Редкоземельные металлы: что это, где их добывают и список стран-лидеров по добыче

Еще недавно интересные лишь специалистам, они ворвались в информационное пространство с подачи американского президента Трампа. Российское правительство заявило о возможном сотрудничестве с другими странами в разработке месторождений. 

Рассказываем простыми словами, что это за редкоземельные металлы, в чем их ценность и почему нам важно знать о них. 

В этой статье: 

1. Редкоземельные металлы — что это 
2. Где добывают редкоземельные металлы 
3. Для чего используют

Редкоземельные металлы — что это 

Так называют элементы с уникальными физическими и химическими свойствами: некоторые отлично проводят электричество, другие имеют высокую магнитную проницаемость, устойчивы к высоким температурам или способны люминесцировать. 

Благодаря этим характеристикам они стали незаменимыми в высокотехнологичных отраслях и нашли применение в электронике, энергетике, медицине и оборонной промышленности.

Название «редкоземельные» стали использовать в XVIII веке — тогда считали, что эти элементы редко встречаются в породах. Более поздние исследования показали, что они достаточно распространены — их содержание в коре Земли сопоставимо с никелем или медью и больше свинца. 

Однако в отличие от других элементов, которые присутствуют в виде сконцентрированных месторождений, редкоземы практически не встречаются в чистом виде. Их концентрация в породе очень мала — отсюда сложности с добычей и переработкой. 

Они очень дорогостоящие еще и потому, что отходы могут содержать радиоактивные элементы — в природе редкоземы часто «соседствуют» с ураном и торием. 

Список редкоземельных металлов (РЗМ) включает 17 химических элементов: скандий, иттрий и лантаноиды, среди которых лантан, неодим, самарий, европий, иттербий, лютеций.

Полный список названий редкоземельных металлов — на иллюстрации. 

Не стоит путать редкоземельные элементы с редкими. В этой группе больше полусотни элементов, в том числе литий, бериллий, ванадий, титан, молибден, вольфрам и инертные газы. 

Где добывают редкоземельные металлы

Разбить редкоземельные металлы по странам сложно, так как эти элементы встречаются группой в составе минералов. Там, где есть неодим или лантан, наверняка будет и церий. Вопрос лишь в том, как их получить из породы. 

Перечислим основные регионы добычи.

Китай 

Безусловный лидер по добыче и переработке неодима, диспрозия, тербия и иттрия. Они широко используются в производстве магнитов, аккумуляторов и электроники.

Основные месторождения находятся в провинциях Внутренняя Монголия, Сычуань, Цзянси. 

Китай также контролирует большую часть переработки этих металлов, что делает его ключевым игроком на мировом рынке.

Россия

Обладает значительными запасами РЗМ — особенно ими богаты Сибирь и Кольский полуостров. Основные месторождения — «Ловозерское» в Мурманской области и «Томторское» в Якутии. 

Также есть проект разработки месторождений в Забайкальском крае. 

Австралия

Еще один крупный игрок на рынке. На континенте добывают значительные объемы неодима, лантана и церия. 

Основное месторождение — Маунт-Уэлд в западной части Австралии.

США

Месторождение Маунтин-Пасс в Калифорнии — одно из крупнейших в мире. Пережило расцвет в 1960–1990-е годы, затем последовал период упадка — шахта не работала почти два десятилетия. Несколько лет назад там возобновили добычу.

Также месторождения редкоземов есть в Индии, Бразилии, Вьетнаме, Малайзии. Однако объемы — и добычи, и, вероятно, запасов — в этих странах меньше. 

Для чего используют

Редкоземы находят применение в самых разных отраслях. 

Электроника и IT

Во всей современной технике, которой вы пользуетесь каждый день, наверняка есть микроскопические количества РЗМ. 

• Неодим, диспрозий и самарий используют для создания мощных постоянных магнитов, без которых невозможны современные жесткие диски, динамики, микрофоны и двигатели, а также ветряные турбины. 
• Европий и тербий обладают свойством люминесцировать. Благодаря им экраны ЖК-телевизоров, мониторов и смартфонов могут похвастаться яркими и насыщенными цветами. 
• Эрбий используют для усиления сигнала в оптоволоконном кабеле. Не будь его, интернет-соединение наверняка было бы не таким быстрым и стабильным. 

Энергетика

РЗМ незаменимы в зеленой энергетике — там, где используются альтернативные источники энергии, например солнечный свет или ветер. 

• Неодимовые магниты используют в генераторах ветряных турбин. Также этот элемент повышает эффективность солнечных батарей. 
• Лантан и церий применяют в производстве аккумуляторов для гибридных автомобилей и портативной техники. 

Автомобильная промышленность

Без редкоземов невозможно представить производство современных машин и прежде всего электромобилей. 

• Неодимовые магниты — ключевой элемент электродвигателей, обеспечивает их мощность и компактность. 
• Церий используют в автомобильных катализаторах, которые нейтрализуют вредные выхлопы машин. 

Пока что редкоземы незаменимы: покупая акции металлургических компаний, вы обеспечиваете себе стабильную прибыль на многие годы. Доход можно выгодно разместить на вкладе в Совкомбанке.

Медицина

Редкоземы нашли применение и в медицинских технологиях. 

• Гадолиний используют как контраст, который улучшает качество изображений при магнитно-резонансной томографии. 
• Лютеций применяют в радиотерапии при лечении злокачественных опухолей. 

Аэрокосмическая и оборонная промышленности

Эти элементы играют важную роль в создании высокотехнологичных материалов для аэрокосмической и оборонной отраслей:

• Скандий добавляют в алюминиевые сплавы, он делает их легче и прочнее. Такое сочетание особенно востребовано в строительстве самолетов, ракет и спутников. 
• Эрбий и иттербий используют в лазерных системах для наведения и связи.
• Самарий и неодим применяют в производстве мощных магнитов для радаров и систем навигации.

Металлургия и оптика 

Используются для улучшения свойств металлов и сплавов, а также для обработки линз. 

• Лантан и церий добавляют в сталь и алюминий для повышения прочности, устойчивости к коррозии и высоким температурам. 
• Церий используют для полировки стекла, в том числе оптики для телескопов, микроскопов и другого высокоточного оборудования. 

А еще у редкоземов важная роль в производстве энергоэффективных источников света. Так, европий и тербий используются в люминесцентных лампах. 

Химическая промышленность

Металлы применяют в качестве катализаторов. 

Лантан и церий используют в нефтепереработке на этапе крекинга, то есть разделения мазута на составляющие — бензин, газолин. 

Другие редкоземы используют для полимеризации пластмасс. 

Значимость РЗМ выросла в последние десятилетия по нескольким причинам, но главная — они незаменимы в современных технологиях, особенно в зеленой энергетике, электронике, оборонной промышленности. 

Однако разработка месторождений сложна и дорога: она по плечу лишь ограниченному количеству стран-производителей. Поэтому служить предметом споров они будут еще долго.