Линки доступности

Что такое редкоземельные элементы и где их добывают?


Образцы редкоземельных минералов — оксида церия, бастнезита, оксида неодима и карбоната лантана — с калифорнийского месторождения Маунтин-Пасс
Образцы редкоземельных минералов — оксида церия, бастнезита, оксида неодима и карбоната лантана — с калифорнийского месторождения Маунтин-Пасс

Как 17 редкоземельных минералов приобрели столь большое значение в современной экономике и политике

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.

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.

К РЗЭ относят скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций. На фото изображены содержащие их соединения с австралийского месторождения Маунт-Уэлд.
К РЗЭ относят скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций. На фото изображены содержащие их соединения с австралийского месторождения Маунт-Уэлд.

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.

Минерал бастнезит может содержать до 17 РЗЭ, но разделение элементов является дорогостоящим и сложным.
Минерал бастнезит может содержать до 17 РЗЭ, но разделение элементов является дорогостоящим и сложным.

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.

Месторождение Маунтин-Пасс, январь 2020 года
Месторождение Маунтин-Пасс, январь 2020 года

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.

Плавильный цех, где идет работа с редкоземельным металлом лантаном, недалеко от города Дамао в китайском регионе Внутренняя Монголия (архивное фото)
Плавильный цех, где идет работа с редкоземельным металлом лантаном, недалеко от города Дамао в китайском регионе Внутренняя Монголия (архивное фото)

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.

При подготовке материала использованы данные Геологической службы США, Исследовательской службы Конгресса США, Министерства внутренних дел и Министерства энергетики США.

Форум

XS
SM
MD
LG