Рубрики
Жизнь

Вещь недели: редкоземельные металлы

Что такое «редкоземельные металлы», почему они стали фактором геополитики и кто сегодня контролирует стратегическое сырье будущего.

Почему они «редкоземельные»?

Исторически название «редкоземельные» появилось из-за первых минералов, в которых эти металлы были обнаружены. Химикам конца VIII века руды казались редкими и содержали специфические «оксиды», которые в то время называли «землями». Сегодня мы знаем, что многие из этих элементов встречаются в литосфере вовсе не так уж редко — например, неодима и церия на планере больше, чем свинца. Настоящая сложность кроется не в абсолютной редкости, а в том, что эти элементы трудно добывать и разделять между собой, поскольку они часто залегают вместе и обладают близкими химическими характеристиками.

К редкоземельным металлам относят пятнадцать лантаноидов — это элементы от лантана до лютеция в «f-блоке» таблицы Менделеева, — а также скандий и иттрий, которые располагаются в «d-блоке», но близки к лантаноидам по химическим свойствам. 

Где они применяются?

Редкоземельные элементы стали предметом повышенного внимания и научных исследований как только выяснилось, что они могут радикально усиливать свойства материалов: некоторые из них формируют мощнейшие магнитные сплавы, другие повышают эффективность катализаторов, третьи позволяют создавать яркие люминофоры для экранов. Неодимовые магниты стали настоящим прорывом в технике — они значительно мощнее классических ферритовых и, одновременно, легче. Они используются в двигателях электромобилей и ветрогенераторах. Военная промышленность использует целый ряд редкоземельных металлов для радарных систем, систем наведения и лазерных технологий, а медицина — для контрастных агентов в МРТ. Катализаторы на основе лантана и церия необходимы в нефтепереработке и во многих других отраслях. Другими словами, без этих элементов уже сейчас невозможно представить повседневную электронику и нефтехимию, еще сложнее — технический прогресс в области альтернативной энергии, оборонных систем и медицины.

Много ли этих металлов в природе?

Как уже было сказано, редкоземельные металлы в природе не так редки. Оценки разведанных запасов в 2023 году составляли порядка 110 млн тонн. Безусловный лидер по запасам — Китай, у него около 44 млн тонн. Значительные запасы сосредоточены также во Вьетнаме (около 22 млн т). Крупными резервами обладают Бразилия и Россия – приблизительно по 21 млн тонн каждая. Кроме того, существенные запасы редкоземельных элементов имеются у Индии (6,9 млн.т), Австралии (4,2 млн т) и США (~2,3 млн т). Впрочем, в феврале 2025 года глава Роснедр Олег Казанов оценил российские запасы РЗМ в 28,5 млн тонн, другими словами, на сегодняшний день Россия обладает вторыми по величине разведанными запасами после Китая.

Кто их добывает и в каком количестве?

С каждым годом РЗМ добывают все активнее. Если в 2022 году общий объем производства оценивали примерно в 300 тысяч тонн, то к 2023-му он вырос уже до 350 тысяч. Основная причина — растущий спрос со стороны высокотехнологичных отраслей и «зеленой» энергетики.

Безусловный лидер — Китай, контролирующий около 70% мирового рынка. В 2023 году там добыли 240 тысяч тонн редкоземельных металлов. На втором месте — США: 43 тысячи тонн (примерно 12% от общего объема). 

Рудник редкоземельных металлов в Баян-Обо, шахтерском городке во Внутренней Монголии в Китае
Рудник редкоземельных металлов в Баян-Обо, шахтерском городке во Внутренней Монголии в Китае

Далее идут Австралия (18 тысяч тонн) и Таиланд (7,1 тысячи). Индия в 2023 году добыла 2,9 тысячи тонн, Россия — 2,6 тысячи (обе страны занимают менее 1% от общего объема). Бразилия и Малайзия производят и вовсе символические 80 тонн каждая.

Крупным игроком на рынке редкоземельных металлов была Мьянма: в 2023 году эта страна добыла 38 тысяч тонн, однако спустя год из-за гражданской войны горнодобывающие работы в Мьянме были полностью остановлены. Важно отметить, что добывали РЗМ на территории Мьянмы китайские компании.

С Мьянмой или без, но китайское доминирование в сфере редкоземельных элементов по-прежнему бесспорно. И оно беспокоит другие страны, в первую очередь США. РЗМ — критически важное для современной промышленности сырье, а Китай может фактически в одиночку регулироватаь предложение на рынке и, как следствие, диктовать цену.

Это вредно?

Да, это вредно. Китай смог занять лидирующие позиции на рынке не только потому что вкладывал огромные ресурсы в добычу, но и терпел высокие экологические издержки, особенно на начальных этапах становления отрасли. Разработка месторождений РЗМ связана с большим объем отходов. В процессе добычи и получения 1 тонны редкоземельных оксидов образуется в среднем около 13 кг пыли, 9,600–12,000 м³ отходных газов, 75 м³ сточных вод и порядка 1 тонны радиоактивного остатка. Рудные породы РЗМ часто содержат примеси тория и урана, поэтому отходы обогащения нередко радиоактивны. В сумме на каждую тонну произведенных редкоземельных металлов может приходиться до 2000 тонн отходов. Они хранятся в отвалах и шламах, представляя долгосрочную угрозу для экосистем.

В районах интенсивной добычи РЗМ фиксируются негативные воздействия на здоровье населения и природу. Например, в Мьянме бурный рост добычи редкоземельных руд малыми артелями без экологического контроля привел к тяжелому загрязнению рек, утрате биоразнообразия и деградации ландшафта. Китай, ранее испытывавший аналогичные проблемы (в частности, загрязнение водоемов в Баотоу), в последнее десятилетие ужесточил меры экологического надзора за отраслью, закрывая нелегальные производства и рекультивируя загрязненные территории. Тем не менее, проблема отходов и загрязнений при добыче редкоземельных элементов остается остро актуальной во всем мире.

Как дела у России?

Крупнейшими месторождениями РЗМ в нашей стране являются Ловоозерское (Мурманская обл., Кольский полуостров) и Томтор (Якутия). Сегодня промышленная добыча ведется в основном на Ловоозерском месторождении силами Ловоозерского ГОКа (входит в Росатом), откуда полученный концентрат отправляется на Соликамский магниевый завод. Этот технологический комплекс является единственным в РФ производителем продукции из собственных редкоземельных руд и обеспечивает текущий выпуск редкоземельных соединений в стране. Мощности Соликамского завода позволяют выпускать до 2,5 тыс. тонн редкоземельных оксидов в год, что соответствует практически всему нынешнему объему российского рынка РЗМ.

«Соликамский магниевый завод»
«Соликамский магниевый завод»

Тем не менее, редкоземельные элементы рассматриваются как стратегически важные для российской экономики. Ключевой проект для наращивания ресурсной базы — месторождение Томтор, – одно из богатейших в мире по содержанию РЗМ (в частности, участок «Бурный» содержит около 1,7 млн тонн редкоземельных оксидов в руде и большое сопутствующее содержание ниобия). Освоение Томтора продвигается медленно и сталкивается с инвестиционными и технологическими сложностями – в 2024 году президент РФ Владимир Путин поручил вице-премьеру Денису Мантурову решить этот вопрос: «Те бизнес-структуры, которые взяли эти месторождения много лет назад, не вкладывают средства. С ними надо как-то поговорить: либо они инвестируют, либо они как-то выстраивают отношения с другими компаниями, с государством. Это стратегически важный ресурс, который нужен государству сейчас».

С 2025 года в России реализуется нацпроект  «Новые материалы и химия», направленный на развитие производства редких и редкоземельных металлов. Правительство поставило цель существенно увеличить выпуск РЗМ к 2030 году – планируется довести внутреннее производство до ~50 тыс. тонн в год и снизить зависимость от импорта. Хотя на данный момент вклад отрасли РЗМ в ВВП страны невелик, ее развитие может обеспечить отечественные высокотехнологичные производства критически важным сырьем, сократить расходы на импорт и создать новые производства в смежных секторах.