Уже несколько недель не утихают разговоры о добыче редкоземельных металлов. Все началось с заявлений президента США Дональда Трампа, который высказался о намерении добывать РЗЭ на территории Украины, а затем заключить соответствующую сделку с Россией.
В чем особенность таких элементов и есть ли такие на территории Нижегородской области, разбирались вместе с экспертами в материале сайта pravda-nn.ru.
Что такое редкоземельные металлы
Редкоземельные металлы — это группа химических элементов, обладающих уникальными свойствами, полезными в промышленности. К ним относятся 17 элементов: скандий, иттрий и 15 лантаноидов - лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций.
При всем своем названии эти металлы не такие уж и редкие и довольно часто встречаются в природе, правда - не в виде месторождений. Найти их в концентрированном виде (не внутри пород) достаточно непросто, от чего они имеют такую большую ценность.
РЗЭ используются в самых разных сферах: это оптика, металлургия, производство керамики, фармацевтика, электроника, нефтеперерабатывающая, химическая и автомобильная отрасли. Можно сказать, что РЗЭ вокруг нас: так, например, сразу несколько элементов можно встретить в смартфонах — это европий, иттрий, лантан.
Сами редкоземельные металлы стоят очень дорого. Например, за один килограмм скандия придется отдать минимум 460 тысяч рублей, а тербия — порядка 190 тысяч рублей. Это связано со сложными технологиями их добычи и переработки, чтобы отделить элементы внутри соединений. Кроме того, для добычи РЗЭ используются различные химикаты, которые приводят к образованию большого количества токсичных отходов.
Остаются в недрах
Сейчас ведущими странами по владению разведанными запасами РЗЭ являются Китай (на севере страны есть крупное месторождение Байюнь-Обо), США, Австралия, Индия и Россия. В нашей стране месторождения РЗЭ находятся в Мурманской области, Якутии, Красноярском крае.
При этом в России имеются большие запасы редкоземельных металлов (согласно данным Роснедра РФ, всего известно о 18 месторождениях на территории РФ), однако их добыча и переработка не ведется в соответствующих масштабах из-за отсутствия специальных технологий по разделению металлов, а также по причине высокой конкуренции с одним из лидеров рынка — Китаем.
Другой проблемой является низкий внутренний спрос на российские РЗЭ. Сейчас в России используют РЗЭ около 100 компаний, а их запросы не такие большие.
«С 2022 года мы начали разрабатывать собственные новые технологии добычи, обогащения и разделения РЗЭ, а также восстанавливать традиционные технологические цепочки. Можно сказать, мы начинаем практически с нуля: в Советском Союзе у нас были предприятия полного цикла добычи и переработки редкоземельных элементов, однако сейчас этого нет, - рассказывает доктор технических наук, заведующий научно-исследовательской Лабораторией технологии высокочистых материалов НИИ химии ННГУ им. Н.И. Лобачевского Леонид Мочалов. - Из-за технологического отставания в сферах микроэлектроники, оптики и фотоники потребности отечественного внутреннего рынка РЗЭ покрывались поставками из-за рубежа».
Как отмечает эксперт, «сейчас России стоит сконцентрироваться не только на увеличении добычи РЗЭ, а на развитии высокотехнологичных отраслей, обеспечивающих экономический суверенитет России и являющихся основными потребителями РЗЭ».
Говоря простым языком, во-первых, необходимы высококвалифицированные специалисты, которые захотят ехать в отдаленные регионы на работу на предприятия добычи РЗЭ, этих же специалистов нужно обучить, а для этого необходимо внести изменения в сферу высшего образования и привлечь молодежь идти учиться не на гуманитарные профессии, а инженерные. Во-вторых, также важно развивать собственные технологические решения — разработать линии смартфонов, автомобилей и другие проекты, а в-третьих, найти инвестиции, которые можно будет вложить в создание среды для добычи и обработки редкоземельных элементов. Короче говоря, фактически создать новую отрасль промышленности в стране.
«С одной стороны, мы можем разрабатывать технологии и увеличивать объемы производства РЗЭ, можем продавать их в составе "полуфабрикатов", например, в виде стекол, из которых можно делать оптические лазеры. Однако гораздо выгоднее создавать конечные продукты с высокой научной, интеллектуальной и технологической составляющей», - подчеркнул Леонид Мочалов.
А что в Нижегородской области?
По данным министерства экологии природных ресурсов Нижегородской области, на территории нашего региона никаких редкоземелов не водится, однако имеется большое количество полезных ископаемых. Среди них - магматические и метаморфические породы, галька, гипс, известняки, доломиты, кварцит, опока, мел, сланцы, мергель, торф и др.
Так, большие залежи торфа находятся в междуречьях Оки и Волги, а также в долинах рек Ветлуги, Керженца, Тёши, Серёжи, и используются в качестве удобрения. Много запасов и для строительства — гипс (Бутурлинский, Арзамасский районы), пески (реки Ока и Волга, Кстовский, Борский, Дзержинский и Лукояновский районы), известняки (Вадский, Перевозский, Богородский районы), глины (Починковский, Лысковский, Лукояновский районы). Есть сырье для химической промышленности — например, каменная соль (Ковернинский и Семёновский районы) и даже месторождения титано-циркониевых руд (в Лукояновском и Гагинском районах).
А как отмечают геологи, на территории Нижегородской области также на больших глубинах может залегать нефть. В свое время даже проводились соответствующие исследования: так, ученые в свое время предполагали, что нефтяной источник мог находиться в Лысковском округе в районе бывшего Девонского моря, существовавшего 400 млн лет назад.
Уже в XX веке сюда приехали исследователи в поисках источника нефти и пробурили на 815 метров скважину. Однако вместо «черного золота» из земли пошла солёная вода.
Мурманский «сувенир»
В сентябре 2024 года Университет Лобачевского заключил соглашение с АО «Арсенал», являющимся одним из крупнейших российских недропользователей. Компания разрабатывает месторождения редких металлов и редкоземельных элементов в Мурманской области. Среди них - циркон и бритолит, концентраты которых имеют высокое содержание циркония, лантана, церия, празеодима, неодима, иттрия.
Проект будут реализовывать совместно с лабораторией технологии высокочистых материалов НИИ химии и кафедрой химии твердого тела химического факультета ННГУ.
«Наш совместный проект предполагает разработку всей технологической цепочки, начиная от добычи руды, заканчивая изготовлением конечной продукции с высокой степенью чистоты. Это позволит полностью заместить импорт ряда материалов, а также наладить выпуск множества новых материалов, необходимых для развития любого высокотехнологичного производства», - отметил ректор ННГУ им. Лобачевского Олег Трофимов при заключении соглашения с мурманскими коллегами.
В рамках сотрудничества нижегородские химики на первых этапах будут проводить научные исследования в области разработки технологий разделения редких металлов и редкоземельных элементов, а также вести работу по получению таких элементов в высокочистом состоянии. Сами добываемые материалы для опытных работ будет направлять мурманская компания — прямо в лаборатории ННГУ.
На втором этапе исследователям предстоит включиться в опытно-промышленные работы в области рационального и экологичного недропользования и направить туда собственные кадры.
Как предполагается, проект позволит разработать новые эффективные методы добычи полезных ископаемых и РЗЭ, которые будут работать быстрее, выгоднее и экологичнее.
«Наша задача — как региона, так и вуза, - это "вспомнить" свои собственные компетенции, дать студентам и преподавателям новые возможности для развития, - объясняет один из участников проекта Леонид Мочалов. - Мы уникальны тем, что вокруг Нижнего Новгорода сосредоточен огромный химический кластер, предприятия которого способны создавать продукты с высокой научной составляющей. У нас есть возможность стать частью этого технологического процесса, то есть локализовать его у себя».
Нижегородские химики уже получили первые образцы обогащённой и необогащённой руды. С помощью новой технологии прямого плазмохимического разделения, которую ученые разработали своими силами, они уже попробовали отделить элементы от породы и направили полученные результаты северным коллегам.
Кроме этого, нижегородцы также разрабатывают новые технологии синтеза новых материалов, которых в среде не существует, однако теоретически они могут существовать.
Ранее на сайте pravda-nn.ru сообщалось, что нижегородские ученые рассказали, что такое цифровое бессмертие и насколько это этично.