И.С. Андриевская, кандидат экономических наук

Национальный Минерально-Сырьевой Университет «Горный»

Развитие высокотехнологичных отраслей промышленности непосредственным образом оказывает влияние на рост добычи различных полезных ископаемых, в частности редкоземельных металлов (РЗМ). По оценкам USGS мировой спрос на РЗМ может увеличиться на 52,4 % по сравнению с 2012 г. и достигнуть к 2015 г. 210 тыс. т, Industrial Minerals Company of Australia (IMCOA) прогнозирует меньший спрос на редкоземельные оксиды - 160 тыс. т в год к 2016 г.

Редкоземельные металлы (РЗМ, РЗЭ, TR) обладаю редкими физическими и химическими свойствами, получившими свое применение в самых различных высокотехнологичных производствах. Своеобразным показателем уровня научно-технического развития той или иной отрасли является использование в ней редкоземельных металлов. Список РЗМ состоит из 17 уникальных элементов «прогресса и инноваций»: скандий Sc, иттрий Y, лантан La  и лантаноиды (14 элементов). В странах ЕС были проведены исследования по определению дефицитных металлов, в результате чего был опубликован список из 14 дефицитных металлов, в число которых входят металлы платиновой группы и редкоземельные металлы. В ходе дальнейших исследований были выделены 5 металлов, нехватка которых особо критична для стратегической отрасли энергетики и энергосберегающих технологий, в число которых также входят диспрозий и неодим, относящиеся к РЗМ.

Рисунок 1 - Cкандий Sc, иттрий Y, лантан La  и лантаноиды (14 элементов) в периодической системе элементов Д.Я. Менделеева

Основным сырьем для получения РЗМ являются минералы: бастнезит, монацит, лопарит (преобладают элементы цериевой группы), а также ксенотим, эвксенит (преобладают элементы иттриевой группы). Содержание РЗМ в них изменяется в пределах от 3 до 75% (в пересчете на оксиды). В настоящее время разрабатываются в основном монацитовые и бастенизитовые месторождения. На практике ипользуют кислотныий и щелочноий способы их переработки. Поэтому в настоящее время особенно актуальным является поиск альтернативных источников РЗМ, в качестве которых могут рассматриваться отходы производства (фосфогипс, шламы глиноземных производств, золошлаковые отходы, отработанный катализатор крекинга углеводородов нефти). Однако получение из этого сырья продуктов высокой степени чистоты представляет сложную задачу по причине многокомпонентного состава и образования большого количества вторичных отходов.

Значимость РЗМ для промышленности неоценима, а стабильность поставок является залогом экономической безопасности страны. Последнее обстоятельство заставляет серьезно задуматься правительства многих стран мира о сокращении импорта данных металлов из КНР, которая контролирует от 90 до 97% мирового рынка, а также Индии, недавно начавшей освоение этой отрасли, и мобилизировать собственные силы по их добыче. Повышение экономической безопасности страны напрямую зависит от обеспечения бесперебойности поставок дефицитных металлов, что, в свою очередь, возможно только с помощью рационального использования недр на основе комплексной переработки минерального сырья.

Развитие собственной минерально-сырьевой базы может стать решением проблемы дефицита редких и редкоземельных металлов. Но среди РЗМ есть и радиоактивные элементы, извлечения которых ставит под угрозу здоровье и жизнь местного населения. Именно по причине сильного загрязнения районов добычи РЗМ и траты большого объема плодородных почв в свое время США приняли решение сократить добычу такого рода металлов. В настоящее время США опять стремятся к снижению зависимости от импорта РЗМ и начинают реализовать потенциал самообеспечения данным видом сырья, взяв на вооружение новые технологии и достижения науки (структура импорта РЗМ США представлена на рис. 2).

Рисунок 2 – Редкоземельные металлы: Мировые запасы, добыча и производство РЗМ и объемы импорта в США

Источник: U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, 2008-2013. (Figure created by CRS.)

Наибольшая часть мировых запасов РЗМ заключена в месторождениях бастнезита Китая и США, монацитовые месторождения получили распространение в Австралии, Бразилии, КНР, Индии, Малайзии, ЮАР, Шри - Ланке, Таиланде, США. Остальные ресурсы РЗМ связаны с месторождениями ксенотима, ионно-абсорционных глин, лопарита, фосфоритов, апатитов, вторичного монацита, эвдиалита и др.

В мировых запасах РЗМ превалирует Китай, его доля составляет около 47% (55 млн. т по данным US Geological Survey на 2012 г.). Кроме того, относительно высокими долями характеризуются СНГ (16%; 19 млн. т) и США (11%; 13 млн. т). Запасы всех разведанных месторождений РЗМ по данным USGS составляют 110 млн. т.

Данные о запасах и добыче редкоземельных металлов в 2011-2012 гг.

Рисунок 3 – Мировые запасы редкоземельных элементов

Сценарный прогноз добычи РЗМ до 2015-2016 по данным USGS

Источник: USGS 

Прогноз мирового спроса на РЗМ в 2016 году (т, ± 20%)

Источник: IMCOA 

Рисунок 4 – Спрос и предложение РЗМ: прогноз до 2015-2016 гг.

Источник: IMCOA

Среди месторождений Китая выделяется своими запасами месторождение Bayan Obo – 43,5 млн. т РЗМ в пересчете на оксиды. При этом месторождение характеризуется наличием в рудах в основном «легких» РЗМ. Вместе с тем, в ионно-адсорбционных рудах месторождений Китая, наоборот, преобладают «тяжелые» РЗМ. Chinese Rare Earth Industry Association прогнозирует увеличение спроса на РЗМ в Китае до до 130000 т к 2015 г.

В последние десятилетия спрос на редкоземельные металлы имеет устойчивую тенденцию к росту, объемы рынка за последние 50 лет увеличились с 5 до 125 тыс. т в год. Это объясняется применением РЗМ в быстроразвивающихся областях промышленности, связанных с производством гибридных автомобилей, оборонной техники, компьютерной и телевизионной техники, лазеров, сверхпроводников и прочей наукоемкой продукции (производство магнитов – 22%; высококачественная оптика и стекло – 15%; катализаторы – 18%; конструкционные материалы – 19%; прочее – 26%). Свойства РЗМ находят свое применение, в первую очередь, в военно-промышленной и авиационно-космической отраслях экономики и, поэтому, являются стратегическими металлами.

Основной спрос на РЗМ генерируется технологически развитыми странами: Китай (54%), Япония и Южная Корея (24%), Европейские страны (13%) и США (8%). Тем временем предложение  РЗМ на мировом рынке ограничено: 97% рынка приходится на поставки из Китая. Благодаря своим сырьевым запасам, низким экологическим требованиям и дешевой рабочей силе, Китай на протяжении 15 лет поставлял РЗМ на мировой рынок по демпинговым ценам, что приводило к нерентабельности производства РЗМ где-либо за пределами Китая. Поэтому цены на данном рынке подвержены значительным колебаниям и определяются в зависимости от экспортных квот Китая.

Так, в 2010 г. Китай резко сократил экспорт РЗМ и заявил о намерении полностью прекратить экспорт РЗМ к 2015-2016 г, в связи с ростом их внутреннего потребления. В результате, в 2011 г. цены на мировом рынке РЗМ выросли в 5-10 раз. В  2012 г. под угрозой принятия санкций ВТО, Китай частичного восстановил экспортные поставки РЗМ, что отразилось на снижении цен до привычного уровня. Дальнейшее развитие ситуации на рынке прогнозируется в таком же неблагоприятном ключе в силу физической нехватки РЗМ на мировом рынке. Перед странами мира встала серьезная проблема обеспечения своих национальных экономик редкоземельными металлами. В странах-потребителях РЗМ, таких как США и Австралия, были приняты экстренные меры по развитию научно-технологической базы для получения РЗМ, в результате чего к 2020 г. доля Китая на рынке РЗМ должна сократиться в два раза.

Рисунок 5 – Общемировые цены на отдельны РЗМ в 2008-2013 гг.

Источник: IMCOA, 2011, 2013 и METI 2011

С целью «удовлетворения потребностей отечественного оборонно-промышленного комплекса, гражданских отраслей экономики и выхода на зарубежные рынки», как отметил в своем выступлении заместитель Министра промышленности и торговли Российской Федерации Глеб Никитин, в России была разработана программа «Технологии редких и редкоземельных металлов», также на данный момент разработана программа «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности на период до 2020 года», в которую входит подпрограмма «Развитие промышленности редких и редкоземельных металлов».

На сегодняшний день Россия занимает второе место после Китая  по балансовым запасам РЗМ, которые оцениваются в 28 млн. т оксидов. Прогнозные ресурсы России составляют 5,2 млн. т и являются крупнейшими в мире. Российские запасы РЗМ сосредоточены в 16 месторождениях. Из них наибольший интерес вызывают: Ловозерское лопаритовое месторождение, Томторское месторождение и Хибинская группа месторождений апатитовых руд.

Рисунок 6 – Основные месторождения РЗМ и распределение их запасов (млн т в пересчете на сумму триоксидов РЗМ) и прогнозных ресурсов категории Р1 (тыс. т) по субъектам Российской Федерации

Источник: www.mineral.ru 

К сожалению, вследствие низкого содержания РЗМ в рудах, их извлечение чаще всего признается нерентабельным. К тому же на внутреннем российском рынке спрос на РЗМ до настоящего времени был не высок, всего около 2 тыс. т/год (2-3% от мирового потребления) и генерируется лишь двумя потребителями: госкорпорацией «Ростехнологии» и предприятиями оборонно-промышленного комплекса. Это лишний раз свидетельствует о техническом отставании ряда отраслей промышленности России от мирового уровня развития. В результате, на сегодняшний день РЗМ в России практически не добываются. В незначительных объемах (менее 2 тыс. т) добыча идет на Ловоозерском месторождении, вся продукция которого идет на экспорт в силу отсутствия в России предприятий промежуточного передела. Существующий внутренний спрос полностью удовлетворяется за счет импортных поставок РЗМ из Китая. В свете сложившейся ситуации на мировом рынке РЗМ, такая зависимость от китайского импорта является фактором риска для национальной безопасности и развития отечественной промышленности.

Поэтому поставленная задача обеспечения российской экономики РЗМ является стратегической. В рамках разработанной Госпрограммы предполагается освоение месторождения РЗМ Томтор в Якутии уже с 2015 г., что стало возможным в результате развития отечественных технологий и инноваций (руды Томтора радиоактивны). В программе предполагается участие двух крупных государственных корпораций – «Ростехнологии» и «Росатом».

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, на водоразделе рек Уджа и Чима-ра. Практическая значимость нового типа руд Томтора определяется набором, колоссальными запасами и уникальными концентрациями ниобия (Nb), иттрия (Y), скандия (Sc) и тербия (Tr). 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. Объём кондиционных руд участка Буранный, подсчитанный по бортовому содержанию Nb₂O₅ 1%, составляет колоссальную цифру 42,7 млн. т. На государственный баланс поставлены запасы нового геолого-промышленного типа по категориям В+С, предназначенные для открытой отработки по бортовому содержанию Nb₂O₅ 3,5% и предельном коэффициенте вскрыши 3,5 м/м³ в объёме около 1,2 млн. т. 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 Bayan Obo (Китай) содержатся руды с концентрациями TR₂O₃ около 10%.

Содержания в балансовых рудах Томторского меторождения составляют следующие элементы: Ниобий: Nb₂O₅ - 6,71%; Иттрий:  Y₂O₃ - 0,595%; Скандий: Sc₂O₃ - 0,048%; Тербий: Tr₂O₃ 9,53%. В настоящее время свойства и возможности этих элементов по достоинству оценены авиастроением, машиностроением, радиотехникой, химической промышленностью, ядерной энергетикой.

Таким образом, Госпрограмма позволит сформировать и создать целую отрасль, которая обеспечит поставку необходимых материалов для авиации, космоса, атомной промышленности и радиоэлектроники, которая на сегодняшний день практически на 100% зависит от импортных материалов. Необходимость и значимость данной программы заключается, прежде всего, в обеспечении стабильности именно этих отраслей промышленности, что позволит повысить инновационность производства и без ограничений присутствовать России на мировом рынке с отечественной наукоемкой продукцией самого высокого качества с высокой добавленной стоимостью.

Список литературы

1. Marc Humphries Rare Earth Elements:
The Global Supply Chain / CRS Report for Congress. - December 16, 2013. – 27 p.
2. Professor Dudley Kingsnorth Rare Earths:
Is Supply Critical / AusIMM 2013 Critical Minerals Conference Perth, Western Australia
4th & 5th June 2013. - Curtin Graduate School of Business, Curtin University & Industrial Minerals Company of Australia Pty Ltd
3. 2011 Minerals Yearbook RARE EARTHS [ADVANCE RELEASE] U.S. / Geological Survey. - Department of the Interior September 2013 U.S. minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/rare_earths/myb1-2011-raree.pdf
4. Косынкин В.Д., Глебов В.А. Возрождение российского производства редкоземельных металлов – важнейшая задача отечественной экономики [Электронный ресурс] / Пленарный доклад на III Международной конференции «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». - г. Суздаль, Россия, 4-8 октября 2010 г. lib.znate.ru/docs/index-186368.html
5. Редкоземельные металлы [Электронный ресурс] / 2013. - www.mineral.ru/Facts/russia/156/512/3_24_tr.pdf
6. Электронный ресурс USGS / URL: minerals.usgs.gov
7. Электронный ресурс Industrial Minerals Company Of Australia (IMCOA). –  www.miningweekly.com
8. Электронный ресурс Ministry of Economy, Trade and Industry (METI). – www.meti.go.jp

Тэги: Андриевская, запасы, месторождения, мировые запасы редкоземельных элементов, редкоземельный металлы, Россия, США

Опубликовано: 03.02.2014 Просмотров: 29822 Вернуться к публикациям