Размещено на http://www.allbest.ru/

Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет

Институт природных ресурсов

Кафедра бурения

Реферат на тему:

«Редкоземельные металлы»

Выполнил:

Студент группы 2Б23

Рудов И.А.

Проверила:

Доцент кафедры геоэкологии и геохимии

Архангельская Татьяна Александровна

Томск 2013

Оглавление

• Введение.

Нахождение в природе.

Применение редкоземельных металлов.

Производство и добыча в мире.

• Запасы и добыча в России.

Характеристика Томторского месторождения.

Перспективы развития в России.

Заключение.

• Список источников:

Введение

В своем реферате я хочу рассмотреть проблемы и перспективы добычи редкоземельных металлов в мире и в России, в частности.

Редкоземельные металлы - группа из 17 элементов, включающая лантан, скандий, иттрий и лантаноиды. Все эти элементы - металлы серебристо-белого цвета, притом все имеют сходные химические свойства (наиболее характерная степень окисления +3).

Редкоземельные металлы были открыты в конце XVIII века в минералах из группы оксидов - отсюда их название (оксиды довольно долго именовали «землями»). Это самые настоящие металлы, правда, не такие уж и редкие (встречаются в природе примерно в 200 раз чаще, чем золото), просто встречаются они в рассеянном состоянии. Впрочем, значительные рудные залежи, которые имеет смысл разрабатывать, и в самом деле очень редки (в России к подобным месторождениям относятся Ковдорское и Хибинское).

Нахождение в природе

Как правило, редкоземельные элементы встречаются в природе совместно. Они образуют весьма прочные окислы, галоидные соединения, сульфиды. Для лантаноидов наиболее характерны соединения трёхвалентных элементов. Исключение составляет церий, легко переходящий в четырёхвалентное состояние. Кроме церия четырёхвалентные соединения образуют празеодим и тербий. Двухвалентные соединения известны у самария, европия и иттербия. По физико-химическим свойствам лантаноиды весьма близки между собой. Это объясняется особенностью строения их электронных оболочек.

Несмотря на неограниченный изоморфизм, в группе редких земель в определённых геологических условиях возможна раздельная концентрация редких земель иттриевой и цериевой подгрупп. Например, со щелочными породами и связанными с ними постмагматическими продуктами преимущественное развитие получает цериевая подгруппа, а с постмагматическими продуктами гранитоидов с повышенной щёлочностью - иттриевая. Большинство фторкарбонатов обогащено элементами цериевой подгруппы. Многие тантало-ниобаты содержат иттриевую подгруппу, а титанаты и титано-тантало-ниобаты - цериевую. Некоторая дифференциация редких земель отмечается и в экзогенных условиях. Изоморфное замещение редких земель между собой, несмотря на разницу в их порядковых номерах, обусловлено явлениями «лантаноидного сжатия»: с увеличением порядкового номера происходит достройка внутренних, а не внешних электронных орбит, в результате чего объём ионов не увеличивается.

Селективное накопление редкоземельных элементов в минералах и горных породах может быть обусловлено различиями в их радиусах ионов. Дело в том, что радиусы ионов лантаноидов закономерно уменьшаются от лантана к лютецию. Вследствие этого возможно преимущественное изоморфное замещение в зависимости от степени различия в размерах замещённых ионов редкоземельных элементов. Так, в скандиевых, циркониевых и марганцевых минералах могут присутствовать только редкие земли ряда лютеций - диспрозий; в урановых минералах преимущественно накапливаются минералы средней части ряда (иттрий, диспрозий, гадолиний); в ториевых минералах должны концентрироваться элементы цериевой группы; в состав стронциевых и бариевых минералов могут входить только элементы ряда европий - лантан.

Применение редкоземельных металлов

В небольших количествах редкоземельные металлы нужны для многих вещей, без которых сегодня невозможно представить нашу жизнь.

Можно до бесконечности перечислять приборы, содержащие редкоземельные металлы. Магниты, сделанные из них, во много раз сильнее обычных магнитов, а весят гораздо меньше. Благодаря «редким землям» многие электронные устройства стали такими компактными. Редкоземельные металлы необходимы для производства экологичных машин, включая автомобили с гибридным двигателем и ветряные турбины. А еще редкоземельные элементы нужны для производства приборов ночного видения, крылатых ракет и другого вооружения.

Широко применяют La, Ce, Nd, Pr в стекольной промышленности в виде оксидов и других соединений. Эти элементы повышают светопрозрачность стекла. Редкоземельные элементы входят в состав стекол специального назначения, пропускающих инфракрасные лучи и поглощающих ультрафиолетовые лучи. Большое значение получили редкоземельные элементы и их соединения в химической промышленности, например, в производстве пигментов, лаков и красок, в нефтяной промышленности как катализаторы. Редкоземельные элементы применяют в производстве некоторых взрывчатых веществ, специальных сталей и сплавов, как газопоглотители. Монокристаллические соединения редкоземельных элементов (а также стёкла) применяют для создания лазерных и других оптически активных и нелинейных элементов в оптоэлектронике.

«Они буквально окружают нас, - говорит Карл Шнайднер, старший металловед департамента энергетики в Эймсе, штат Айова. - Возьмем телевизионный экран - красный цвет получается благодаря европию. Каталитический преобразователь выхлопных газов, снижающий их токсичность, содержит церий и лантан. Если вы о них не знаете, кажется, что их и нет вовсе. Большинство людей даже не задумывается о существовании этих металлов, пока в продаже есть изделия из них».

Производство и добыча в мире

В 2007-2008 гг. в мире добывалось по 124 тыс. т редкоземельных элементов. Причем лидировали следующие страны Китай (120,00 тыс. т, Баян-Обо), Индия (2,70 тыс. т), Бразилия (0,65 тыс. т). Данные по СНГ, США и Австралии на 2008 год неизвестны. На конец 2008 года данные по запасам следующие: Китай (89 000 тыс. т), СНГ (21 000 тыс. т), США (14 000 тыс. т), Австралия (5 800 тыс. т), Индия (1 300 тыс. т), Бразилия (84 тыс. т).

В июле 2011 года исследовательская группа из Японии обнаружила на дне Тихого океана обширные залежи редкоземельных металлов. Находка подтверждена образцами грунта, извлеченными со дна на глубинах от 3500 до 6000 м в 78 местах. Залежи располагаются в международных водах и тянутся к западу и востоку от Гавайев, а также к востоку от Таити и Французской Полинезии. По оценкам специалистов, найденные залежи содержат от 80 до 100 млрд. метрических тонн редкоземельных материалов, что значительно больше текущих глобальных запасов на уровне 100 млн. тонн.

Китай, на 97 процентов обеспечивающий мировую промышленность редкоземельными металлами, осенью 2010 года потряс рынки, когда на месяц, в период дипломатических разногласий, прекратил поставки в Японию. Ожидается, что в течение следующего десятилетия КНР будет постепенно сокращать экспорт, чтобы обеспечить нужды своей стремительно растущей промышленности, уже потребляющей около 60 процентов всех добываемых в стране редкоземельных металлов.

В преддверии возможного дефицита взлетели цены: восемь лет назад диспрозий, используемый при производстве жестких дисков, стоил 14,93 доллара за килограмм, а сейчас - 467 долларов; прошлым летом церий всего за два месяца подорожал на 450 процентов. Еще до конца 2011 года мировой спрос может превысить предложение, полагает Марк А. Смит, президент и исполнительный директор компании Molycorp, которая в прошлом году возобновила разработки редкоземельных металлов в Маунтин-Пасс, штат Калифорния.

«Сейчас мы испытываем трудности с поставками, и очень серьезные, - говорит Смит. - В этом году США понадобится 55-60 тысяч тонн редкоземельных металлов, ввозимых из Китая, но в лучшем случае мы получим около 24 тысяч тонн. Мы выживем благодаря перестройке промышленности и правительственным резервам, но, думаю, 2011 год сложится непросто».

Спрос, похоже, снижаться не будет. Согласно прогнозам, в 2015 году, мировой промышленности потребуется 185 тысяч тонн редкоземельных металлов.

Хотя в настоящий момент Китай лидирует в области добычи редкоземельных металлов, в других странах их месторождения тоже имеются. В КНР сосредоточены 48 процентов всех мировых запасов, в США - 13 процентов. Россия, Австралия и Канада также обладают значительными залежами редкоземельных руд. До 1980-х годов бесспорным мировым лидером в добыче были Соединенные Штаты, в основном благодаря руднику Маунтин-Пасс. Было время, когда там добывали 20 тысяч тонн в год, что составляло более 60 процентов от общей мировой добычи.

Американское господство закончилось в середине 80-х, когда Китай овладел технологией разделения редкоземельных металлов (это непросто, потому что они схожи между собой по химическим свойствам) и громко заявил о себе на рынке. Благодаря поддержке правительства, дешевой рабочей силе и отсутствию природоохранных ограничений китайские предприятия обошли конкурентов.

Шахта Маунтин-Пасс закрылась в 2002 году, и Баотоу, город во Внутренней Монголии, автономном регионе КНР, стал новой мировой столицей производства редкоземельных металлов. «В рудниках Баотоу - сосредоточены около 80 процентов всех редкоземельных металлов Китая», - рассказывает Чен Чжанхен, директор научного отдела Китайского общества редкоземельных металлов в Пекине. Но Баотоу заплатил слишком высокую цену за свое величие: у некоторых из самых экологически чистых и высокотехнологичных изделий весьма грязная история продвижения на рынок.

Часто в шахтах, где добывают редкоземельные металлы, содержатся также радиоактивные элементы, такие как уран и торий; ежегодно около 10 миллионов тонн сточных вод содержат кислоты или радиоактивные элементы, и, как правило, эти воды не проходят очистку. Сообщалось, что жителей деревень в окрестностях Баотоу пришлось эвакуировать, потому что вода и поля оказались заражены отходами разработок. Чен утверждает, что власти пытаются заставить все производства установить очистные сооружения. «Правительство уже издало строгие предписания по защите окружающей среды и устранению отсталых технологий и оборудования, - написал Чен в электронном письме. - Заводы, где нет средств по защите окружающей среды, будут закрыты или переданы крупным компаниям».

Со временем, возможно, китайское правительство отрегулирует крупную добычу редкоземельных металлов возле Баотоу. Но мелкие шахты в Южном Китае контролировать гораздо сложнее, в первую очередь, потому, что они существуют незаконно. Мощные криминальные группировки владеют десятками загрязняющих окружающую среду - но очень прибыльных - шахт в провинциях Цзянси и Гуандун. Официальное китайское новостное агентство Синьхуа сообщило, что в 2008 году преступники вывезли из страны 20 тысяч тонн редкоземельных металлов - почти треть годового экспорта страны.

Сейчас мир пытается найти другие источники редкоземельных металлов. Разработки руд в США, Австралии, России и других странах положат конец преступному бизнесу. «В принципе Маунтин-Пасс мог бы избавить США от необходимости ввозить редкоземельные металлы», - считает Смит. А по словам Чена, нынешнее китайское господство на рынке не будет долгим: «Такое положение дел не идет на пользу ни китайскому производству, ни мировой высокотехнологичной индустрии».

Запасы и добыча в России

Россия владеет не менее 20% мировых запасов редкоземельных металлов, однако с их производством имеются большие проблемы. Добыча сырья составляет всего порядка 2% от мировой, причем ею занимается всего одна российская компания - Соликамский магниевый завод. А производство изделий с РЗМ в России занимает менее 1%. Ранее при обсуждении проекта ФЦП «Редкоземельные металлы» Россия ставила перед собой цель - занять 10% в мировом производстве РХМ к 2020 году. Речь также шла об активном сотрудничестве в этой отрасли с Казахстаном и Киргизией.

Еще 3% мировой добычи сырьевых материалов обеспечивает американская компания Molycorp. За пределами Китая такое сырье в очень небольших количествах поставляют также компании Индии и Бразилии.

«Самих металлов, конечной продукции, в России практически не производят. У нас добывают сырье, которое потом перерабатывают за границей - в Эстонии, в Казахстане и Киргизии. Это издержки построенной в советское время системы - заводы по переработке добываемых на территории России редкоземельных металлов оказались после развала Союза за пределами страны», - говорит старший аналитик «Атона» Диннур Галиханов. После развала Советского Союза Московский завод полиметаллов и Пышминский ОХМЗ, оставшись без надежных поставщиков сырья, прекратили выпуск РЗМ. Соликамский магниевый завод - единственное предприятие в России, которое занимается сейчас добычей карбонатов редкоземельных металлов (сырья). Добыча ведется на Ловозерском месторождении в Мурманской области, а потом сырье перерабатывается в Эстонии, откуда идет на мировые рынки, поясняет эксперт.

При этом в России есть ряд компаний, которые, имея доступ к таким металлам, просто ими не занимаются. «К примеру, у компании «Апатит» большое количество месторождений в Мурманской области, которые содержат большое количество редкоземельных металлов. Но «Апатит» занимается производством удобрений, а эти металлы остаются в отвалах, и из них ничего не делается. У «Акрона», который также занимается удобрениями, тоже есть месторождения с большими запасами этих металлов, и тоже пока непонятно, что компания с ними будет делать», - рассказывает эксперт. В 2011 году урановый холдинг Атомредметзолото (уран не входит в числе редкоземельных металлов) говорил о заинтересованности в покупке активов по добыче редкоземельных металлов в России, в частности, Соликамского магниевого завода. Однако впоследствии АРМЗ, по неофициальной информации, отказался от покупки.

По данным на начало 2012 года Россия располагает значительными балансовыми запасами редкоземельных металлов, составляющими около 27,7 млн. т и по объему сырьевой базы находится на втором месте в мире после Китая. При этом производство редкоземельной продукции не превышает в стране 1-2 тыс. т в год. Прогнозные ресурсы редкоземельных металлов, локализованные на российской территории, невелики; все они находятся в нераспределенном фонде недр.

Подавляющая часть запасов редкоземельных металлов Российской Федерации заключена в месторождениях, в рудах которых РЗМ являются попутными компонентами. Так, более 40% запасов РЗМ содержится в апатит-нефелиновых рудах Хибинской группы месторождений в Мурманской области, разрабатываемых на фосфор.

Еще более четверти (25,6%) запасов РЗМ (преимущественно цериевой группы) разведано в лопаритовых рудах комплексного редкоземельно-редкометального Ловозерского месторождения, расположенного также в Мурманской области. Основными компонентами в его рудах являются тантал и ниобий, попутными, помимо РЗМ, - титан и стронций. Содержание суммы триоксидов редких земель в лопаритовых рудах - в среднем 1,12%. Это единственное месторождение в России, из руд которого в настоящее время извлекаются редкоземельные металлы попутно с титаном, танталом и ниобием.

В Республике Саха (Якутия) разведано два карбонатитовых месторождения с запасами РЗМ. В одном из них, Селигдарском, сконцентрировано почти 16% российских запасов. На Томторском месторождении разведан участок Буранный, запасы которого не превышают 0,7% российских; он характеризуется исключительно высоким качеством руд - в среднем 8%.

В Иркутской области имеется крупное апатит-ниобиевое Белозиминское месторождение в коре выветривания карбонатитов, заключающее почти 6% российских запасов РЗМ.

Прогнозные ресурсы РЗМ ни в Мурманской области, ни в Республике Саха (Якутия), ни в Республике Коми не локализованы; в Иркутской области количество ресурсов высокой категории оценивается всего в 2 тыс. т, ресурсы более низких категорий не прогнозируются.

В Республике Тыва разведано комплексное танталониобиевое Улуг-Танзекское месторождение в щелочных магматических породах, запасы попутных РЗМ в циркон-колумбитовых рудах которого составляют 1,7% российских. Перспективы увеличения сырьевой базы редкоземельных металлов Тувы связаны со скоплениями РЗМ в пределах Кижихемской (Арысканское рудопроявление) и Хемчикской (Карасугское) металлогенических зон. Здесь сосредоточены практически все российские прогнозные ресурсы средней категории.

Наибольшие перспективы наращивания запасов РЗМ имеются в Красноярском крае. В Иркинеевской металлогенической зоне локализовано почти 90% российских прогнозных ресурсов высокой категории.

Таким образом, основные запасы редкоземельных металлов России находятся в трех регионах: Мурманской области, Республике Саха (Якутия) и Иркутской области. Перспективные объекты для наращивания сырьевой базы РЗМ имеются в Красноярском крае и Республике Тыва.

Государственным балансом запасов РФ учитывается 16 коренных месторождений РЗМ и одно техногенное (Центральная Нижняя россыпь басс. р. Урасалаах в Якутии). Пять коренных объектов, заключающих почти 26% российских запасов, так же как и техногенное месторождение, находятся в нераспределенном фонде недр. Томторское и Чуктуконское месторождения характеризуются исключительно высоким качеством руд, однако первое находится в отдаленном и малоосвоенном районе, а второе требует дополнительного изучения.

Четыре месторождения с запасами РЗМ в 2011 г. подготавливались к разработке. При этом только в рудах Катугинского месторождения в Забайкальском крае редкоземельные металлы являются основным полезным ископаемым.

ЗАО «Северо-Западная Фосфорная Компания» в 2011 г. продолжало освоение двух месторождений апатит-нефелиновых руд Хибинской группы: Партомчорр и Олений Ручей в Мурманской области, которые будут разрабатываться на фосфорное сырье. На месторождении Олений Ручей в 2012 г. введены в эксплуатацию карьер и горно-обогатительный комбинат, начата добыча руд и производство апатитового концентрата. После выхода предприятия на полную мощность запланирована реализация пилотного проекта по извлечению редкоземельных металлов.

Добыча руд, содержащих редкоземельную минерализацию, в 2011 г. велась на семи месторождениях в Мурманской области. Суммарная добыча составила 82,6 тыс. т, что на 0,8% меньше, чем в 2010 г.

Большая часть РЗМ добывается компанией ОАО «Апатит» на шести апатит-нефелиновых месторождениях Хибинской группы, отрабатываемых на фосфорное сырье. В 2011 г. из недр здесь было извлечено 80,1 тыс. т РЗМ. Редкие земли из этих руд не извлекаются и уходят в апатитовый концентрат.

Единственное месторождение, из руд которого извлекаются (наряду с другими компонентами) редкие земли, преимущественно цериевой группы - Ловозерское лопаритовое. В 2011 г на нем добыто 2,5 тыс. т РЗМ, что на 8% больше, чем в 2010 г.

Первичная переработка лопаритовых руд проводится на Карнасуртской обогатительной фабрике Ловозерского ГОКа. Она включает получение чернового лопаритового концентрата с последующей доводкой его, а затем производство товарного концентрата, содержащего не менее 95% лопарита. В 2011 г. получено 5510 т продукта с содержанием полезного минерала 96,6%. Полученный товарный концентрат направляется на Соликамский магниевый завод компании ОАО «СМЗ», где из него в процессе химико-металлургической переработки получают карбонаты и оксиды редких земель, а также хлориды и оксиды ниобия и тантала, тетрахлорид титана и титановую губку.

Продукция, выпущенная в 2011 г., содержала 1444 т триоксидов РЗМ.

Почти вся продукция экспортируется в Эстонию, компании AS Silmet, и в Казахстан, на Ульбинский металлургический завод. В 2011 г. было вывезено 1421,6 т редких земель в виде карбонатов, на 3% меньше, чем в 2010 г.

Карбонаты РЗМ производства Соликамского магниевого завода используются для производства смешанных РЗМ и для разделения их на индивидуальные редкие земли. В 2011 г. поставки карбонатов РЗМ на внутренний рынок России составили всего 22 т. Остальная редкоземельная продукция закупается за рубежом, в основном в Китае. Потребление редкоземельных металлов в России не превышает 1 тыс. т в год.

Сырьевая база редкоземельных металлов России очень велика, но используется в незначительной степени - ввиду либо низкого качества руд, либо расположения месторождений в малоосвоенных регионах.

Характеристика Томторского месторождения

Томторское комплексное редкометальное месторождение находится на северо-западе Республики Саха (Якутия) Российской Федерации, в пределах Оленекского улуса, в 400 км к югу от побережья моря Лаптевых.

Климат района резко континентальный с холодной продолжительной зимой и коротким (2-2,5 месяца) летом. Температура воздуха колеблется от минус 40-50°С зимой и до + 13°С летом. Снежный покров сохраняется с середины сентября и до середины июня. Годовое количество осадков не превышает 300 мм. Основная масса осадков приходится на весенний и летний периоды. Многолетнемерзлые породы развиты в пределах района на глубину до 750 метров, непосредственно в пределах месторождения от 165 до 414 м. Сезонное оттаивание почвы не превышает 2 м на склонах южной экспозиции (в среднем же оно не превышает 0,3-0,5 м) к концу августа.

Ближайший населенный пункт поселок Эбелях прииска «Анабар», расположенный на р. Анабар в 3 км выше устья р. Эбелях находится в 110 км к западу от месторождения (по бездорожью). Поселок имеет аэропорт, принимающий круглогодично самолеты АН-2, вертолеты МИ-8. Население поселка около 800 человек.

В 320 км к западу от месторождения расположен административный центр Оленекского улуса наслег Оленек, в 120 км к юго-западу, на р. Малая Куонапка, наслег Жилинда (Оленекского улуса), в 140 км к северо-западу - центр Анабарского улуса - наслег Саскылах. Аэропорт наслега Саскылах практически круглогодично принимает самолеты АН-24, АН-26, АН-2 и вертолеты. Во всех населенных пунктах имеются почта, магазины.

Промышленных месторождений редких элементов в районе помимо Томторского не выявлено, известны месторождения углей, стройматериалов и бутового камня (известняков, долеритов, кирпичных глин, песчано-гравийных смесей, часть из которых используется для отсыпки дорог и строительных площадок).

Источниками энергоснабжения в районе месторождения являются дизельные электростанции, работающие исключительно на привозном топливе.

По составу в рудах массива Томтор выделяются две разновидности: пирохлор-монацит-крандаллитовые, слагающие центральную часть залежи Буранного участка, и высококремнистые каолинит-крандаллитовые руды, слагающие фланги основной залежи и прослои внутри неё. Руда представляет собой смесь пирохлорового, монацитового и крандаллитового концентратов. Минералы группы крандаллита - это, помимо собственно крандаллита (кальциевого фосфата алюминия), три фосфата алюминия и стронция (гояцит), бария (горсейксит) и редких земель (флоренсит). Основную ценность представляют руды пирохлор-монацит-крандаллитового состава.

Практическая значимость нового типа руд определяется набором, колоссальными запасами и уникальными концентрациями Nb, Y, Sc, TR(здесь и далее по тексту TR - редкоземельные элементы). Подсчёт запасов выполнен по кондициям, утверждённым государственной комиссией по запасам. Объём кондиционных руд участка Буранный, подсчитанный по бортовому содержанию Nb2O5 1%, составляет колоссальную цифру 42,7 млн. т.

Содержания в балансовых рудах составляют: Nb2O5 6,71%, Y2O3 0,595%; Sc2O3 0,048%, TR2O3 9,53%. Руды участка первоочередной отработки при планировавшихся незначительных объёмах добычи хватит более чем на 100 лет эксплуатации при окупаемости основных фондов предприятия от 4 до 7 лет. Таким образом, на сегодняшний день Томторское месторождение по праву является лидером среди редкометалльных гигантов. По запасам и концентрациям Nb2O5 и TR2O3 , оно превышает все известные мировые аналоги и является уникальным. Так, месторождение Араша (Бразилия), дающее более 80% мировой добычи ниобия, содержит руды с концентрациями 2,5% Nb2O5 , а в крупнейшем редкоземельном месторождении Баюнь Обо (Китай), редкоземельной продукцией которого на 97% заполнен мировой рынок, содержатся руды с концентрациями TR2O3 около 10%.

Пирохлор-монацит-крандаллитовые руды Томторского месторождения являются весьма сложным объектом для механического обогащения. Предпринятые ранее попытки механического обогащения различных сортов руды этого месторождения не увенчались успехом.

Для нового типа руд принята гидрометаллургическая схема обогащения, которая обеспечивает получение кондиционных концентратов при высоком извлечении полезных компонентов. Разработанные схемы переработки предусматривают двухстадийную схему вскрытия руды: щелочное её разложение с выведением Р2О5 и последующее солянокислое вскрытие с хлорированием твёрдого остатка и экстракцией TR2O3. Альтернативной является сернокислотная обработка исходной руды.

Лабораторные исследования позволили разработать технологический регламент, согласно которому из руды возможно получение 10 товарных продуктов, имеющих свою цену на мировом рынке:

· технического пентаоксида ниобия, 95%;

· диоксида титана (пигментного), 99,9%;

· оксида скандия, 99,9%;

· оксида европия, 99,99%;

· оксида церия, 99,9%;

· оксида неодима, 99,9%;

· оксида иттрия, 99,9%;

· оксида самария, 96%;

· оксида лантана, 99,99%;

· оксида празеодима, 96%.

Стоимость товарной продукции в 1 т руды по данным экспертов варьируется от 4 до 8 тыс. долл. Запасы руды в контурах карьера первоочередной отработки составляют около 1200 тыс. т при содержании Nb2O5 - 6,71%, Y2O3 -0,595%, Sc2O3 - 0,048%, TR2O3 - 9,53. Небольшая глубина залегания пласта в блоке первой очереди (15 м) и мощность руды 12 м обусловливают возможность её добычи открытым способом. Срок отработки блока составит 8,5 лет при окупаемости основных фондов предприятия (при различных подсчётах) около 3 лет.

Несмотря на резкие колебания и даже некоторое снижение к настоящему времени стоимости некоторых редкоземельных элементов, цены на главные продукты, составляющие более 60% (а на 2010 г. более 80%) стоимости получаемой товарной продукции (ниобий, скандий, празеодим и европий), существенно выросли. Приведённые материалы дают основание утверждать, что уникальному Томторскому месторождению в ближайшем будущем нет альтернативы. Предприятие, которое начнёт его разработку, может рассчитывать не только на многолетнее прибыльное производство, но и в течение ближайшего десятилетия гарантированно может стать монополистом на рынке редких элементов всего СНГ.

Необходимость отработки этого месторождения очевидна по следующим объективным причинам:

1) в непосредственной близости от него разведаны и успешно отрабатываются алмазные россыпи, месторождения углеводородов, углей и стройматериалов;

2) вовлечение в промышленную обработку Томтора благоприятно отразится на экономике заполярных улусов и всей Якутии;

3) эксплуатация этого месторождения сделает нашу страну серьезным конкурентом по поставке редких элементов на рынок всего мира.

Однако существуют экологические риски разработки Томтора. Томторские руды радиоактивны, что обусловлено наличием урана и тория. Концентрация первого составляет 0,0018 - 0,0892%, второго: 0,0191 - 0,3044%.

Поскольку большинство химических элементов руды являются инертными водными мигрантами и присутствуют в виде нерастворимых в воде минеральных соединений, миграция их возможна лишь во взвешенном состоянии в период паводков. Экологически опасными в рудах могут быть повышенные концентрации цинка, стронция, бария и тория. Особую опасность при разработке месторождения представляет заражение поверхностного слоя почв химическими элементами с повышенными токсичными и радиоактивными свойствами (Th, U, Tl, Rb, Cs, Sr), содержащимися в руде. Для предотвращения попадания их в водотоки и рассеивания должны быть приняты меры повышенной безопасности при затаривании контейнеров, а складирование сохранных отвалов необходимо производить в естественные участки рельефа.

Опасность загрязнения окружающей природы токсичными радиоактивными элементами и тяжёлыми металлами связана только с эоловым разносом минеральных частиц из карьера и из отвалов забалансовых руд. В течение года в районе преобладают субмеридиональные направления ветров, что, несомненно, должно учитываться при разработке будущего карьера. Решение этих проблем может снять все препятствия для более масштабной отработки месторождения.

Проектируемая мощность карьера составляет от 10 до 200 тыс. т сухой руды в год. Карьер размером 200 х 400 м и глубиной 40 м создаст в породах прибортовую зону, в той или иной мере затронутую горно-добычными работами, объёмом не более 1 млн. м. Это небольшие объёмы по сравнению с ныне действующими в регионе и динамично развивающимися предприятиями ООО «Алмазы Анабара» и ГГП «Нижнеленское», годовые объёмы которых в несколько раз превышают эти показатели.

Принятый способ отработки месторождения Томтор не бесспорен. Опыт работы карьера при добыче такого незначительного объёма руды в подобных условиях отсутствует, поскольку сезонная зимняя эксплуатация должна предполагать его полную или частичную консервацию на летний период. Реальным может быть и вариант шахтной добычи с летней консервацией ствола или экспериментальная траншейная отработка с ежегодной закладкой выработанного пространства. В любом случае это должен быть экологичный вариант, что особенно важно для легкоранимой северной экосистемы. На первом этапе необходимо также опробовать принципиальную возможность предварительной подготовки руды (рентгенорадиометрической сортировки) для существенного улучшения её качества и снижения объёмов транспортировки до устья р. Анабар (самый северный причал Юрюнг-Хая) и далее, водным транспортом до Красноярска.

Стремительный экономический рост, прогнозируемый для России, неизбежно повлечёт повышение потребности в редких элементах уже в самое ближайшее время и в значительных объёмах. Отечественные геологи подготовили уникальную сырьевую базу, готовую удовлетворить любую потребность в них за счёт комплексных ниобий-редкоземельных руд одного только Буранного участка Томторского месторождения. Его освоение позволит в кратчайшие сроки воссоздать утраченное после развала СССР редкометалльное производство в России в рамках вновь созданного Таможенного союза, а также исключить зависимость страны от импорта редких элементов из Китая и прочно занять свое достойное место на мировом рынке с конкурентной продукцией.

Перспективы развития в России

редкоземельный металл месторождение добыча

Президент России Владимир Путин и глава Минпромторга Денис Мантуров обсудили проблему импорта редкоземельных металлов. Мантуров пообещал к 2020 году обеспечить полную независимость России от импорта этих материалов.

Как избавить Россию от импорта редкоземельных металлов, обсудили президент Путин и глава Минпромторга Денис Мантуров. подобное сырье используется в таких высокотехнологичных отраслях как авиация, космос, атомная промышленность, радиоэлектроника.

"Мы неоднократно обращались к вопросам развития высокотехнологичных отраслей, но там есть не только проблемы финансового обеспечения, кредитования, вопросы, связанные со структурными проблемами, там есть вопросы и ресурсного обеспечения. Имеется в виду, прежде всего, обеспечение необходимыми материалами, сырьём. И как ни странно, здесь мы сталкиваемся с определёнными вопросами, которые требуют внимательного рассмотрения, и проблемами, которые требуют решения. Одна из них - это редкоземельные металлы. Когда-то Советский Союз занимал достойные позиции в этом секторе. Сейчас у нас есть известные проблемы. Мы ещё года два назад подходили к решению этого вопроса и были соответствующие поручения. Что делается в этом отношении?" - поинтересовался Владимир Путин.

"Мы учли основные параметры по данной программе по разработке и производству редкоземельных металлов до 2020 года в бюджете на трёхлетку. Она позволяет сформировать и создать целую отрасль, которая обеспечит не только внутренний спрос и производство редкоземельных металлов и готовой продукции, но мы рассчитываем выходить на рынки с новыми образцами", - подчеркнул Денис Мантуров, министр промышленности и торговли РФ.

По словам чиновника, к 2020 году РФ должна полностью отказаться от импорта редкоземельных металлов. Государство готово вложить в их добычу до 23,5 миллиарда рублей. В ближайшие три года вложения достигнут девяти миллиардов рублей, что, как отметил Мантуров, позволит создать задел для реализации всей программы замещения импорта. К инвестированию могут быть привлечены и госкорпорации, включая «Ростех» и «Росатом».

В 2020 году в России должно добываться до 20 тысяч тонн сырья, чья стоимость составит 50 миллиардов рублей. Ежегодные темпы роста отрасли составят 10-20 процентов.

Глава Минпромторга особо подчеркнул, что в случае получения компаниями бюджетного финансирования они должны будут гарантировать коммерческое использование своей продукции. Подобная мера, полагает чиновник, позволит отсечь недобросовестных инвесторов.

Также в настоящее время планируется разработка одного из крупнейших в мире месторождений, находящегося в Якутии. Группа «ИСТ» совместно с госкорпорацией «Ростех» планирует принять участие в аукционе на месторождение редкоземельных металлов (РЗМ) Томтор в Якутии. Об этом сообщил президент группы «ИСТ» Александр Несис в интервью Bloomberg.

«Как только у нас будут технологии и лучшее месторождение, мы станем конкурентоспособными в этой отрасли», - сказал он. Вложения в проект могут составить около 1 млрд. долларов (30 млрд. рублей) в ближайшие пять-шесть лет.

Томторское месторождение РЗМ является одним из крупнейших в мире. Его прогнозные ресурсы оцениваются в 154 млн. тонн руды. В Минпромторге ранее отмечали, что уже в 2014 году на Томторе должны начаться технологические изыскания, на которые будет потрачено 2 млрд. рублей, а освоение непосредственно самого месторождения должно стартовать в 2015 году. Ростех будут получать финансирование через бюджет.

«Месторождение очень интересное по запасам. Геологоразведка была произведена еще в Советском Союзе. И китайцы настойчиво хотели найти того, кто на их средства займется разработкой этого месторождения. Таких не нашлось, потому что требуется большая работа с лицензиями. Иностранцам получить лицензию на месторождения такого формата нереально. Мы очень долго не пускали на этот рынок вообще никого. Это был стратегически важный продукт», - говорит газете ВЗГЛЯД директор компании «ТДМ96», занимающейся продажей в России китайских РЗМ, Александр Топорков.

«Сегодня развитие науки и техники, любого производства напрямую завязано на производстве РЗМ. Это очень интересные металлы по своим свойствам. Возьмем, например, французское авиастроение. Каким образом французы сейчас облегчают конструкцию своих самолетов? Они добавляют в алюминий, и так сам по себе легкий металл, скандий. Скандий добавляет алюминию устойчивости к температурам, повышает порог старения», - приводит пример Топорков.

«Или китайцы, например, используют неодин в сельском хозяйстве для повышения урожайности, обработки семян. В наших условиях это немаловажно, так как период урожая короткий, лето недолгое. РЗМ также нужны оборонной промышленности. Так, в производстве оптических стекол используется лантан», - добавляет Топорков.

Группа «ИСТ» и Ростех намерены не только вместе начать разработку нового месторождения, но и создать в России первое производство редкоземельных металлов. Они договорились инвестировать в производство РЗМ еще 1 млрд. долларов в течение пяти лет, до 2018 года. Для этого партнеры уже создали совместное предприятие TriArkMining по производству РЗМ из содержащих торий концентратов. Группа «ИСТ» контролирует 50% плюс одну акцию в этом СП.

Для этих целей группа «ИСТ» купила у государства примерно 82 тыс. тонн монацита, который более 60 лет хранился в Красноуфимске на Урале. Это концентрат, в котором содержатся торий и редкоземельные металлы. Торий - это продукт, альтернативный урану в качестве ядерного топлива.

Этот монацит накопился с 1940-х годов, после того как Советский Союз отказался от использования тория в пользу урана для производства ядерного оружия. Он содержит около 7% тория и 55% РЗМ, в то время как в руде содержится максимум 5%, говорит Несис. Такого содержания достаточно, чтобы TriArkMining начал непосредственно производство РЗМ, минуя этап лабораторных исследований, через который обычно проходят новые проекты, добавил он.

Несмотря на то, что Россия владеет не менее 20% мировых запасов редкоземельных металлов, с их добычей и, главное, производством имеются большие проблемы. Добыча сырья составляет сейчас всего порядка 2% от мировой, причем ею занимается только одна российская компания - Соликамский магниевый завод. Это сырье перерабатывается в Эстонии, откуда конечный товар идет на мировые рынки.

Самих металлов - конечной продукции - в России практически не производят. Это издержки построенной в советское время системы - заводы по переработке добываемых на территории России редкоземельных металлов оказались после развала Союза за пределами страны. Кроме Эстонии, они находятся также в Казахстане и Киргизии.

«В России никто не занимается экстракцией или сепарацией РЗМ. В руде разбросано большое количество РЗМ. Их надо разделять, потому что покупателям не нужна смесь, состоящая, например, на 70% из лантана, на 20% из церия и на 10% из еще чего-то. Производству (авиационному, нефтегазовому и т. д.) нужен конечный продукт - уже разделенные металлы, которые можно сразу использовать. Но Соликамск до сих пор не был заинтересован вкладывать в производство свои деньги. Хотя у них есть для этого и мощности, и технологии», - говорит Александр Топорков.

Заключение

Китай обладает огромными запасами редкоземельных металлов, вследствие чего полностью контролирует ситуацию на рынке. Большинство развитых стран нуждается в поставках из Китая и спрос лишь продолжает расти с каждым годом. Однако Китай постепенно сокращает объемы экспорта, стремясь насытить собственные запасы РЗМ. Это вызывает волну негодования среди таких стран, как США, Россия, Япония и т.д.

В связи с этим, правительство РФ выдвинуло несколько актуальных проектов, направленных на развитие отрасли добычи и переработки редкоземельных металлов. Планируется не только разработка новых месторождений, но также и строительство перерабатывающих заводов, развитие отраслей, использующих РЗМ.

Если удастся воплотить эти проекты в жизнь, то Россия будет в состоянии побороться с Китаем за господство в сфере редкоземельных металлов. Однако, по мнению экспертов, потеснить Китай будет очень непросто, так как большинство крупных месторождений в России находится на территориях малопригодных для жизни. На примере Томторского месторождения отчетливо видно, с какими трудностями приходится сталкиваться при разработке месторождений, транспортировке сырья. Вследствие чего себестоимость разработки месторождений РЗМ в России значительно выше, чем в Китае.

В любом случае, уже через 2-3 года появится реальная возможность оценить процесс реализации данных проектов, на основании чего можно будет строить дальнейшие планы и расставлять новые векторы развития отрасли.

Список источников

1. http://ru.wikipedia.org/

2. National Geographic, июнь 2011

3. http://lenta.ru/news/2013/10/18/rareearth/

4. http://www.mineral.ru

5. http://www.tvc.ru/news/show/id/19411

6. http://vz.ru/economy/2012/10/17/602851.html

7. http://gazeta1plus1.livejournal.com/837778.html

8. http://tdm96.ru/?p=826

Размещено на Allbest.ru