Экспертное заключение подготовлено по итогам сессии ФБТ-2025
«Редкие и редкоземельные металлы — неотъемлемая часть высокотехнологических производств».
Критерий технологической независимости
Собственное производство редких и редкоземельных (РЗЭ) элементов на сегодня определяет технологический суверенитет государства. При не самых впечатляющих масштабах потребления в мире 350-400 тыс. тонн в год (в сравнение — мировое потребление алюминия более 70 млн. тонн в год) [1-3] без этих металлов невозможно двигателестроение, современный транспорт, лазерная техника, волоконнооптические линии связи, высокотехнологичная медицина и другие отрасли. Это тот мелкий «гвоздик», отсутствие которого «в кузнице», может привести к поражению во всей битве.
Важной особенностью РЗЭ является, во-первых, их малая концентрация даже в так называемых «богатых» рудах, а, во-вторых, присутствие в руде их сразу всех или, по крайней мере, группы РЗЭ (7-10 элементов). Кроме того, РЗЭ встречаются в рудах разного состава (например, крупнейшее месторождение в РФ Ловозерское содержит лопартитовые руды, приостановленное с 2002 года месторождение Маунтин-Пасс в США содержит бастнезитовые руды, крупнейшее китайское месторождение Баян-Обо содержит бастнезит и монацит), таким образом, для каждого типа руды необходимо разрабатывать свои технологии обогащения и первичной переработки. Особо сложным является разделение концентрата РЗЭ на индивидуальные элементы и конечная очистка их друг от друга, поскольку большинство областей применения РЗЭ требует высокочистых веществ.
Различные РЗЭ находят применение в разных областях техники. Почти треть всех используемых в мире РЗЭ приходится на постоянные магниты, это неодим, празеодим, тербий, самарий и диспрозий. Это единственные материалы, куда РЗЭ входят в большой концентрации, что и обеспечивает большое потребление. Редкоземельные магниты являются основой аппаратов магнитно-резонансной томографии (МРТ), бесконтактной левитации в поездах на магнитной подушке, способных развивать скорость до 600 км/ч, двигателей беспилотных летательных аппаратов. Неодим, иттербий, эрбий, тулий, гольмий — основные активаторы твердотельных лазеров, как на основе кристаллов, так и стекла, керамики, волокна. Лантан, иттрий, лютеций входят в состав важных оптических и конструкционных материалов. Лантан и церий — в состав катализаторов, в том числе и катализаторов дожигания топлива. Гадолиний применяется в экранах, защищающих от радиоактивного излучения (в первую очередь нейтронного), а также в составе материалов для утилизации радиоактивных отходов, в составе медицинских препаратов (например, препаратах нейтрон-захватной терапии рака). Практически все РЗЭ применяются как легирующие добавки в сплавах, полупроводниках, сверхпроводниках.
Крупнотоннажное производство и малотоннажное потребление
Небольшие концентрации РЗЭ в рудах (т.е. необходимость перерабатывать большие объемы руды), присутствие в тех же рудах других металлов, в том числе радиоактивных, сложность технологий концентрирования и разделения приводит к тому, что получение РЗЭ не может осуществляться в рамках небольших производственных мощностей. Рентабельность добычи возможна только тогда, когда из руды одновременно добываются не только РЗЭ, но и сопутствующие металлы (например, переходные или радиоактивные), и другие ископаемые (в Китае есть шахты совместной добычи угля и монацитовой руды). В этом случае затраты на горную инфраструктуру делятся на все продукты. Опыт КНР показывает, что расширение производства достигнуто в результате планомерного укрупнения РЗЭ-отрасли, а также принятого в 2022 году запрета иностранным инвесторам «входить в районы добычи редкоземельных металлов или получать соответствующие данные, образцы или технологии производственных процессов» [4].
Производственная цепочка «добыча + обогащение → первичная переработка с получением смеси РЗЭ → разделение с получением индивидуальных элементов → производство синтезированных соединений» только на последнем этапе может осуществляться в рамках небольших научно-производственных предприятий, «заточенных» под конкретных потребителей. Потребление же металлических РЗЭ и их разнообразных соединений очень широко, при этом многие направления потребления могут обходиться сотнями килограмм конкретного высокочистого вещества в год.
Такое несоответствие необходимости производить РЗЭ в рамках крупного производства, с распылённым потреблением породило проблему спроса на отечественные РЗЭ. Производство магнитов, лазеров, волоконных усилителей, катализаторов, оптических элементов, медицинских препаратов в нашей стране только развивается в рамках импортозамещения и не вышло на оптимальные мощности.
Решение проблемы только в государственном подходе
По сообщению советника генерального директора АО «Росатом Недра» Магомеда Гехаева, концентрация руд в самом богатом отечественном месторождении Ловозерское в 6 раз меньше, чем в ныне разрабатываемых месторождениях в КНР. Северный климат и удаленность инфраструктуры еще больше увеличивают себестоимость первого передела отечественного производства РЗЭ. Таким образом, в условиях дружественных отношений с КНР импорт соединений РЗЭ оказывается дешевле. На сессии были предложены меры по стимулированию потребления отечественных РЗЭ — от субсидирования применения отечественных металлов, до штрафования за покупку импортных.
Необходимо отметить, что РЗЭ — область стратегическая, и надеяться даже на надежного союзника тут не стоит. Изменение военно-политической ситуации может привести к уменьшению экспорта металлов из КНР, а использованию их внутри страны, например, при резком росте востребованности продукции ВПК. Несмотря на большую себестоимость необходимо развивать отечественное производство РЗЭ на всех этапах производственной цепочки, разрабатывать новые технологии обогащения и разделения. Проблему спроса необходимо решить государственно, субсидируя производство и выкупая произведенные материалы, тем самым создавая стратегические запасы РЗЭ (в виде металлов и соединений — оксидов, фторидов). Развитие науки и техники будет требовать всё больше этих соединений, цена на них будет расти, соединения РЗЭ «не портятся».
Кроме того, нужно начать разрабатывать технологии утилизации и повторного использования РЗЭ, особенно из изделий, где содержание большое. Сейчас в мире извлекают из готовой продукции и повторно используют только 1% редкоземельных элементов. В первую очередь это касается таких продуктов, как постоянные магниты и люминесцентные лампы (о разработке таких технологий уже заявили фирмы GKN Automotive, Solvay, Hitachi Metals, REEcycle, Jiangsu Huahong Technology, Lynas, GanZhou QianDong Rare Earths) [2].
Список источников.
1. Алекс Будрис. Большая гонка: зачем Россия вкладывает миллиарды в нерентабельные редкие металлы. Форбс.
https://www.forbes.ru/biznes/516422-bol-saa-gonka-zacem-rossia-vkladyvaet-milliardy-v-nerentabel-nye.... 16.07.2024.
2. Марчук Н. П., Туровец Ю. В. Топ-10 направлений применения редкоземельных металлов. ИСИЭЗ НИУ ВШЭ (),
https://issek.hse.ru/news/926183397.html. 24.05.2024.
3. Редкоземельные металлы: что это, свойства, где добываются
https://www.rbc.ru/base/27/02/2025/67bdf4209a79475fb7fdf8bc#toc-fdf8bc-6. 27.02.2025.
4. РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ. Мировой рейтинг стран. 2022 год. Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2022 году»
https://nedradv.ru/nedradv/ru/msr?obj=ca79a46078f5785d6a24f2c3830d59b6. 08.08.2024.
