы бастнезит, монацит, лопарит, фосфорит, апатит. В мире имеется лишь небольшое число месторождений этих минералов, рентабельных для разработки. Крупные месторождения монацита расположены в Австралии, Бразилии, КНР, Индии, Малайзии, ЮАР, Шри-Ланке, Таиланде и США. Однако добыча и переработка монацита сейчас значительно сократились как вследствие поступления на рынок других видов сырья, так и по экологическим соображениям (ввиду содержания в нем радиоактивного тория). В этой связи основной упор, в настоящее время, делается на баснезитовые месторождения. Наибольшая часть мировых экономических ресурсов бастнезита сосредоточена в КНР и США.

Китай вообще обладает крупнейшими в мире ресурсами редкоземельных элементов. Согласно оценке специалистов в стране сконцентрировано более 40% всех мировых запасов РЗЭ. По сведениям Industrial Minerals на втором месте в мире по запасам редкоземельного сырья находится СНГ. В России РЗЭ залегают на лопаритовом месторождении Кольского полуострова. Достаточно богато редкоземельными элементами, в частности, иттрием, российское Катугинское месторождение. Запасы редких земель имеются в Киргизии на месторождении Ак-Тюз. США занимают третье место в мире по природным запасам редкоземельных элементов. Крупным месторождением бастнезита, не разрабатываемым в настоящее время, является Mountain Pass (шт. Калифорния).

В Казахстане проведены работы по изучению элементного состава и оценке геохимического спектра более 30 месторождений. Полученные результаты свидетельствуют о том, что высоким содержанием редкоземельных элементов, редких металлов и золота характеризуются урановые месторождения. В них преимущественно накапливаются легкие лантоноиды (лантан, церий), среди редких металлов преобладают гафний и сурьма. Максимальное содержание тяжелых лантоноидов (иттербий, лютеций) отмечаются в месторождениях Заозерное и Тастыкольское Коксенгирского рудного узла. Выявлены высокие концентрации самария, лютеция, скандия, гафния, сурьмы, циркония, ниобия, иттрия, европия на некоторых участках Грачевского узла. Высоким содержанием редкоземельных элементов и редких металлов отличаются месторождения Балхашского узла, концентрирующего тантал, гафний и отчасти европий, иттербий, лютеций. По специфическому набору редких металлов и редкоземельных элементов выделяется группа Шоккарагайских рудопроявлений и аномалий. В оловорудных зонах месторождений Донецское и Сырымбет выявлены лантан, церий, самарий, европий, иитербий, лютеций, скандий, гафний в ряде случаев золото, а в колумбите Лосевского месторождения - промышленно высокие содержания самария, иттербия, скандия, гафния и урана. Кроме урановых руд, по данным Института геологических наук, редкоземельные элементы залегают в титано-редкоземельном месторождении Кундыбай, редкометалльных - Верхнее Кайракты, Жанет, Южный Жаур, Коктенколь, Верхнее Эспе, Йосор, Карасу, в фосфоритовом массиве Каратау и карбонатитовых - Дубравский, Красномайский и Барчинский.

Учитывая, что природные рудные скопления любых металлов не воспроизводятся, остро встает проблема эффективного и экономичного использования накопленных техногенных отходов горно-металлургического и химического комплекса, которые отличаются высоким содержанием недоизвлеченных основных и сопутствующих ценных компонентов. Широкое использование техногенных минеральных образований в Казахстане позволит повысить ресурсосбережение в огромных масштабах за счет экономии эксплуатационных и капитальных затрат на разведку и добычу минерального сырья, а также отчасти решить экологическую проблему. Среди техногенных отходов, богатых редкоземельными элементами, следует отметить фосфогипс – продукт переработки фосфоритов и апатитов на минеральные удобрения, отвальные кеки вольфрамового производства, а также промпродукты переработки урановых руд. Содержание редкоземельных элементов в данных техногенных отходах составляет 0,5-0,6 %, что соответствует некоторому рудному сырью. Техногенное сырье, в отличие от минерального, вскрывается легче в связи с измененным фазовым составом. Поэтому технология получения концентрата РЗЭ из промышленных отходов не требует больших капитальных затрат и сравнительно проста в осуществлении.

В настоящее время в Казахстане практически отсутствует собственное производство редкоземельных элементов, хотя имеются все необходимые предпосылки для его создания и развития. Ранее производителем редкоземельных металлов в республике являлся Иртышский химико-металлургический завод. С 1999 года он разделен на две части и продан в частную собственность отдельными лотами: ТОО «Иртышская редкоземельная компания» («ИРЗК»), где перерабатывают привозные концентраты с получением редкоземельных металлов и АО «ИХМЗ», где имеются мощности по производству ниобия. Однако «ИРЗК» не загружена в полную мощность, в связи с отсутствием в Казахстане производства редкоземельных концентратов. В настоящее время в республике активно разрабатываются технологии получения редкоземельных концентратов из рудного и техногенного сырья.

Такие предприятия, как ТОО «Целинный Брадентон Кемикалс» в г. Степногорске, завод по производству минеральных удобрений в г. Таразе имеют возможность разместить на своей территории мощности по переработке техногенных отходов с получением концентратов редкоземельных элементов. Получение конечной продукции, соединений РЗЭ, можно организовать на ТОО «ИРЗК». Таким образом, просматривается замкнутая цепочка производства РЗЭ в Казахстане, что особенно важно на сегодняшний день, т.к. создание и развитие редкоземельной отрасли в республике позволит вывести промышленность Казахстана на качественно новый технический уровень.

Эффективное использование месторождений РМ и РЗМ позволит увеличить приток капитала в страну

Минералогический анализ отдельных месторождений и техногенных отходов горно-металлургического и химического комплексов показывает привлекательность и перспективность попутного извлечения редкоземельных металлов (РЗМ). Однако Казахстан поставляет на мировой рынок лишь некоторые промпродукты, концентраты и металлы технической чистоты, причем их малую толику – не более 8–10% от потенциала страны.Отрасль редких металлов и редких земель в Казахстане требует восстановления (как вольфрамовая) или создания (большинство металлов), а сырьевая база этих металлов – укрепления.

О состоянии, перспективах и барьерах наращивания производства редких и редкоземельных металлов в республике – в интервью председателя комитета индустриального развития и промышленной безопасности Министерства индустрии и инфраструктурного развития РК Каната Баитова.

– Канат Курмашевич, сделайте небольшой обзор мирового рынка РМ и РЗМ.

– Минерально-сырьевые запасы РЗМ оцениваются в настоящее время на уровне около 110 миллионов тонн, из них на долю Китая приходится около половины всех запасов РЗМ в мире. Основные ресурсы в КНР сосредоточены в железо-ниобий-редкоземельных месторождениях. В КНР сосредоточено около 80% всех изученных мировых запасов наименее распространенной иттриевой группы РЗМ.

В 80-е годы прошлого века больше всего РЗМ производили США. Однако добыча их сложна и дорога и к тому же наносит серьезный ущерб окружающей среде, а очистка требует громадных объемов кислоты и является процессом не только трудоемким, но и очень затратными. В результате рудники и шахты по добыче тогда еще не очень нужных и недорогих РЗМ повсеместно закрывались, а их производство переносилось в КНР.

Значительные сырьевые запасы РЗМ, низкая себестоимость производства, эффективная промышленная политика последних двух десятилетий с учетом сворачивания производства редкоземельных металлов в США позволили Китаю установить монопольный контроль над мировым рынком редких земель.

Второе место по запасам РЗМ занимают страны СНГ (17%), где превалируют в основном месторождения России. Российские редкие земли сосредоточены в основном в Ловозерском месторождении лопарита и в комплексных месторождениях Восточной Сибири.

Относительно крупными ресурсами РЗМ обладают также США. Австралия, Гренландия, Канада, ЮАР, Индия. Однако выпуск крупнотоннажной редкоземельной продукции, помимо Китая, в последние годы осуществлялся только в России и Индии (монацитсодержащие россыпи), возобновилась добыча в США и начата – в Австралии.

Ключевыми потребителями РЗМ являются страны-лидеры мировой экономики: Китай, Япония, Южная Корея, США, страны Европы (в основном Германия и Франция). По своим масштабам рынок редких и редкоземельных металлов (РМ и РЗМ. – Ред.) относительно других металлов весьма небольшой. По данным различных источников, выпуск РЗМ в пересчете на оксиды находится на уровне 100–120 тысяч тонн.

Текущее технологическое противостояние между США и Китаем может привести к удорожанию РМ и РЗМ, так как 80% производства редких и редкоземельных металлов приходится на КНР.

– Какие преимущества есть у Казахстана в области добычи и переработки редких и редкоземельных металлов перед основными конкурентами?

– Казахстан обладает значительными запасами и возможными перспективами расширения минерально-сырьевой базы редкоземельных металлов. А это порядка 37 разведанных месторождений.

В республике производство РЗМ осуществляется на специализированных предприятиях, а также в качестве сопутствующей продукции на предприятиях цветной металлургии. Добычей и переработкой занимаются такие компании, как АО «УК ТМК», ТОО «Казахмыс», ТОО «Казцинк», АО «НГК «Тау-Кен Самрук», АО «НАК «Казатомпром», ТОО «Фирма «Балауса», ТОО Sareco, ТОО «Тиолайн», ТОО «Динатрон-Казахстан» и другие.

– В каких регионах республики ведется поиск РМ и РЗМ? Где возможны перспективные открытия?

– В республике выявлено свыше 500 рудных проявлений тантала, ниобия, а также редких земель иттриевой и цериевой групп, связанных с различными по составу магматическими интрузивными и осадочными образованиями. Эндогенные месторождения, содержащие редкие земли, обычно характеризуются сложным поликомпонентным составом.

Их эффективное использование позволит увеличить приток капитала в страну, улучшит инфраструктуру в регионах расположения месторождений.

Северный Казахстан включает в себя два региона с редкометалльной и редкоземельной минерализацией: Кокшетауский срединный массив и Уральский металлогенический пояс. На Кокшетауском срединном массиве известны три эндогенные разновозрастные рудные формации, имеющие танталониобиевую и редкоземельную специализации и связанные с ними коры выветривания и россыпи.

Редкометалльное и редкоземельное оруденение Центрального региона республики, выявленное в древних докембрийских массивах, является комплексным и связано с приразломными щелочными метасоматитами (альбититами).

Восточный Казахстан считается редкометалльной и редкоземельной геологической провинцией, где преобладают оруденения оловянно-танталониобиевые и цирконий-танталониобиевые.

Все известные промышленные месторождения и крупные рудопроявления обнаружены по выходам на открытых площадях. Новых месторождений тантала, связанных с редкометалльными пегматитами, после 70-х годов минувшего столетия обнаружено не было, то есть в регионе фактически исчерпан фонд легко открываемых месторождений.

Значительные запасы тантала и ниобия имеются на глубоких горизонтах и флангах эксплуатировавшихся месторождений.

В конце 80-х – начале 90-х годов прошлого века были обнаружены литий-фтористые граниты, которые можно рассматривать как новый перспективный источник танталониобиевого сырья, содержание тантала в них в десятки раз превышает запасы редкометалльных пегматитов.

В области сочленения Чингиз-Тарбагатайской зоны и Центрально-Казахстанского разлома также целесообразно проведение специализированных поисков комплексных месторождений редкоземельно-танталониобиевой формации.

Резюмируя, хочу отметить, что Казахстан обладает значительным количеством минерального сырья редких и редкоземельных металлов и при его рациональном использовании на многие годы может в ближайшей перспективе решить проблему обеспечения отечественных производств, специализирующихся на выпуске редких и редкоземельных металлов, собственным сырьем, развивать в стране современные отрасли науки и техники, а также реализовывать редкометалльную и редкоземельную продукцию на мировом рынке, непрерывно повышая ее чистоту и степень готовности для использования в различных отраслях.

– Канат Курмашевич, расскажите о действующих технологиях получения РМ и РЗМ и перспективах открытия новых заводов. Интересны ли инвесторам подобные проекты?

– Технология производства редких металлов из рудных концентратов имеет многостадийный характер и складывается из трех основных этапов: разложения рудного концентрата; получения чистых химических соединений (например, окислов, солей) и получения металла или его сплава из чистого химического соединения.

Первая стадия – разложение рудного концентрата – осуществляется при помощи пирометаллургических процессов (обжиг, сплавление или спекание с соответствующими реагентами) или гидрометаллургическим путем (обработка кислотами, растворами щелочей).

В результате разложения концентрата достигается отделение извлекаемого металла от основной массы сопровождающих элементов и его концентрирование в растворе или в осадке.

Во второй стадии – выделения и очистки химических соединений – преобладают химические процессы в водных растворах (осаждение химических соединений редких металлов, их очистка путем растворения, переосаждения и перекристаллизации).

Часто для получения чистых соединений редких металлов применяются пирометаллургические процессы, например, хлорирование рудных концентратов с возгонкой и раздельной конденсацией летучих хлоридов (таких, как хлориды титана, циркония, тантала, ниобия и др.), возгонка летучих окислов (молибденовый ангидрид) и т. п.

В заключение для получения чистых редких металлов или их сплавов из чистых соединений используются разнообразные, преимущественно высокотемпературные, процессы восстановления химических соединений или электролитические процессы, большей частью проводимые в расплавленных средах.

Многостадийность технологических процессов в металлургии редких металлов усложняет решение задачи максимального извлечения редких металлов из сырья.

Отличительным признаком металлургии редких металлов, в частности для группы тугоплавких редких металлов, является то, что технологический процесс здесь иногда заканчивается получением не чистого металла, а богатых им сплавов.

Поэтому производство твердых сплавов представляет собой неотъемлемую часть единого технологического процесса, начинающегося разложением, например, танталового концентрата, переходящего далее к получению танталового ангидрида, металлического порошкообразного тантала, карбидов тантала, тантала и твердых сплавов.

На август текущего года запланирован визит нашей делегации в Японию, где мы представим потенциал редкометалльной отрасли Казахстана и дальнейшего сотрудничества в данной отрасли.

– С какими проблемами сталкиваются действующие предприятия редкометалльной отрасли?

– Во-первых, это разведка, доразведка и разработка крупных месторождений редкоземельных элементов с организацией комплексной (!) переработки сырья. Во-вторых, организация переработки техногенных отходов, что даст возможность не только получать востребованные на рынке материалы, но и решит ряд экологических проблем, связанных с утилизацией ТМО.

Главной сложностью развития предложения на рынке редких и редкоземельных металлов является балансовая проблема – разница между естественным распределением РМ и РЗМ в рудах месторождений и рыночным спросом на них. Спрос на эти металлы, при довольно высоких ценах, неустойчив. В связи с чем возрастает актуальность проблемы прироста минерально-сырьевой базы (МСБ – Ред.) металлических полезных ископаемых и необходимость оценки тенденций развития МСБ, выявление факторов, влияющих на добычу, производство и потребление металлов.

Все это требует финансирования и дополнительных совместных мер со стороны уполномоченных государственных органов, национальных холдингов, национальных компаний, научных организаций и социально-предпринимательских корпораций.

– Какие инновационные технологии, в том числе направленные на улучшение экологической обстановки в регионах, применяют действующие предприятия редкометалльной металлургии?

– В последнее время, учитывая, что редкие металлы являются одним из основных источников формирования доходной части бюджета государства, так как они могут быть получены при комплексной разработке рудных месторождений и из техногенного минерального сырья, основные страны-добытчики устремлены на широкомасштабное внедрение рентабельных промышленных технологий.

Производственные технологии, применяемые в металлургии редких металлов, имеют ряд особенностей, которые связаны с характером сырья и требованиями, предъявляемыми к промышленной продукции. Рассеянные редкие металлы, не имеющие собственных руд и даже минералов, встречаются в весьма небольших концентрациях в различных промышленных отходах.

В связи с низкой концентрацией редких металлов в рудах особое значение в металлургии этих металлов приобретают методы обогащения руд, где из весьма бедных руд получают богатые концентраты (вольфрамовые, молибденовые, танталовые и другие.).

Сырье, содержащее редкие металлы, в большинстве случаев сложного состава, часто сочетает различные редкие металлы друг с другом. Примерами могут служить вольфрамомолибденовые, ниобий-тантало-титановые руды, содержащие также и редкоземельные элементы, уранованадиевые, литиево-цезиевые руды и т. д. Кроме того, редкие металлы часто содержатся в виде незначительной примеси в рудах и промышленных отходах к цветной и черной металлургии. Так, например, молибден встречается в медных рудах, вольфрам – в оловянных, ванадий – в железных, рассеянные металлы – индий, галлий, германий – в цинково-свинцовых и алюминиевых рудах.

Природные соединения большинства редких металлов обладают большой химической прочностью, что затрудняет разложение и выделение их, когда подавляющая часть промышленности предъявляет к этим элементам весьма высокие требования в отношении чистоты. Допустимые примеси в готовой продукции определяются сотыми, а часто и тысячными долями процента. Перечисленные выше обстоятельства отражаются на характере технологических процессов, применяемых в металлургии редких металлов.

Непрерывное совершенствование технологии обогащения руд, применение прогрессивных технологических схем обогащения позволяют выделять концентраты редких металлов из руд, ранее считавшихся экономически непригодными для переработки. Что в свою очередь позволит значительно расширить сырьевую базу промышленности, вовлечь в активные запасы новые месторождения редких металлов, содержание которых в рудах очень низкое.

– Будет ли разрабатываться государственная программа развития РМ и РЗМ отрасли?

– План развития разработки редких и редкоземельных металлов в РК на 2015–2019 годы утвержден постановлением Правительства РК от 26 ноября 2014 года № 1237.

Ведется работа в законодательно-нормативном обеспечении отрасли, совершенствование государственной системы регулирования отрасли, обеспечение минерально-сырьевыми ресурсами, научно-технологическое обеспечение создания и развития отрасли Республики Казахстан, создание и расширение редкометалльных производств.

Создание и расширение производств компании производят за счет собственных средств.

– Канат Курмашевич, какие меры необходимо предпринять государству и предприятиям, чтобы поднять переработку редкометалльного сырья на новый уровень?

– Исходя из практики вышеуказанных стран, государственная поддержка отрасли должна предусматривать увеличение доли затрат на инновации в общем объеме инвестиционных затрат металлургических предприятий. Выделение имущественного взноса государственным корпорациям для реализации инвестиционных проектов, приобретения зарубежных активов и создания совместных предприятий.

Государство должно поддерживать рост производства продукции высоких переделов, продвижение продукции высоких переделов на зарубежные рынки, стимулировать спрос на продукцию на внутреннем рынке. В его поле зрения должны быть формирование предприятий малого и среднего предпринимательства в отрасли, проведение геологоразведки, развитие инфраструктуры добывающих и перерабатывающих предприятий, развитие научно-технической базы отрасли и привлечение высококвалифицированных кадров.

На сегодняшний день одним из основных барьеров для привлечения инвесторов в отрасль является засекреченность геологических данных по балансовым запасам РМ и РЗМ, а также объемы производства и технологические операции по отдельным видам металлов.

Редкометалльные и редкоземельные месторождения Казахстана

Имеющийся в стране потенциал редких и редкоземельных элементов позволяет казахстанским компаниям в ближайшей перспективе решить вопрос с обеспечением их отечественным сырьем.
В республике выявлено свыше 600 рудных проявлений тантала, ниобия, а также редких земель иттриевой и цериевой групп, связанных с различными по составу магматическими интрузивными и осадочными образованиями.
Тантал, Ниобий. По соотношению этих двух элементов все месторождения подразделяются на три группы: танталовые, танталониобиевые с редкими землями, цирконием и гафнием, собственно, ниобиевые.
К первой группе относятся месторождения, связанные с редкометалльными гранитными пегмати¬тами, а также с гатчеттолитовыми карбонатитами. В их рудах различно соотношение пятиокисей. Так, Nb меняется от 3:1-1:1 до 1:5. Концентраты содержат от 5-8 до 60-65% Та2О5 соответственно.
В рудах танталониобиевых месторождений ниобий хотя и превалирует над танталом, но последний технологически и экономически целесообразно извлекать наряду с ниобием. К таким принадлежат месторождения, связанные с субщелочными гранитоидами, приразломными щелочными метасоматитами (альбититами) и расслоенными плутонами агпаитовых нефелиновых сиенитов. В их рудах отношение пятиокиси тантала к ниобию составляет 1:5-1:20, а концентраты содержат от 0,5 до 5% Та2О5. Третья группа представлена непосредственно ниобиевыми месторождениями, в рудах которых ниобий доминирует над танталом (соотношение пятиокисей Ta и Nb менее 1:20), извлекать тантал из них не экономично. Такие руды имеют почти всегда пирохлоровый состав, а месторождения связаны с карбо-натитами и отчасти с альбититами нефелиновых сиенитов. Помимо собственно танталовых и тантало-ниобиевых месторождений, тантал может быть извлечен попутно из руд некоторых типов оловянных и вольфрамовых месторождений. В последние годы тантал и ниобий извлекаются из отвальных песков -продуктов переработки танталового производства (Австралия).
На государственном балансе Казахстана числится 15 месторождений, в том числе восемь с балансовыми запасами: Белогорское, Верхне-Баймурзинское, Бакенное, Юбилейное, Кварцевое, Ахметкино, Калай-Топкан (Восточный Казахстан), Караобинское (грейзеновое) в Центральном Казахстане.
Из названных месторождений отрабатывались пять — Белогорское, Верхне-Баймурзинское, Бакенное, Кварцевое, Юбилейное, большая часть запасов которых почти за тридцать лет эксплуатации к настоящему времени уже добыта. Оставшиеся в недрах запасы не рентабельны к отработке. Тантал из Караобинского месторождения не извлекался.
РедКИе зеМЛИ. Среди редкоземельных месторождений выделяются следующие типы: магматические, карбонатитовые, альбититовые, грейзеновые, скарново-грейзено-вые и развитые по ним коры выветривания, гидрогенные руды и угли. Эндогенные месторождения, содержащие редкие земли, обычно характеризуются сложным поли-компонентным составом. РЗЭ в них наблюдаются, как правило, в тесной ассоциации с торием, ниобием, танталом, цирконием, реже — с ураном, молибденом,бериллием.
Государственным балансом республики учтено восемь месторождений РЗЭ.
Запасы четырех из них сосредоточены в Мангистауской области на урановых месторождениях Меловое, Токмак, Тайбогар и Тасмурын. Акбулакское месторождение и Кундыбай находятся в Костанайской области, на месторождениях Южно-Казахстанской области — Моинкум и Акдала учтены только забалансовые запасы редких земель. По степени освоения пять месторождений являются резервными.
В советское время РЗЭ в Казахстане производились на Прикаспийском горно-химическом комбинате попутно при добыче урана и Иртышском химико-металлургическом заводе (ИХМЗ) из сырья Соликамского магниевого завода.
В настоящее время в Казахстане оксиды цериевой группы в небольшом объеме выпускает компания Irtysh Rare Earth Co. Ltd. из привозного сырья.
Для стабильной и надежной работы предприятий в современных условиях необходимо воссоздать минерально-сырьевую базу редких металлов и редких земель. Предпосылки для это¬го в республике имеются.
По интенсивности рудогенерирующей способности, петро- и геохимическим особенностям танталони-обиевые и редкоземельные рудные проявления, пригодные для промышленного освоения, прогнозируются в нижеприведенных регионах страны.
заПадНый КазахСТаН. Важнейшими факторами, влияющими на эндогенное редкоземельное и танталониобиевое оруденение, являются, во-первых, пространственная и генетическая связь концентраций редких элементов с герцинскими интрузиями (магма-тическими внедрениями) кислого и щелочного состава. А во-вторых, связь редкометалльных проявлений с зонами глубинных субмеридиональных разломов и сопряженными с ними тектоническими нарушения¬ми высоких порядков.
Интрузивные комплексы гранито-идного ряда широко распространены в Западно-Казахстанском регионе. В пространственном расположении герцинских интрузий установлена четко выраженная закономерность -образование трех меридиональных поясов, проходящих через весь Мугоджарский регион. Вдоль меридиональных зон глубинных разломов располагаются крупные герцинские массивы — Берлинский, Кайрактин-ский, Ащелысайский, Бескопинский, Шотинский и др.
Более древние каледонские интрузии представлены небольшими массивами плагиогранитов и габ-броидов. В восточной части структуры вдоль Восточно-Мугоджарских разломов откартирован ряд узких меридионально вытянутых массивов ультрабазитов.
В Мугоджарах выделено пять формаций редкометалльно-редкозе-мельного оруденения. Три из них свя¬заны с гранитоидным магматизмом.
Интрузии, как правило, многофазны, с широко проявленными дайковыми образованиями и пегматитами (вольфрам-молибденовая минерализация). Редкоземельные пегматиты содержатся в составе Олаталдыкского и Балатал-дыкского рудных полей.
Редкометалльные гранитоиды (нефелиновые сиениты, щелочные, субщелочные сиениты, граносиени-ты и т. д.) представлены участками — Борсыксайский, Карасырский, Приозерное, Уймола и др.
Четвертая формация — щелочные полевошпатовые метасоматиты (аль-бититы) и связанные с ними коры выветривания (Верхне-Иргизское, Центральное, Кызылсай, Утеш-аулы и др.). С данной формацией в мире генетически связаны крупнейшие по масштабам и богатые по содержанию комплексные месторождения тантала, ниобия, циркония, бериллия, редких земель с флюоритом и криолитом.
В настоящее время подобные месторождения известны в Украине, Восточной Сибири (Катугинское, Хайломинское), на Полярном Урале (Тайкеусское) и в других районах России. Наконец, пятая формация представлена редкометалльными корами выветривания и россыпей.
СеВеРНый КазахСТаН. Область включает в себя два региона с ред-кометалльной, редкоземельной минерализацией: Кокшетауский срединный массив и Уральский металлогенический пояс (Жетыгарин-ский рудный район). На Кокшетау-ском срединном массиве известны три эндогенные разновозрастные рудные формации, имеющие танталониобиевую и редкоземельную специализацию и связанные с ними коры выветривания и россыпи. Наиболее ранняя представлена Красно-майским щелочно-ультраосновным комплексом карбонатитов раннего кембрия — раннего ордовика.
В мире с ними связаны три формации.
Формация щелочных ультраосновных пород и сопряженные с ними коры выветривания. С этой формацией установлены крупней¬шие в мире месторождения ниобия (Аракса, Тапира и др.). С этим комплексом в районе озера Барчинское связано флогопит-апатитовое место¬рождение. В апатите установлены повышенные концентрации редких земель иттриевой группы.
Формация колумбитоносных лейкократовых и аляскитовых гранитов (Та/Nb — 1:10) с щелочным уклоном (Орлиногорский, Золото-ношенский, Еленовский комплексы). В западном обрамлении Кок-шетауского срединного массива данная формация является аналогом молодых гранитов плато Джос (Нигерия), для которой характерен высокий потенциал танталониобиевого оруденения.
Формация литий-фтористых и мусковит-альбитовых гранитов, которая практически не изучена и представлена небольшими интрузиями литий-фтористых гранитов (Лосев¬ское, Орлиногорское), дайками амазонит-альбитовых гранитов (Тотогуз, Продольный, Золотоношенский массив) и альбитизированными и гранитизированными массивами Сырымбетского рудного района.
С гранитоидами данного типа связаны богатые танталовые ме¬сторождения мира (Орловское — в России; Абу-Даббаб, Нувейби — в Египте; Top-Лей к — в Канаде; Халд-зян-Бурэгтэг- в Монголии).
На Кокшетауском срединном массиве выявлен ряд редкометалльных гранитных куполов с комплексным оруденением тантала, ниобия, лития, олова, которые, на наш взгляд, являются весьма перспективными.
В пределах Уральской металло-генической зоны (Жетыгаринский рудный район) с запада на восток выделяются три субмеридиональные структурно-формационные и соответствующие им металлогенические зоны — Кусоканская, Троицкая и Денисовская, которые раз¬деляются между собой сложными глубинными разломами. В их пре¬делах локализуются все известные золоторудные, редкоземельные и редкометалльные месторождения (Кундыбай, Смирновское, Дрожи-ловское и др.).
Центральный и Восточный Казахстан. Редкометалльное и редкоземельное оруденение центрального региона республики, вы¬явленное в древних докембрийских массивах, является комплексным и связано с приразломными щелоч¬ными метасоматитами (альбитита-ми). Выделяются Арганатинская и Карсакпайская структурно-метал-логенические зоны. Арганатинская зона распространения редкозе-мельной минерализации включает три рудных района: Ащитастинский (месторождение Акбулак), Тоболга-сайский (Талайрык), Маятасский. В настоящее время редкоземельное оруденение изучено недостаточно. На стадии поисковых работ оценено лишь месторождение Акбулак, кото¬рое может представлять промышленный интерес.
Восток Казахстана считается редкометалльной и редкоземельной геологической провинцией, где преобладают оруденения оловян-но-танталониобиевые и цирко-ний-танталониобиевые. При этом специалистами выделяются два рудных района: Калбинский ред-кометалльный пегматитовый пояс и Чингиз-Тарбогатайская редкозе-мельная зона.
Пегматитовый пояс Калбы харак¬теризуется высокой плотностью тан¬таловых проявлений, где получил развитие целый ряд рудных форма¬ций, включая, прежде всего, редко-металльные гранитные пегматиты, содержащие основное количество тантала (месторождения Огневско-Бакенное, Асу-Булакское, Белогор-ско-Баймурзинское, Кварцевое).
Редкометалльные граниты мусковит-альбитового типа (Карасу, Оргымбай, Диабазовый) и литий-фтористые граниты амазонит-альби-тового типа (Самсоновка, Амазони-товый). Наконец, редкометалльные комплексные олово-танталовые россыпи (Асу-Булакская, Кварцевая, Таинтинская) и сырье техногенного происхождения (лежалые «хвосты» обогатительных фабрик бывшего Белогорского ГОКа).
Геологоразведочными работами установлено, что открытые площади здесь составляют 14%, полу¬закрытые — 52%, закрытые — 34%. Все известные промышленные месторождения и крупные рудопро-явления обнаружены по выходам на открытых площадях. Новых месторождений тантала, связанных с редкометалльными пегматита¬ми, после 70-х годов минувшего столетия обнаружено не было, то есть в регионе фактически исчерпан фонд легко открываемых месторождений.
Перспективы выявления редкоме-талльных пегматитов в районе связываются с поисками их на закрытых и полузакрытых площадях. На некоторых из них уже выявлены слепые, слабопроявленные на поверхности тела редкометалльных пегматитов — Кенебай-Жиландинская площадь, Пролетарский массив.
Значительные запасы тантала и ниобия имеются на глубоких горизонтах и флангах эксплуатировавшихся месторождений.
В конце 80-х — начале 90-х годов прошлого века в Нарыме и Центральной Калбе были обнаружены литий-фтор истые граниты, которые можно рассматривать как новый перспективный источник тантало-ниобиевого сырья, содержание тантала в них в десятки раз превышает запасы редкометалльных пегматитов. Полученные новые данные по металлогении тантала и ниобия в регионе позволяют сделать вывод о том, что редкометалльное оруденение является полигенным и полихронным, в связи с чем требует дальнейшего изучения и оценки.
В области сочленения Чингиз-Тар-багатайской зоны и Центрально-Казахстанского разлома (район Кен-та-Акбастау) также целесообразно проведение специализированных поисков комплексных месторождений редкоземельно-танталониобиевой формации.
ЮжНый КазахСТаН. Регион со слабо проявленным редкоземельным и танталониобиевым типом оруденения. Практическую значи¬мость представляют ванадиевые, фосфатные и гидрогенные урановые месторождения с повышенным содержанием редких земель (Ак-дала, Баласаускандык, Курумсак). Кроме того, редкие земли иттриевой и цериевой групп установлены в виде попутных компонентов в редкометалльных месторождениях Кайрагайлы-Актас, Богуты, рудопро-явлении Хоргос. Единичные точки минерализации редких земель обнаружены в Центральной Джунга¬рии в Текелийской свите.
Резюмируя вышеизложенное, следует отметить, что имеющийся потенциал редких и редкоземельных элементов позволяет отрасли в ближайшей перспективе решить проблему обеспечения отечественных производств, специализирующихся на выпуске редких и редкоземельных металлов, собственным сырьем. Для этого необходимо разработать комплексную программу (тантал, ниобий и редкие земли) на ближайшие годы с целью координации геологоразведочных работ.
В качестве первоочередных объектов для поисково-оценочных работ нами предлагаются следующие объекты: Верхне-Иргизское месторождение (тантал, ниобий, редкие земли) со средним содержанием от 50 до 2 000 г/т; рудопроявление Приозерное (редкие земли, бериллий, тантал, ниобий) с содержанием РЗЭ в среднем 8 100 г/т.
Также перспективными для разведки и освоения видятся участки Кадырский (комплексный: тантал, ниобий, бериллий, литий) со средним содержанием пятиокиси Ta от 80 до 200 г/т; Продольный Золото-ношенского массива (тантал, ниобий, редкие земли) со средним содержанием пятиокиси Ta 200 г/т.
Особый интерес, на взгляд экспертов, вызывает рудопроявление Ново-светловское (тантал, ниобий, редкие земли) при среднем содержании РЗЭ иттриевой группы порядка 6 000 г/т, а также месторождение Барчинское с редкими землями иттриевой груп¬пы в апатитах. Содержание РЗЭ в апатите составляет от 60% и выше.

Авторы: М. ОМИРСЕРИКОВ, доктор геолого-минералогических наук, профессор, директор Института геологических наук им. К.Сатпаева; Н. СТЕПАНЕНКО, ведущий научный сотрудник, кандидат геолого-минералогических наук; Н. ПАНКРАТОВА, старший научный сотрудник, кандидат геолого-минералогических наук; Е. МАЙЛЯНОВА, научный сотрудник.

Связанные истории

Старейшая печь Актюбинского завода ферросплавов – «Комсомолка» — стала более безопасной и экологичной

Выставки Mining and Metals CA 2022 и Kazcomak 2022 объединили профессионалов

Презентация Беспилотных Промышленных Решений

«Редкие земли»: от прочности до компактности

Рынок РЗМ, являющийся одним из самых молодых, за последние полвека вырос в 25 раз – с 5 тыс. до 120 тыс. тонн, и к 2020 году увеличится еще в полтора раза, составив 190–200 тыс. тонн «редких земель» в год

Гаджеты, которыми мы сегодня так охотно пользуемся, – смартфоны, ноутбуки, планшетные компьютеры – не появились бы в нашей жизни, не будь этих редких и редкоземельных (рассеянных) металлов. Сейчас основной объем «редких земель» производится в Китае, а мог бы у нас, в Казахстане, тем более что искать подходящее сырье, в общем-то, не надо, но об этом – чуть позднее…

Редкоземельные металлы (далее – РЗМ) были открыты в конце XVIII века в минералах из группы оксидов – отсюда их название (оксиды довольно долго именовались «землями»). Еще полвека назад считалось, что РЗМ (некоторые из них, правда, не такие уж и редкие, встречаются в природе в 200 раз чаще, чем золото) не способны образовывать крупных месторождений. Сейчас известно, что учтенные мировые запасы таких редких металлов, как ниобий, литий или церий не уступают запасам титана, никеля и даже превышают запасы свинца и олова. В наиболее крупных месторождениях сокрыты миллионы тонн ценнейших редких металлов. По способности концентрироваться в рудах промышленных месторождений они не уступают, а часто превосходят цветные металлы.

Может быть, правильнее было бы называть эти металлы не редкими, а новыми, полученными благодаря более современным технологиям, как предлагал академик В. И. Смирнов. Можно долго перечислять приборы, содержащие редкие и редкоземельные металлы. Выпущенные на их основе (неодим) магниты в сотни раз мощнее обычных магнитов, а весят гораздо меньше.

Благодаря «редким землям» многие электронные устройства стали компактными. Редкоземельные металлы необходимы для производства гибридных автомобилей и ветряных турбин. Аккумулятор одной Toyota Prius содержит около 10 килограммов лантана; в магните большого ветряного двигателя – не менее 260 кило неодима. А еще редкоземельные элементы нужны для производства приборов ночного видения, крылатых ракет, другого вооружения. В Казахстане есть месторождения неодима и самария. Неодим можно ещё использовать для легирования титана, который производится в АО «Усть-Каменогорский титано-магниевый комбинат».

Рынок РЗМ, являющийся одним из самых молодых товарных рынков, растет быстрыми темпами: за последние 50 лет объем мирового производства и потребления РЗМ увеличился примерно в 25 раз – с 5 тыс. до 120 тыс. тонн в год. Прогнозируется, что к 2020 году объем мирового спроса на РЗМ вырастет еще в 1,5 раза и составит 190–200 тыс. тонн в год.

Ключевыми потребителями РЗМ являются страны, основу экономики которых формируют высокотехнологичные производства: Китай (54%), Япония и Южная Корея (24%), Германия и Франция (13%), США (8%). При этом в Поднебесной производится до 97% всех РЗМ, контролируется, в целом, до 42% мировых запасов. Что же касается Казахстана, располагающего значительными ресурсами как собственно редкоземельного, так и РЗМ-содержащего комплексного минерального сырья, производство «редких земель» в республике можно охарактеризовать как нестабильное и далеко не соответствующее ее потенциалу. Сократился, а на некоторых предприятиях приостановлен выпуск РЗМ. Между тем, имеющимся у Казахстана запасам могло бы позавидовать любое индустриально развитое государство.

Из рудного сырья практический интерес представляет месторождение Верхнее Еспе, находящееся в Восточно-Казахстанской области. Здесь редкоземельное оруденение с промышленным средним содержанием суммы РЗМ составляет 0,35%. Месторождение нуждается в доразведке и дополнительных исследованиях по обогащению тонковкрапленных руд.

Промышленным содержанием редкоземельных металлов также отмечены фосфоритовые месторождения Каратау. Содержание суммы редкоземельных элементов в них изменяется от 614 до 1088 граммов на тонну. В Кокшетауском рудном районе зафиксированы значительные запасы апатитов. Состав редкоземельных элементов в этом сырье близок к аналогичному в апатитах Кольского полуострова. Несколько цифр для примера: средний состав, рассчитанный из восьми лабораторных анализов апатита, показывает, что в нем преобладает церий – 48,1%, затем лантан (28,1%) неодим (14,6%), иттрий (6%).

Из разведанных редкоземельных месторождений большой интерес представляет рудопроявление «Кундыбай», расположенное в Костанайской области. Наиболее распространенным минералом в нем является черчит из группы гипса, представляющий собой гидратированный фосфат иттрия, среднее содержание РЗМ в котором составляет 0,23%. А перспективным редкоземельным объектом, заслуживающим поисково-оценочных работ, является месторождение Шок-Карагай в Аиртауском районе Акмолинской области. Точнее, участок Южный, где содержание РЗМ доходит до 0,6%.

Анализ подготовленности месторождений редкоземельных элементов к промышленному освоению (степень изученности, эффективность разработанных технологий обогащения и гидрометаллургии) показывает, что перспективными в ближайшее время будут также месторождения Акбулак и Каратау. Суммарные сырьевые ресурсы всех рассмотренных месторождений весьма значительны и дают возможность выбора объектов для создания в Казахстане производства редкоземельных концентратов и металлов.

Реальные перспективы развития редкоземельной промышленности в республике открывает и такой, на первый взгляд, негативный факт, касающийся истощения запасов богатых руд. Как результат, возникла необходимость вовлечения в разработку руд с низким содержанием, рентабельная переработка которых возможна только при использовании кардинально новых способов вскрытия с комплексным извлечением всех ценных компонентов.

А самое интересное, что многие редкие и рассеянные (редкоземельные) металлы уже давно добыты, складированы в «хвостах» и отвалах, и только ждут своего часа и своей технологии извлечения. Значительное содержание редких металлов в промышленных отходах, превышающее их концентрацию в традиционных рудах, определяют актуальность переработки техногенного сырья, вовлечение его в индустриальный оборот.

В Казахстане накоплено от 14 до 25 млрд. тонн техногенных отходов. При этом содержание РЗМ в них достигает 0,6 %, что вполне сопоставимо с рудными месторождениями, а потому их можно рассматривать как самостоятельную сырьевую базу. В настоящее время в стране перерабатывается не более 2% таких техногенных отходов. Реальным источником получения РЗМ в Казахстане следует считать фосфогипс, накопленное количество которого на шламовых полях Каратау превышает 11 млн. тонн.

Технологии извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса универсальны и могут быть использованы при утилизации отвалов, оставшихся от производства минеральных удобрений. Благо, в результате исследований по переработке этого вида отходов учеными был получен коллективный концентрат РЗМ. Одним из потенциальных сырьевых источников редкоземельных элементов могут стать отходы производства титана, в частности, в отработанных расплавах титановых хлораторов высока доля лантаноидов тяжелой группы.

При рациональном подходе к переработке вышеупомянутых промышленных отходов Казахстану вполне по силам развить производство экспортоориентированной редкометальной продукции. У казахстанских ученых уже имеются соответствующие наработки. В частности, Национальный центр комплексной переработки минерального сырья создал и апробировал в опытно-промышленных условиях универсальную технологию, позволяющую комплексно и рентабельно вовлечь в переработку руды большинства месторождений редких металлов.

По словам заведующего лабораторией титана и ванадия этого центра Владилена Козлова, продуктами перспективного производственного комплекса будут более десяти наименований: концентрат РЗМ, оксиды иттрия, скандия, ванадия. Однако флагманы металлургии Казахстана сфокусированы, прежде всего, на производстве базовых (наиболее востребованных) металлов, а потому потери редкоземельных компонентов при добыче, обогащении и металлургической переработке руд доходят до 95%.

До недавнего времени в нашей стране редкие и редкоземельные металлы, в основном, выпускались как попутные продукты цветной металлургии. Так, РГП «Жезказганредмет» из отходящих газов металлургического производства ТОО «Корпорации «Казахмыс» получало рений, а АО «Алюминий Казахстана» при производстве глинозема – галлий. На Усть-Каменогорской металлургической площадке ТОО «Казцинк», наряду с основными продуктами – свинцом, цинком и кадмием, выпускался индий, таллий и селен. Их извлекали из пылей свинцового производства, а из щелочных сплавов рафинирования черного свинца – теллур. АО «Ульбинский металлургический завод» производит тантал, бериллий, ниобий и молибден, «Усть-Каменогорский титаномагниевый комбинат» – ванадий.

К сожалению, пока не удается добиться стабильной работы ТОО «СП «SARECO» (Summit Atom Rare Earth Company) – единственного в стране предприятия, в стратегию которого входит целевое развитие высокотехнологических отраслей металлургической промышленности на основе РЗМ. Учредителями компании до недавнего времени являлись АО «НАК «Казатомпром» (51% акций) и японская Sumitomo Corporation (49%). Однако в настоящее время НАК ищет другого инвестора для этого проекта по выпуску коллективных концентратов РЗМ, включая диспрозий, из отвалов бывшего Прикаспийского горно-химического комбината (Актау).

В дальнейшем планируется разработка природных месторождений. Сегодня у Казахстана есть все стартовые условия, необходимые для того, чтобы войти в число мировых лидеров на рынке РЗМ. С одной стороны – благоприятная долгосрочная конъюнктура. С другой – достаточные сырьевые ресурсы, специализированная металлургическая база и эффективные технологии.

Остается лишь грамотно распорядиться этими конкурентными преимуществами. Наиболее быстрорастущими являются потребности в самарии и неодиме для производства постоянных магнитов, в 10 раз превосходящих по своей магнитной силе иттрий и европий. Конечно, наличие сырья – только первый шаг для обеспечения поставок редкоземельных элементов. Промышленность должна научиться использовать столь специфические металлы в высокотехнологичных и конкурентоспособных изделиях.

К примеру, ни одна компания США не выпускает мощные постоянные магниты на неодиме, применяемые в бытовой технике, ветродвигателях и оборонной промышленности. А все потому, что японская компания Hitachi владеет ключевым патентом на их производство и предприняла меры по значительному ограничению лицензирования. Поскольку выпускать магниты без разрешения Hitachi или без изобретения новой технологии, позволяющей «обойти» лицензию, невозможно, эта продукция, по всей видимости, останется «японским эксклюзивом». Однако можно стать участником международной технологической цепочки и поставлять казахстанский неодим для производства сверхмощных магнитов.

Для достижения этой цели, на наш взгляд, необходимы поддержка со стороны государства в виде бюджетного финансирования проектов по созданию РЗМ промышленности, осуществляемая в рамках специальной отраслевой программы. Ее участниками должны стать как предприятия-переработчики, так и балансодержатели техногенных отходов, содержащих редкоземельные элементы.

Возможно, следует предусмотреть меры экономического стимулирования, с тем, чтобы мотивировать частные предприятия к комплексному использованию сырья, содержащего РЗМ, и подобный подход был бы обязательным при разработке месторождений и складировании техногенных образований.

Читайте также: