РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ (РЗМ)

☄️Разрозненно поступает информация по РЗМ, сейчас мы в середине «волны информационной заинтересованности», поэтому предлагаю ещё раз закрепить и прояснить некоторые моменты! Думаю, что многим будет интересно.

ℹ️ Поехали!

«Редкие земли». История

В далеком 1️⃣7️⃣9️⃣4️⃣ году будущий член-корреспондент Петербургской академии наук финский профессор Юхан Гадолин исследовал минерал иттербит, найденный на одном из шведских островов. Помимо соединений магния, железа и кремния он обнаружил неизвестную ранее примесь, похожую одновременно и на оксид кальция, и на оксид алюминия.

Юхан Гадолин назвал эту примесь «иттриевой землей». В то время землями называли тугоплавкие плотные оксиды металлов, отсюда и взялись в химии понятия «щелочноземельные» и «редкоземельные» металлы. После этого открытия многие знаменитые ученые проявили необычайный интерес к иттриевой земле. Но до поры до времени никто из этих светлых и величайших умов своего времени не догадывался, что иттриевая земля содержит оксиды не одного, а целых семи новых элементов. Сразу оговорюсь, что своей находкой Гадолин обогатил нашу науку важнейшим открытием, а она наградила его двумя буквами Gd, назвав в его честь редкоземельный металл гадолиний.

Понадобилось более 30 лет с момента открытия «иттриевой земли», чтобы в 1️⃣8️⃣2️⃣8️⃣ году ученик известного шведского химика Якоба Берцелиуса Фридрих Вёлер после необычайно трудоемкой и сложной работы выделил более или менее чистый металлический иттрий, содержащий, однако, до 25% примесей. Это событие прославило Вёлера и окончательно утвердило за открытым более 30 лет назад элементом название «иттрий».

Редкоземельные металлы открывались постепенно на протяжении целого столетия. Лишь в 1️⃣9️⃣4️⃣7️⃣ году американские исследователи Маринский, Гленденин и Кориелл нашли среди продуктов, образующихся в ядерном реакторе, последний лантаноид и последний редкоземельный элемент, получивший свое название в честь подарившего людям огонь Прометея — «прометий».

Таким образом, в общей сложности за период длиной более чем в 150 лет были установлены все на данный момент известные редкоземельные металлы.

Теперь ещё раз, через ужас повторения, вспоминая Шопенгауэра: «Счастье заключается в частом повторении удовольствия».

Редкие металлы, редкие земли, редкоземельные металлы.

Редкие металлы — отдельная большая группа химических элементов в периодической таблице Менделеева, содержащая более 60 металлов.

Причем можно часто встретить цифру 29, 60 и иное количество. Здесь всё зависит от классификации и подхода. Если речь, к примеру, о запасах России конкретно, то скорее всего увидите 29 видов, также еще могут фигурировать минералы.

Среди редких металлов различаются: редкоземельные, легкие, рассеянные, тугоплавкие, радиоактивные. Иногда выделяют драгоценные и малые металлы. Есть те, которые не встречаются в природе. А есть и те, которые могут быть отнесены к разным группам одновременно. То есть редкоземельные металлы — это составляющая большой группы редких металлов.

Согласен, что снова сложно. Где примеры? Переходим.

1️⃣ пример — Rb, Cs (рубидий и цезий) — и лёгкие, и рассеянные элементы одновременно.
2️⃣ пример с теми же (Rb, Cs) — легкие и редкие металлы, но не редкоземельные!
3️⃣ пример — германий, селен и теллур отнесены к металлам условно. В отличие от металлов они являются полупроводниками.
4️⃣пример — актиний, торий, протактиний, уран, плутоний, полоний — радиоактивные редкие металлы, но не редкоземельные металлы.

Идём дальше и переходим к аббревиатуре «РЗМ». Как будто ремонтно-заводская мастерская напрашивается в расшифровку вместо темы нашего повествования, но нет.

К редкоземельным металлам — РЗМ (или редкоземельным элементам — РЗЭ) относят металлы группы лантаноидов: лантан (La), церий (Ce), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометий (Pm, в природе не встречается), самарий (Sm), европий (Eu), гадолиний (Gd), тербий (Tb), диспрозий (Dy), гольмий (Ho), эрбий (Er), тулий (Tm), иттербий (Ib), лютеций (Lu), а иногда также иттрий (Y) и скандий (Sc). Всего можно сказать, что их 17, но иногда и здесь меньше выделяют.

Сами РЗМ принято разделять на две группы: легких РЗЭ (LREE), включающую обычно элементы от лантана до европия, и тяжелых РЗЭ (HREE), включающую элементы от гадолиния до лютеция и иттрий.

«Редкие земли». Применение

Каждая из групп РЗМ имеет свои сферы применения, что определяет различия в их востребованности.

Наиболее широко используются легкие РЗМ (Ce, La, Nd, Pr). Их надо запомнить, так как они основные. Остальные характеризуются узкой специализацией.

Основными сферами потребления РЗМ в мире являются производство постоянных магнитов. Они широко применяемы в
➡️ электронике, электромобилях, ветроэнергетических установках (29% мирового показателя, используются Nd, Tb, Dy, Gd, Pr, Sm),
➡️ катализаторах для нефтеперерабатывающей, химической и автомобильной промышленности (20% — Ce, La, Pr, Nd)

В производстве
➡️ полировальных порошков (13% — Ce, La)
➡️ стекол (8% — Ce, La),
➡️мишметаллов и спецсплавов (9% — Ce, La, Nd, Pr, Y)
➡️ никель-металлогидридных аккумуляторов (8% — La, Ce, Nd, Pr, Sm)
➡️ керамики (3% — La, Ce, Nd, Y)
➡️ люминофоров (5% — Y, Yt, Tb, Gd, Eu, Ce, La, Ho)
➡️ в атомной промышленности (3% — Gd, La)

Структура потребления РЗМ конкретных стран зависит от технологического уклада их экономики.

Лидеры по запасам РЗМ в мире

📊 Согласно доступным данным, мировые запасы РЗМ составляют около 106 миллионов тонн в пересчете на сумму триоксидов РЗМ (ΣTR2O3).

1.Китай (более 40 миллионов тонн).
2. Россия
3. Вьетнам
4.Индия
5.США
6.Австралия
7.Мьянма

Есть также показатели доли товарной добычи в мировой экономике. И здесь дела для нас дела обстоят по иному. Вклад России в товарную добычу на сегодняшний день менее 1%.

РЗМ в России

По запасам РЗМ можно оценить в 28 миллионов тонн. Сырьевая база РЗМ России характеризуется высокой географической концентрацией - 46,1% запасов сосредоточено в девяти объектах Мурманской области.

Из них 25% — в Ловозерском месторождении комплексных лопаритовых руд. Остальные запасы региона заключены в апатит-нефелиновых рудах восьми месторождений Хибинской группы. Также уникальные и крупные месторождения есть в Якутии (Томторское месторождение) и Забайкальском крае (Холтосонское месторождение).

📈 Итого: Мурманская область, Якутия и Забайкальский край.

РЗМ на Украине

Для правильной и точной оценки необходим аудит запасов и учёт разных компонентов, но предварительно у Украины запасы РЗМ составляют до 1 млн тонн.
Для сравнения: у Российской Федерации запасов больше в 28 раз.

Перспективы России по РЗМ

Несомненно. Уникальные запасы – на втором месте в мире. Однако существует острая необходимость в создании полного цикла добычи и переработки редкоземельных металлов. В целом для экономики это означает переход от руды и концентрата к изготовлению высокотехнологичных продуктов следующих переделов.

Отметим отдельно

➡️ Понятие РМ намного шире, чем понятие РЗМ, РЗМ входят в РМ;

➡️ РЗМ в России ~ 28,5 млн тонн, РМ включая РЗМ ~ 650 млн тонн;

➡️ Терминологическая путаница возникает из-за того, что многие иностранные партнёры и коллеги под «редкими землями» понимают всю совокупность металлов, а мы, как правило, разделяем понятия РМ и РЗМ.