«Нам необходимо наладить производство не только индивидуальных редкоземельных металлов, но и конечной продукции, которую будет приобретать розничный покупатель»

Какие технологии или разработки готовы предоставить российские ученые для эффективной добычи и разделения редкоземельных металлов (РЗМ)?

В нашей стране имеется хорошо развитая научная инфраструктура для разработки новых технологий добычи и переработки редкометалльного сырья. Основные компетенции сосредоточены в росатомовском московском институте «ГИРЕДМЕТ», петербургской технологической компании «РусРедМет» и группе компаний «Скайград» в Королёве. В настоящее время единственное в России производство индивидуальных редкоземельных металлов действует в ГК «Скайград». Это небольшое, до 100 тонн в год, частное производство, которое было построено в подмосковном Королёве при поддержке Минпромторга России. Оно обладает новым разделительным экстракционным комплексом, спроектированным на основе собственных разработок. Однако небольшая производительность не позволяет покрыть всё более растущие потребности в РЗМ в производстве супермагнитов, которые используются в электродвигателях для наземного транспорта и малых летательных аппаратов. Более крупное производство — до 4 тыс. тонн в год — сейчас проектируется специалистами компании «РусРедМет» и планируется к запуску в 2028 году на ОАО «Соликамский магниевый завод». 

В основе технологических решений по производству индивидуальных РЗМ лежит единственная экономически обоснованная экстракционная технология. Главным направлением научно-инновационного развития экстракционных технологий является разработка новых экстрагентов и (что, наверное, наиболее важно) организация производства российских экстрагентов. Тут необходимо заметить, что обычно считают будто РЗМ — это стратегический материал для оборонно-промышленного комплекса, однако 90% РЗМ используется исключительно в гражданских отраслях промышленности: в производстве катализаторов для нефтегазопереработки, полировальных смесей, магнитов для электродвигателей. 

Сделать отечественное производство РЗМ рентабельным можно только при условии замещения китайского импорта не только непосредственно РЗМ, но и конечных продуктов на их основе — катализаторов, сплавов, электродвигателей. Поэтому сейчас главное направление развития отрасли — создание полного цикла производства от добычи РЗМ до конечной гражданской продукции. 

В источниках упоминается, что добыча и выделение РЗМ дает значительную нагрузку на окружающую среду. Какие есть варианты для уменьшения влияния на экологию? 

Любое химико-металлургическое производство даёт определённую нагрузку на окружающую среду. Однако необходимо отметить, что масштабы производства РЗМ несравнимо меньше, нежели производства цветных и чёрных металлов, и нагрузка на окружающую среду от РЗМ практически незаметна на фоне большой металлургии. Тут нужно выделить три вида экологической опасности: проблема утилизации отходов горного производства и рекультивации природной среды на месте добычи сырья РЗМ; проблема утилизации химических отходов на гидрометаллургическом переделе рудного концентрата в химические соединения РЗМ; проблема утилизации радиоактивных составляющих рудного концентрата после выделения РЗМ. Все они давно известны, а производство РЗМ строго контролируется санитарными нормами, утверждёнными отечественным законодательством. 

Одним из перспективных направлений снижения экологической нагрузки на окружающую среду является разработка технологий производства РЗМ из отходов производства удобрений — из т.н. фосфогипса. Во-первых, отсутствуют экологические проблемы при добыче и обогащении рудного сырья. Во-вторых, утилизируются огромные отвалы фосфогипса (а их только в подмосковном Воскресенске около 100 млн тонн). В-третьих, организуется попутное производство строительного гипса.

Есть ли перспективные разработки с использованием РЗМ, которые еще не внедрены, но обещают значительный прогресс в каких-либо технологиях? Расскажите о возможном применении РЗМ в технологиях ближайшего будущего.

Сферы применения РЗМ весьма разнообразны и сегодня ограничиваются исключительно высокой стоимостью отдельных металлов. Например, скандий — это удивительный редкоземельный металл, который при добавлении в алюминий делает его в семь раз прочнее. Алюминий, легированный скандием, становится таким же прочным, как сталь, но остается таким же лёгким и нержавеющим, как алюминий. Однако сегодня стоимость скандия очень высока (до 800 долларов за килограмм), что ограничивает его широкое использование. Очень перспективно применение скандия в производстве твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ). Такие «батарейки» способны выдавать до 1 МВт энергии и работать месяцами, что очень важно, например, для развития труднодоступных российских территорий. 

Самарий весьма перспективен в производстве магнитов, которые, в отличие от теперь уже классических неодимовых, могут использоваться при температурах до 300 °C. Это незаменимое качество применяется в радиоэлектронике и радиолокации. 

Гольмий имеет безграничные перспективы для создания накопителей информации. На один атом гольмия удаётся записать один бит информации, соответственно на один грамм гольмия в недалёком будущем можно будет записать до 450 эксабайт данных.

Возможно ли в ближайшие 5–7 лет будет отказаться от экспорта сырья РЗМ и перерабатывать его у нас в стране? Какие ресурсы для этого нужны? 

Мы намного быстрее откажемся от экспорта РЗМ, росатомовский «Соликамский магниевый завод» уже к 2028 году запустит производство полного цикла всех разделённых РЗМ. Однако основная проблема отрасли не столько в производстве, сколько в потреблении РЗМ. Нам необходимо наладить производство не только индивидуальных РЗМ, но и конечной продукции, которую будет приобретать розничный покупатель. Мы же никогда не пойдем в магазин покупать скандий, самарий, неодим… Мы покупаем поездку в электробусе, который работает благодаря неодимовым магнитам в электродвигателе, или мы покупаем билет на самолёт, который в перспективе будет сделан из скандий-алюминиевого сплава. Нам нужны ресурсы для дальнейшего производства конечных потребительских товаров и услуг с использованием РЗМ.

Фото: личный архив эксперта