Редкоземельные минералы

Редкоземельными считаются 17 элементов, их обычно обозначают, как РЗЭ (в английском языке используются аббревиатуры RE, то есть rare earth, или REE — rare earth elements). Они обладают рядом уникальных особенностей, в силу чего их невозможно адекватно заменить: подходящие аналоги либо крайне дороги, либо не обеспечивают тех же показателей.


 группа из 17 элементов, включающая скандий, иттрий и лантаноиды (лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций).


Название «редкоземельные» было дано этим минералам в начале 20 века, поскольку тогда они считались исключительно редко встречающимися на Земле. Ныне установлено, что подавляющее большинство РЗЭ широко распространены на планете. Однако огромную проблему представляют их добыча и переработка — в силу, как правило, крайне низкой концентрации в рудах. Кроме того, в настоящее время не доведены до совершенства технологии переработки использованной техники и электроники, при производстве которых использовались РЗЭ: по данным 2013 года, в мире удавалось перерабатывать не более 1% редкоземельных элементов.


Кремень для бензиновой зажигалки – первый коммерчески доступный продукт, изготовленный с использованием редкоземельных металлов. Его изготовил известный австрийский химик Карл Ауэр фон Вельсбах в 1900 году.

Ныне редкоземельные элементы используют для производства множества высокотехнологичных товаров, они незаменимы в энергетике, металлургии, машиностроении, оптике, связи, электронике, нефтепереработке и пр. Без РЗЭ невозможно создание некоторых производств, в частности, использующих высокомощные магниты.


Редкоземельные металлы жизненно необходимы для производства современной военной техники. Например, без них невозможно изготовление сопл для реактивных самолетов и ракет, систем управления, наведения, навигации и связи, а также радаров, сонаров, прицелов, лазеров, разнообразных сенсоров, электромоторов, космических спутников, дисплеев, брони, стволов для артиллерии и стрелкового оружия, керамических покрытий и многого другого.

По данным Счетной палаты США (GAO), в 2022 году Пентагон потреблял менее 5% редкоземельных элементов, использованных в США.

С 1960-х по середину 1980-х годов США были крупнейшим в мире производителем и поставщиком редкоземельных элементов – за счет эксплуатации месторождения Маунтин-Пасс вблизи города Сан-Бернардино, штат Калифорния. Однако в 1998 году эксплуатация Маунтин-Пасс была прекращена из-за нестабильности рынка, серии банкротств компаний-владельцев месторождения, а также претензий регуляторов из-за проблем, вызванных загрязнением окружающей среды. Производство было частично возобновлено лишь спустя два десятилетия. За это время крупнейшим в мире производителем РЗЭ стал Китай.



К 2010 году Китай контролировал примерно 85% мирового производства и 95% переработанных редкоземельных элементов. Также с 2010 года Китай начал вводить серьезные ограничения на экспорт этого сырья и прекратил допускать иностранные компании на этот рынок, что привело к росту цен на РЗЭ и усилило опасения, что мировые высокие технологии зависят от одного государства, причем авторитарного.

Несмотря на то, что добыча редкоземельных элементов была увеличена во многих странах мира – прежде всего в Австралии, Бразилии, Малайзии, Канаде, ЮАР, Индии, Шри Ланке, Таиланде, России, Вьетнаме, Японии, Эстонии - Китай сохраняет лидерские позиции на этом рынке.

По данным Геологической службы США (USGS), в 2023 году Китай добыл 240 тысяч метрических тонн руды редкоземельных металлов, США – 43 тысяч метрических тонн.



В 2019 году США импортировали 100% всех редкоземельных элементов. С учетом того, что крупнейшим поставщиком оставался главный экономический и политический конкурент Соединенных Штатов – Китай – это вызвало опасения, что США оказались уязвимыми для китайского давления. Кроме того, значительный ущерб окружающей среде, наносимый добычей и переработкой сырья с РЗЭ, сделал эту индустрию крайне непопулярной у американцев. В итоге на территории США оказалось немного соответствующих производственных мощностей.

В последнее десятилетие США предпринимают значительные усилия по диверсификации поставок редкоземельных минералов и развития собственных производств. Однако, по данным Института Брукингса, средний срок получения необходимых разрешений для открытия шахты в США составляет 30 лет.


В результате геологоразведочных работ также были выявлены значительные месторождения РЗЭ в Канаде (запасы 8,3 млн метрических тонн), Южной Африке (запасы 0,79 млн метрических тонн), Танзании (запасы 0,89 млн метрических тонн) и Гренландии (запасы 1,5 млн метрических тонн РЗЭ), среди прочих. Однако эти страны не ведут активную добычу РЗЭ из-за сложности процессов добычи и разделения, а также экологических соображений и непомерно высоких затрат.

В Чем Основная Проблема При Добыче Редкоземельных Элементов?
Независимо от их названия, редкоземельные элементы относительно широко распространены в земной коре. Однако их часто обнаруживают рассеянными в низких концентрациях. Поэтому их добыча и переработка являются экономически сложными и вредными для окружающей среды. Поскольку широкое распространение требует крупномасштабных и инвазивных операций по добыче полезных ископаемых для получения экономически выгодных количеств, это приводит к высоким затратам на добычу. Кроме того, разбросанность и, как следствие, низкая концентрация делают месторождения редкоземельных элементов менее коммерчески выгодными для добычи по сравнению с другими полезными ископаемыми, поскольку для добычи и последующей переработки требуется больше энергии и ресурсов.

Другой главной проблемой при добыче редкоземельных элементов является значительное ухудшение состояния окружающей среды и связанные с этим риски для здоровья населения. Большинство методов добычи связаны со значительным физическим разрушением ландшафтов в результате открытой добычи полезных ископаемых и создают большое количество отходов.

Очистка редкоземельных элементов - это энергоемкий и химически сложный процесс, в котором участвуют опасные вещества, такие как концентрированные кислоты. Случайные утечки или ненадлежащая утилизация этих веществ могут привести к разрушительным последствиям для окружающей среды и опасностям для здоровья человека. Одним из печально известных примеров является горнорудный район Баян-Обо в Китае, который стал свидетелем серьезного загрязнения подземных вод и связанных с этим рисков для здоровья.

Финансовая сторона редкоземельных металлов
В 2021 году промышленность редкоземельных металлов оценивалась в 7 миллиардов долларов. Более того, по прогнозам, к 2030 году этот рынок достигнет 15 миллиардов долларов, увеличившись в среднем на 9,1%, что указывает на быстро растущий спрос. Такой рост обусловлен той ролью, которую эти металлы играют в применении передовых технологий, таких как возобновляемые источники энергии, электроника и оборонные технологии, среди прочего.

 

Производство редкоземельных металлов по странам: Топ-10 стран

Основываясь на данных Геологической службы США, вот данные о производстве редкоземельных металлов в разбивке по странам:

10. Бразилия
Добыча в 2022 году: 80 метрических тонн

Добыча на рудниках этой страны снизилась с 500 метрических тонн и 600 метрических тонн в 2021 и 2020 годах, соответственно. Однако это сокращение не отражает истощения ресурсов, поскольку Бразилия обладает обширными запасами, которые оцениваются примерно в 21 миллион метрических тонн редкоземельных металлов.

9. Мадагаскар
Добыча в 2022 году: 960 тонн

Островное государство Мадагаскар зарегистрировало производство 960 метрических тонн редкоземельных металлов. Несмотря на значительный объем производства, этот показатель снизился с 3200 метрических тонн, о которых сообщалось в 2021 году. Это резкое падение производства представляет собой сокращение более чем на 70% и предполагает последовательный сдвиг в горнодобывающей промышленности Мадагаскара с потенциальными последствиями для глобальной цепочки поставок этих важнейших компонентов.

8. Россия
Добыча в 2022 году: 2600 тонн

Что касается производства редкоземельных металлов по странам, то Россия занимает восьмое место в нашем списке. Россия внесла значительный вклад в мировые поставки редкоземельных металлов, произведя в 2022 году 2600 метрических тонн. Примечательно, что это лишь малая часть потенциального объема производства в стране благодаря ее значительным запасам. По последним оценкам, запасы этих бесценных элементов в России составляют 21 миллион метрических тонн, что окажет влияние на мировой горнодобывающий сектор в обозримом будущем.

7. Индия
Добыча в 2022 году: 2900 тонн

Усилия Индии по поиску редкоземельных элементов привели к выявлению значительных запасов этих металлов. Согласно текущим оценкам, запасы редкоземельных металлов в Индии составляют 6,9 миллиона метрических тонн. Учитывая эти щедрые запасы, которые еще предстоит освоить, Индия, несомненно, является ключевым игроком в удовлетворении мирового спроса на редкоземельные металлы. Будущие тенденции в этой области также окажут существенное влияние на глобальную цепочку поставок, учитывая растущий спрос на эти жизненно важные ресурсы.

6. Вьетнам
Добыча в 2022 году: 4300 тонн

Объем добычи редкоземельных металлов во Вьетнаме в 2022 году составил 4300 метрических тонн, по сравнению со скромным показателем в 400 метрических тонн в 2021 году. Это достижение свидетельствует о растущем опыте и приверженности страны добыче редкоземельных элементов. В то же время страна обладает значительным потенциалом с предполагаемыми запасами в 22 миллиона метрических тонн этих важнейших элементов, заявляя о себе как о потенциальном источнике редкоземельных ресурсов.

5. Таиланд
Добыча в 2022 году: 7100 тонн

Объем производства редкоземельных металлов в 2022 году составил 7100 метрических тонн. Примечательно, что объем производства редкоземельных металлов в Таиланде в 2021 году достиг 8200 метрических тонн, что более чем вдвое превышает объем производства в 2020 году, который составлял 3600 метрических тонн. Однако после этого беспрецедентного увеличения производство сократилось, снизившись до 7100 метрических тонн в 2022 году. Такой сдвиг может свидетельствовать об уровне волатильности в производстве редкоземельных металлов в Таиланде за наблюдаемый период.

4. Бирма
Добыча в 2022 году: 12 000 тонн

Объемы производства в стране в основном состоят из диспрозия и тербия, с незначительными объемами производства скандия и иттрия. Объем производства в Бирме свидетельствует о ее потенциале предлагать диверсифицированные источники поставок, снижая риски, связанные с концентрацией этих критически важных ресурсов. Более того, Бирма является одним из крупнейших экспортеров редкоземельных металлов во всем мире. Ее экспорт риса в 2021 году достиг 803 миллионов долларов, несмотря на сложный социально-политический ландшафт страны и развивающуюся горнодобывающую инфраструктуру.

3. Австралия
Добыча в 2022 году: 18 000 тонн

Австралия является третьим по величине производителем редкоземельных металлов, уступая только США и Китаю. В 2022 году в стране было добыто 18 000 метрических тонн редкоземельных металлов, что немного меньше, чем в 24 000 метрических тонн в 2021 году. Такая щедрая добыча редкоземельных металлов свидетельствует об огромном потенциале страны в области редкоземельных элементов, поскольку ее запасы оцениваются в 4,2 миллиона метрических тонн. Самым известным месторождением редкоземельных металлов в Австралии является рудник Маунт-Уэлд, который располагает самой современной инфраструктурой для извлечения РЗЭ из других полезных ископаемых. Кроме того, несмотря на наличие шестых по величине запасов редкоземельных металлов в мире, усилия Австралии по добыче полезных ископаемых в этом секторе остаются относительно ограниченными.

2. США
Добыча в 2022 году: 43 000 тонн

В 2022 году добыча редкоземельных металлов на рудниках Соединенных Штатов составила 43 000 метрических тонн. Кроме того, по текущим оценкам, в стране имеется около 2,3 миллиона метрических тонн запасов редкоземельных металлов. Этот значительный резервный потенциал указывает на потенциал для продолжения и увеличения внутреннего производства в будущем. В настоящее время крупнейшим месторождением редкоземельных металлов в США является рудник Маунтин-Пасс в юго-восточной Калифорнии, который является открытым рудником со значительными мощностями по добыче полезных ископаемых.

1. Китай
Добыча в 2022 году: 210 000 тонн

Китай является крупнейшей страной-производителем редкоземельных металлов, на долю которой приходится более 70% мирового производства редкоземельных металлов. Китай также располагает крупнейшими месторождениями редкоземельных металлов, объем которых составляет 44 миллиона метрических тонн. Основным месторождением РЗЭ в Китае является горнорудный район Баян Обо во Внутренней Монголии, который также является крупнейшим известным месторождением РЗЭ в мире.


Какие редкоземельные металлы добываются в России?
В настоящее время единственным действующим источником редкоземельного сырья в России являются лопаритовые руды Ловозерского месторождения в Мурманской области. Получаемый на Ловозерском ГОКе концентрат поступает на гидрометаллургическую переработку на Соликамский магниевый завод, который выпускает карбонаты РЗМ.

Каких металлов не хватает в России?
Есть дефицитные металлы: уран, марганец, хром, титан, алюминий, цирконий, бериллий, литий, рений, редкие земли иттриевой группы, запасы которых либо уже исчерпаны или находятся на грани исчерпания.



Какой самый дорогой редкоземельный металл?
Самые дорогие металлы в мире - подборка ТОП-14.
калифорний-252
Да, если это калифорний-252! Самый дорогой и редкий металл на Земле. Его цена поистине заоблачная и доходила до $27 млн за грамм! А все потому, что по некоторым оценкам, запас этого металла в мире не превышает 5 г, а максимальный объем годовой добычи составляет всего 30-40 микрограмм.26 янв. 2022;г.


Какой редкоземельный металл можно разрезать ножом?
 Калий. Серебристо-белый металл (удельный вес 0,85), который можно разрезать обычным ножом. Он хранится в минеральном масле или в запаянных ампулах. Калий используется при изготовлении некоторых фотоэлектрических элементов и в антифрикционных сплавах.

Какой самый редкий ресурс в мире?
Астат является наиболее редким элементом среди всех, встречающихся в земной природе. Его суммарное содержание в земной коре в равновесии с родительскими радионуклидами не превышает одного грамма. В поверхностном слое земной коры толщиной 1,6 км содержится всего 70 мг астата.

Какой самый токсичный элемент таблицы Менделеева?
Оганесон


Какой самый радиоактивный элемент?
 Самое опасное радиоактивное вещество — это Полоний-210. Из-за излучения вокруг него даже видно своеобразную светящуюся «ауру» голубого цвета.  Самым радиоактивным металлом на данный момент считают ливерморий.  Его изотопу Ливерморию-293 достаточно 61 миллисекунды, чтобы распасться.

МЕТАЛЛЫ. Мировой рынок. 2017 год