Конференция под таким названием, организованная ОАО «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ», стала четвертой по счету — первый такой форум прошел в 2011 году. Однако в отличие от предыдущих нынешняя конференция состоялась уже после принятия в 2013 году государственной подпрограммы «Развитие промышленности редких и редкоземельных металлов» в рамках ФЦП «Развитие промышленности и повышение конкурентоспособности на 2013–2020 годы».
Конференция, помимо обмена информацией между специалистами, должна была выполнить следующие задачи: 1) выделение приоритетных направлений в выборе источников РЗМ; 2) оценку сложившихся и новых технологий их извлечения из природного сырья и техногенных ресурсов; 3) выяснение возможностей координации и интегрирования научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок для возрождения и развития производства РЗМ в нашей стране в объемах, обеспечивающих инновационное развитие промышленности и конкурентоспособность ее продукции на внутреннем и мировом рынках.
В конференции участвовали специалисты институтов РАН, представители Минприроды, Минобрнауки, московских и региональных вузов, ближнего (Казахстан, Белоруссия) и дальнего зарубежья (США, Чили, Канада), частных технологических фирм. Обширной была и российская география конференции: докладчики приехали из Санкт-Петербурга, Новосибирска, Екатеринбурга, Красноярска, Томска, Северска, Королева, Пятигорска, Апатитов.
На конференции прозвучало более 40 докладов. Материалы конференции опубликованы в сборнике.
«Ресурсно-сырьевая» часть конференции была посвящена выбору источников РЗМ, рекомендуемых для промышленного освоения. Решение этой задачи в течение последних четырех лет остается предметом дискуссий, несмотря на наличие в России крупнейшей в мире минерально-сырьевой базы РЗМ. К сожалению, российские ресурсы РЗМ не лишены недостатков — прежде всего в России отсутствуют собственно редкоземельные месторождения, представленные за рубежом преимущественно бастнезитовым (Китай, США и др.) и монацитовым (Австралия, Индия) сырьем.
Промышленные российские месторождения представлены высококомплексными редкометалльно-редкоземельными рудами. Они расположены, как правило, в труднодоступных регионах Сибири, характеризуются различной степенью разведанности и, главное, обогатимости сырья, оцененной еще в советское время с применением весьма несовершенных технологий. Длительная невостребованность редких и редкоземельных металлов в промышленности после распада СССР и 25-летнего «переходного периода» усугубляется необходимостью выбора профилирующих полезных компонентов (Ta, Nb, Tr, Zr и др.) из их ассоциаций, характерных для разных видов редкометалльно-редкоземельного сырья.
В частности, ведущим полезным компонентом лопаритового сырья, эксплуатируемого ОАО «Ловозерский ГОК» и перерабатываемого Соликамским ХМЗ с выпуском редкометалльной (Ta, Nb, Tr) и попутной титановой продукции, являлся тантал, а не РЗМ. Однако в настоящее время эти предприятия, несмотря на двукратное сокращение производства, представляют собой единственный в нашей стране реальный источник РЗМ. В настоящее время как на Ловозерском ГОКе, так и на «СМЗ» накопились серьезные производственные проблемы, которые заключаются в отсутствии у предприятий собственных возможностей технической модернизации, наращивания объемов производства редких металлов и РЗМ до прежнего уровня и, главное, обеспечения выпуска индивидуальных РЗМ и конечной редкометалльной продукции.
Поэтому первоочередной задачей в восстановлении и развитии производств РЗМ следует считать ускоренное решение на государственном уровне проблем ОАО «Ловозерский ГОК» и «СЗМ».
Важным источником РЗМ является Красноуфимский монацитовый концентрат, в стадии завершения разработка технологии его комплексной переработки под патронажем госкорпорации «Ростех».
Актуальным вопросом остается прогноз уровня спроса на редкоземельную продукцию на внутреннем и зарубежном рынках. Ориентирами могут служить объемы производства и потребления РЗМ в СССР (8,5 тыс. т) и оценочные параметры зарубежных месторождений, приведенные в докладе ООО «Инфомайн». За исключением Китая, который на 90–95% монополизировал производство и мировой рынок РЗМ, реальные объемы известных зарубежных производителей РЗМ не превышают 4 тыс. т, в то время как новые производства в США, Австралии, Гренландии, ЮАР проектируются на объемы более 20 тыс. т. Наиболее крупные запасы РЗМ в этих зарубежных месторождениях достигают 3–5 млн т, а удельный объем капитальных вложений на 1 тыс. т РЗМ составляет 40–50 млн долл. Предпочтение отдается рудам с повышенными содержаниями РЗМ, значительно превышающими российские, и высокой долей наиболее дефицитных иттриевоземельных элементов среднетяжелой группы.
Ценность РЗМ в зарубежных месторождениях колеблется в пределах 17–81 долл./кг, достигая максимума в рудах с повышенным содержанием иттриевоземельных элементов и иттрия. 
Согласно оценке компании «Инфомайн», мировое производство РЗМ (кроме Китая), в 2015 году может составить 40–45 тыс. т. Максимально необходимое и возможное производство РЗМ в России прогнозируется различными специалистами на 2020 год в пределах 10–20 тыс. т. при условии запуска в дополнение к ловозерско-соликамскому комплексу производств на базе Томторского месторождения (Якутия) и ускоренного освоения ряда иттриевоземельных месторождений с попутными редкими металлами в Кольском регионе (Ловозеро, Кейвы), в Кемеровской области и, возможно, в Приморье.
Промышленное освоение крупнейшего в мире Томторского железорудно-алюмо-фосфатно-редкометалльного месторождения на северо-западе Якутии в 2014 году санкционировано на правительственном уровне. Разведанные запасы и являются уникальными по ниобию и РЗМ, значительная часть которых представлена иттриевоземельной группой, иттрием и скандием.
В связи с тем, что руды здесь носят тонкодисперсный характер и не поддаются обогащению традиционными методами, планируется их гидрометаллургическая схема глубокой комплексной переработки (ИХХТ СО РАН).
В качестве альтернативной предлагается пирохимическая технология, разрабатываемая в ОИВТ РАН. В докладах специалистов Института геологии и минералогии РАН и ОИВТ рассматриваются как очевидные преимущества, так и риски освоения Томтора сравнительно с Ловозером и другими разведанными в России редкометалльно-редкоземельными месторождениями, регулярно освещаемыми экспертами нашего журнала.
При любом варианте комплексное освоение и использование томторского сырья способно обеспечить значительную часть ожидаемых потребностей нашей страны не только в РЗМ, включая иттриевоземельную группу, но и в производстве феррониобия, скандия, фосфатных и других особо ценных продуктов.
Перспективы ускоренного освоения легкодоступных месторождений с повышенным содержанием иттриевоземельных лантаноидов в период модернизации и развития Ловозерско-Соликамских производств и комплексного освоения Томтора включают создание малых производств как на источниках природного сырья — лопарит-эвдиалитового и лопарит-Sr-TR-апатитового Ловозера, Y-флюорит-бритолитового и другого в Кейвах, ксенотимового и ортитового в других регионах, так и техногенных ресурсов.
Последние представлены прежде всего различными видами фосфатного сырья — апатитовыми концентратами, фосфогипсом — отходами сернокислотной переработки апатита и фосфоритов.
Определенные успехи в разработке технологии глубокой переработки апатитовых концентратов в настоящее время достигнуты корпорацией «Акрон»: создано собственное производство апатитовых концентратов на месторождении «Олений ручей» и проводятся опытно-промышленные испытания технологии извлечения РЗМ из апатитовых концентратов в процессе их азотнокислотной переработки на фосфатные и сопутствующие товарные продукты на заводе в Новгороде.
Однако этим способом перерабатывается в нашей стране не более 15% от выпуска апатитовых концентратов, в то время как преобладающая их часть (85%) перерабатываются сернокислотным способом на заводах по производству фосфатных удобрений корпорации «ФосАгро».
В ряде докладов, представленных на конференции (РХТУ им. Д.И. Менделеева, МИФИ, УрФУ им. Б.Н. Ельцина, ООО «ЛИТ» — «Скайград»), приводятся результаты изучения технологических возможностей получения РЗМ из фосфогипса как объемного и наиболее доступного отхода сернокислотной переработки апатита на фосфатные продукты.
Результаты прежних исследований свидетельствуют, что экономически выгодная технология получения экологически чистого гипса как стройматериала так и не была разработана. Есть более перспективные направления исследований, но они не решают проблему получения РЗМ из апатита и фосфогипса в необходимых количествах и, тем самым, обеспечения за счет хибинского «редкоземельного Клондайка» промышленных потребностей страны.
Сокристаллизация РЗМ с фосфогипсом дает возможность его извлечения из экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), но с ней связано лишь 15% РЗМ от их содержания в фосфогипсе. Кроме того, специалистами РХТУ установлена невозможность извлечения из ЭФК индивидуальных РЗМ с применением промышленного сульфокатионата КУ-2, эффективного для получения их коллективного концентрата. Необходимо также учитывать различия в распределении РЗМ между ЭФК и фосфогипсом при дигидратном или полугидратном процессами переработки апатита.
Уровень извлечение РЗМ из дигидратного фосфогипса составил, согласно исследованиям ИХТРЭМС КНЦ РАН (2005), лишь 20–40%. Поэтому специалистами УрФУ предпринята попытка повышения степени извлечения РЗМ за счет одновременного применения двух методов активации — механической (в шаровой мельнице) и химической (за счет ввода в пульпу сорбента-катионита). Испытания созданной в УрФУ установки в течение двух месяцев позволили переработать 40 т фосфогипса и получить более 100 кг карбонатного концентрата РЗМ с извлечением 65%. Наибольших успехов в реализации извлечения индивидуальных РЗМ из техногенного сырья добилась фирма ООО «ЛИТ» группы компаний «Скайград» (г. Королев, Московской обл.), доклад которой на конференции сопровождался демонстрацией опытных образцов продукции — групповых концентратов РЗМ среднетяжелой группы (СТГ) и дидима, высокочистых оксидов церия, неодима и лантана.
Представляется, что «Скайград» приближается к достижению поставленной цели — получению из фосфогипса индивидуальных РЗМ и обезвреженного гипса, предназначенного для использования в производствах стройматериалов в соответствии с основным направлением деятельности этой группы компаний.
Одновременно с разработками технологического процесса, основой которого является каскадная система экстракторов центробежного типа, создается производство серийных, модульных установок собственной конструкции, автоматизированная система управления (АСУТП) и поставлена задача выпуска не только товарной редкоземельной продукции, но и изделий с применением РЗМ.
Блок-схема технологического процесса, оборудование и алгоритм управления им демонстрировались в презентационной части доклада, приведены в публикациях и патентных заявках.
К сожалению, на конференции не были представлены доклады о результатах работ ИХТЦ «Русредмет» (Санкт-Петербург) по глубокой переработке фосфатного сырья с извлечением РЗМ. В то же время были рассмотрены возможности получения РЗМ-продукции за счет переработки вторсырья — флюоресцентных ламп, металлогидридных аккумуляторов и постоянных магнитов.
Техногенные источники РЗМ не ограничиваются фосфатами. В докладах от АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения» (г. Алматы, Казахстан) освещены потенциальные возможности их извлечения из твердых и жидких отходов различных производств, включая титановые, вольфрамовые, циркониевые и урановые. Как известно, задача попутного производства рассеянных редких металлов — скандия и рения при подземном выщелачивании урана является технологически решенной как за рубежом, так и в нашей стране.
По-видимому, подобная задача извлечения РЗМ из остаточных растворов урановых производств, судя по результатам, полученным на Долматовском месторождении с извлечением 25–35%, также может быть решена.
С другой стороны, в России успешно решается проблема дезактивации редкоземельных продуктов, получаемых из различных видов сырья (ИХТРЭМС КНЦ РАН, ВНИИХТ, Северский технологический институт).
Новым материалам на основе РЗМ и технологиям их получения были посвящены доклады специального раздела (секции) конференции. Среди них выделены нанодисперсные катализаторы, сульфиды и селениды РЗМ в волоконной оптике, люминофоры, оксидная и органическая электронная металлокерамика, алюморедкоземельные сплавы и другие (РХТУ им. Д.И. Менделеева, Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Северский технологический институт — филиал МИФИ, ОАО «НИИТП», ООО НПП «Технологика», ОСМ ТНЦ СО РАН, Сибирский федеральный университет и др.). Синтезированы твердые растворы, содержащие РЗМ, которые уменьшают содержания более дорогих платиноидов в катализаторах. Разработаны методы получения высокочистых халькогенидных стекол и волоконных световодов.
При этом отмечено, что в СССР опытный завод ГИРЕДМЕТа выпускал всю номенклатуру редкоземельных моно- и полуторных сульфидов, которые теперь вынуждены самостоятельно синтезировать исследовательские организации РАН.
Разработаны технологии непрерывного твердофазного синтеза ультра- и нанопорошков для оксидной керамики, которая является инновационной и более эффективной относительно классической технологии. Установлено, что легирование алюминия редкоземельными металлами повышает прочностные свойства и жаропрочность сплавов, необходимых для изготовления катанки и проводов с повышенными механическими и эксплуатационными свойствами.
В мировой практике до 10–15% катанки для изготовления кабельной продукции производится из алюминиевых электротехнических сплавов (в США — 50 тыс. т при годовом производстве катанки 470 тыс. т).
Таким образом, на конференции, организованной Институтом «Гинцветмет», были обсуждены основные проблемы восстановления и развития производств РЗМ в России. В то же время ее участники обратили внимание на отсутствие среди докладчиков и гостей представителей Минприроды и Минпромторга, «Ростеха» и «Росатома», крупнейших частных компаний «ФосАгро» и «Акрон», ИХТРЭМС КНЦ РАН (г. Апатиты), ряда отраслевых московских институтов (ИМГРЭ, ВНИИХТ и др.), имеющих заделы и непосредственное отношение к проблемам российских РЗМ.
Докладчики отмечали недостатки Государственной редкометалльно-редкоземельной подпрограммы, требующей, по их мнению, дополнений, корректировки и совершенствования, особенно с ресурсно-сырьевых и межведомственных позиций.
С другой стороны, на конференции присутствовали представители Казахстана, Белоруссии и даже дальнего зарубежья (США, Чили, Канада). Можно считать, что тем самым положено начало обсуждению проблем развития редкометалльных и редкоземельных производств в рамках Евразийского экономического союза.
В решении, принятом на конференции, говорится о необходимости расширять фундаментальные и прикладные исследования для воссоздания высокоэффективных национальных мощностей производства наукоемкой редкоземельной продукции.
(По материалам Международной научно-практической конференции "Актуальные вопросы получения и применения РЗМ", 21 октября 2014 года, Москва, ОАО "Институт Гинцветмет")
Текст: Гелий Мелентьев