1 февраля 2023 БКС Экспресс
Все мы используем ноутбуки, планшеты и компьютеры. Электромобили тоже все чаще можно встретить на улицах больших городов. Технологии развиваются, и в производстве применяются более современные материалы. Из-за этого редкоземельные металлы в последние годы становятся все популярнее. Рассказываем, как они были открыты и где их используют.
«Редко» — не значит редкие, а «земля» — это не земля
В 1787 г. минеролог-любитель Карл Аррениус нашел в заброшенном карьере около шведской деревни Иттербю черный блестящий минерал. Он назвал его иттербит в честь места нахождения. Именно этот момент стал отправной точкой для эры редкоземельных металлов.
Спустя семь лет в 1794 г. финский химик, профессор Юхан Гадолин исследовал иттербит и обнаружил в нем несколько металлов, в том числе, соединения кремния, железа, магния, а также неизвестную примесь, которую он назвал иттриевой землей.
В то время «землями» называли тугоплавкие плотные оксиды металлов. Отсюда позже в химии появились понятия «редкоземельных» и «щелочноземельных» металлов.
Химики проявили большой интерес к иттриевой земле. Например, немец Мартин Клапрот разделил образцы на два: одному он оставил название иттербит, вторую «землю» назвал цериевой, обнаружив таким образом еще один элемент — церий. Чуть позже шведский ученый Карл Мосандер сумел выделить из того же образца еще несколько новых элементов.
К 1907 г. химики совместными усилиями обнаружили 16 таких металлов. Существование последнего — прометия — подтвердилось лишь в 1947 г., то есть спустя 160 лет после открытия группы. Это наглядно иллюстрирует, что процесс выделения редкоземельных элементов сложен и трудозатратен.
Таким образом, в группу входят следующие металлы: скандий, иттрий, лантан, неодим, церий, празеодим, порметий, европий, самарий, тербий, гандолиний, диспрозий, гольмий, тулий, эрбий, лютеций и иттербий. Все они серебристо-серого цвета и имеют сходные химические свойства: при взаимодействии с кислородом покрываются оксидной пленкой, дают тугоплавкие нерастворимые в воде оксиды и обладают высокой реакционной способностью, особенно при повышенных температурах.
Редкоземельные металлы получили свое название вовсе не из-за того, что редко встречаются в природе. На самом деле, они достаточно распространены, однако крайне редко находятся в концентрированном виде. Чаще всего их обнаруживают в рассеянном состоянии — то есть в составе минералов вперемешку с другими элементами, откуда отделить их сложно.
Особенности и применение
Редкоземельные металлы — важные компоненты многих современных электронных устройств. Эти элементы еще называют «витаминами промышленности», потому что даже небольшое их количество в сплавах и других соединениях улучшает их свойства.
Но есть одна проблема: добыча или обогащение редкозёмов — занятие сложное и дорогостоящее. Как мы уже говорили, редкоземельные металлы в подавляющем большинстве случаев находятся в руде. Кроме того, они молниеносно вступают в реакцию с тем же кислородом, образуя плотные тугоплавкие оксиды. Их сложно отделить от примесей и получить в чистом виде.
Помимо выделения из руды, есть и инновационные способы добычи редкоземельных металлов. Один из них — извлечение из отходов фосфорных удобрений. Сами отходы представляют собой гипс, откуда посредством сепарации и других химических процессов можно выделить оксиды неодима, церия, диспрозия, тербия, лантана и празеодима.
Из этого следует еще одна загвоздка: даже небольшое количество редкоземельных металлов, которое требуется при производстве, сильно увеличивает добавленную стоимость товаров. При этом в конечном продукте их может даже не оказаться. Например, в преобразовании нефти в бензин используют катализаторы на основе церия и лантана.
С другой стороны, использование редкоземельных металлов говорит об уровне инновационного развития конкретного производства. Ученые считают, что редкозёмы станут незаменимыми в процессе перехода государств к более продвинутым технологиям, в основе которых будут лежать био- и нанотехнологии, атомная и космическая промышленность, а также «зеленая энергетика». Именно поэтому такие элементы считаются стратегическими, их наличие в стране необходимо для обеспечения национальной безопасности.
Неодим активно используется в строительстве ветряных турбин. Для устройства, которые может производить один мегаватт энергии, необходимо около 200 кг этого элемента. То есть для пяти турбин нужна 1 тонна этого вещества. Очевидно, что с возможным переходом стран на «зеленую» энергетику потребность в редкоземельных металлах будет увеличиваться.
Редкозёмы используют при создании комплектующих для современных компьютеров, планшетов и телефонов. Без них невозможно производство плат для аккумуляторов Tesla и Apple, а также постоянных магнитов и высокотемпературных сверхпроводников. В металлургии легирующие добавки редкоземельных элементов (лантан, празеодим, церий) позволяют продлить жизнь металлическим конструкциям — их применяют в автомобильной и военной промышленности. Редкозёмы также активно используют при создании ракетных двигателей, кислотно- и жаростойких стекол и т. д.
Где добывают и что с отраслью в РФ
До начала 1990-х гг. США были основным производителем редкоземельных металлов: их добывали из крупнейшего в мире месторождения Маунтин-Пасс в Калифорнии. Однако в это же время Китай приступил к модернизации металлодобычи с государственной поддержкой, одним из приоритетных направлений как раз стала добыча редкозёмов. К тому же в горнодобывающем районе Байн-Обо было открыто одно из крупнейших месторождений этих металлов. К концу XX века Поднебесная стала практически монополистом на глобальном рынке — на нее приходилось 95% производства этих металлов во всем мире.
Сейчас доля Китая снизилась, однако он продолжает быть крупнейшим игроком — около 60% от всего мирового производства приходится на эту страну. Также Пекин является центральным звеном в цепочке поставок, крупнейшие экономики мира, в том числе США, Австралия, страны Евросоюза полностью зависят от производительности Китая. Поэтому даже гипотетическая возможность приостановки поставок может привести в резкому скачку цен и серьезному ущербу для промышленных планов корпораций.
По оценкам экспертов, за последние 40 лет производство редкозёмов увеличилось более чем в 11 раз, причина этого — бурное развитие технологий: если в 1980 г. во всем мире добывалось примерно 25 тыс. тонн этих металлов, то в 2021 г. — 280 тыс. тонн.
Советский Союз некогда находился на втором месте по производству редкоземельных металлов. Промышленная добыча в 1950-х гг. велась на территории Киргизии, Эстонии, Казахстана и Украины. После распада СССР Россия фактически лишилась редкоземельной промышленности — из 9-ти предприятий остался лишь Соликамский магниевый завод, который производит в основном «полуфабрикаты» (т. е. не до конца очищенные соединения) — карбонаты и оксиды лантана, неодима, церия, прометия, гадолиния, европия. Добыча же ведется на Ловозерском месторождении в Мурманской области.
В нашей стране есть и другие месторождения. Например, Томтор в Якутии — одно из крупнейших редкометалльных месторождений в России и в мире. Однако его промышленное освоение так и не было завершено, в первую очередь, из-за суровых погодных условий.
Сейчас более 90% редкоземельных металлов импортируется в страну из-за границы, но власти намерены изменить ситуацию. Еще в 2016 г. был обнулен налог на добычу полезных ископаемых редкоземельных элементов. В 2019 г. правительство РФ подписало соглашение с корпорацией Росатом о развитии высокотехнологичной отрасли «Технологии новых материалов и веществ». А в 2022 г. редкие и редкоземельные металлы включены в перечень основных видов стратегического минерального сырья.
Планируется, что к 2025 г. импортозависимость снизится до 50% — для развития отрасли необходимо осваивать новые месторождения, заниматься переработкой отходов минеральных удобрений и строить крупные перерабатывающие предприятия.
http://bcs-express.ru/ (C)
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией
При копировании ссылка обязательна Нашли ошибку: выделить и нажать Ctrl+Enter
«Редко» — не значит редкие, а «земля» — это не земля
В 1787 г. минеролог-любитель Карл Аррениус нашел в заброшенном карьере около шведской деревни Иттербю черный блестящий минерал. Он назвал его иттербит в честь места нахождения. Именно этот момент стал отправной точкой для эры редкоземельных металлов.
Спустя семь лет в 1794 г. финский химик, профессор Юхан Гадолин исследовал иттербит и обнаружил в нем несколько металлов, в том числе, соединения кремния, железа, магния, а также неизвестную примесь, которую он назвал иттриевой землей.
В то время «землями» называли тугоплавкие плотные оксиды металлов. Отсюда позже в химии появились понятия «редкоземельных» и «щелочноземельных» металлов.
Химики проявили большой интерес к иттриевой земле. Например, немец Мартин Клапрот разделил образцы на два: одному он оставил название иттербит, вторую «землю» назвал цериевой, обнаружив таким образом еще один элемент — церий. Чуть позже шведский ученый Карл Мосандер сумел выделить из того же образца еще несколько новых элементов.
К 1907 г. химики совместными усилиями обнаружили 16 таких металлов. Существование последнего — прометия — подтвердилось лишь в 1947 г., то есть спустя 160 лет после открытия группы. Это наглядно иллюстрирует, что процесс выделения редкоземельных элементов сложен и трудозатратен.
Таким образом, в группу входят следующие металлы: скандий, иттрий, лантан, неодим, церий, празеодим, порметий, европий, самарий, тербий, гандолиний, диспрозий, гольмий, тулий, эрбий, лютеций и иттербий. Все они серебристо-серого цвета и имеют сходные химические свойства: при взаимодействии с кислородом покрываются оксидной пленкой, дают тугоплавкие нерастворимые в воде оксиды и обладают высокой реакционной способностью, особенно при повышенных температурах.
Редкоземельные металлы получили свое название вовсе не из-за того, что редко встречаются в природе. На самом деле, они достаточно распространены, однако крайне редко находятся в концентрированном виде. Чаще всего их обнаруживают в рассеянном состоянии — то есть в составе минералов вперемешку с другими элементами, откуда отделить их сложно.
Особенности и применение
Редкоземельные металлы — важные компоненты многих современных электронных устройств. Эти элементы еще называют «витаминами промышленности», потому что даже небольшое их количество в сплавах и других соединениях улучшает их свойства.
Но есть одна проблема: добыча или обогащение редкозёмов — занятие сложное и дорогостоящее. Как мы уже говорили, редкоземельные металлы в подавляющем большинстве случаев находятся в руде. Кроме того, они молниеносно вступают в реакцию с тем же кислородом, образуя плотные тугоплавкие оксиды. Их сложно отделить от примесей и получить в чистом виде.
Помимо выделения из руды, есть и инновационные способы добычи редкоземельных металлов. Один из них — извлечение из отходов фосфорных удобрений. Сами отходы представляют собой гипс, откуда посредством сепарации и других химических процессов можно выделить оксиды неодима, церия, диспрозия, тербия, лантана и празеодима.
Из этого следует еще одна загвоздка: даже небольшое количество редкоземельных металлов, которое требуется при производстве, сильно увеличивает добавленную стоимость товаров. При этом в конечном продукте их может даже не оказаться. Например, в преобразовании нефти в бензин используют катализаторы на основе церия и лантана.
С другой стороны, использование редкоземельных металлов говорит об уровне инновационного развития конкретного производства. Ученые считают, что редкозёмы станут незаменимыми в процессе перехода государств к более продвинутым технологиям, в основе которых будут лежать био- и нанотехнологии, атомная и космическая промышленность, а также «зеленая энергетика». Именно поэтому такие элементы считаются стратегическими, их наличие в стране необходимо для обеспечения национальной безопасности.
Неодим активно используется в строительстве ветряных турбин. Для устройства, которые может производить один мегаватт энергии, необходимо около 200 кг этого элемента. То есть для пяти турбин нужна 1 тонна этого вещества. Очевидно, что с возможным переходом стран на «зеленую» энергетику потребность в редкоземельных металлах будет увеличиваться.
Редкозёмы используют при создании комплектующих для современных компьютеров, планшетов и телефонов. Без них невозможно производство плат для аккумуляторов Tesla и Apple, а также постоянных магнитов и высокотемпературных сверхпроводников. В металлургии легирующие добавки редкоземельных элементов (лантан, празеодим, церий) позволяют продлить жизнь металлическим конструкциям — их применяют в автомобильной и военной промышленности. Редкозёмы также активно используют при создании ракетных двигателей, кислотно- и жаростойких стекол и т. д.
Где добывают и что с отраслью в РФ
До начала 1990-х гг. США были основным производителем редкоземельных металлов: их добывали из крупнейшего в мире месторождения Маунтин-Пасс в Калифорнии. Однако в это же время Китай приступил к модернизации металлодобычи с государственной поддержкой, одним из приоритетных направлений как раз стала добыча редкозёмов. К тому же в горнодобывающем районе Байн-Обо было открыто одно из крупнейших месторождений этих металлов. К концу XX века Поднебесная стала практически монополистом на глобальном рынке — на нее приходилось 95% производства этих металлов во всем мире.
Сейчас доля Китая снизилась, однако он продолжает быть крупнейшим игроком — около 60% от всего мирового производства приходится на эту страну. Также Пекин является центральным звеном в цепочке поставок, крупнейшие экономики мира, в том числе США, Австралия, страны Евросоюза полностью зависят от производительности Китая. Поэтому даже гипотетическая возможность приостановки поставок может привести в резкому скачку цен и серьезному ущербу для промышленных планов корпораций.
По оценкам экспертов, за последние 40 лет производство редкозёмов увеличилось более чем в 11 раз, причина этого — бурное развитие технологий: если в 1980 г. во всем мире добывалось примерно 25 тыс. тонн этих металлов, то в 2021 г. — 280 тыс. тонн.
Советский Союз некогда находился на втором месте по производству редкоземельных металлов. Промышленная добыча в 1950-х гг. велась на территории Киргизии, Эстонии, Казахстана и Украины. После распада СССР Россия фактически лишилась редкоземельной промышленности — из 9-ти предприятий остался лишь Соликамский магниевый завод, который производит в основном «полуфабрикаты» (т. е. не до конца очищенные соединения) — карбонаты и оксиды лантана, неодима, церия, прометия, гадолиния, европия. Добыча же ведется на Ловозерском месторождении в Мурманской области.
В нашей стране есть и другие месторождения. Например, Томтор в Якутии — одно из крупнейших редкометалльных месторождений в России и в мире. Однако его промышленное освоение так и не было завершено, в первую очередь, из-за суровых погодных условий.
Сейчас более 90% редкоземельных металлов импортируется в страну из-за границы, но власти намерены изменить ситуацию. Еще в 2016 г. был обнулен налог на добычу полезных ископаемых редкоземельных элементов. В 2019 г. правительство РФ подписало соглашение с корпорацией Росатом о развитии высокотехнологичной отрасли «Технологии новых материалов и веществ». А в 2022 г. редкие и редкоземельные металлы включены в перечень основных видов стратегического минерального сырья.
Планируется, что к 2025 г. импортозависимость снизится до 50% — для развития отрасли необходимо осваивать новые месторождения, заниматься переработкой отходов минеральных удобрений и строить крупные перерабатывающие предприятия.
http://bcs-express.ru/ (C)
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией
При копировании ссылка обязательна Нашли ошибку: выделить и нажать Ctrl+Enter