Доктор геолого-минералогическихнаук Н. СОЛОДОВ, профессор Института минералогии, геохимии и кристаллохимииредких элементов (ИМГРЭ), Москва. Научно-техническая революция, которая послеВторой мировой войны стремительно ворвалась в жизнь всех развитых странмира, связана прежде всего с широким применением редких металлов. Использованиеих вызвало к жизни целые новые области современной промышленности, наукии техники. Все сверхмагнитные, сверхлегкие, сверхтвердые, сверхжаростойкиеи высокопрочные конструкционные материалы в наши дни создаются на основеили с использованием редких элементов. Все ресурсо- и энергосберегающиетехнологии не осуществимы без редких элементов. Даже в сельском хозяйствеприменение очень небольших доз редкого металла неодима повышает урожайностьпродовольственных культур на 60 процентов. Сейчас насчитываются многиетысячи областей эффективного использования редких металлов как в военной,так и в гражданских областях промышленности.Промышленно-экономический уровень развитиясовременных государств, по утверждению специалистов, определяется масштабамипотребления не столько чугуна и стали, сколько редких металлов. Редкиеэлементы - это своего рода витамины промышленности. И подобно тому, какживой организм не может полноценно развиваться без микрограммовых количестввитаминов, так и передовая современная промышленность невозможна без редкихэлементов.В Советском Союзе научно-техническая революцияначалась несколько позже, чем в других странах, и проводилась, к сожалению,в основном только в оборонной и аэрокосмической промышленностях. Затратына поиски, добычу и производство редких металлов в нашей стране даже в60-70-е годы (период наивысшего интереса к редкометалльной проблеме в СССР)в общем бюджете государства были мизерные - менее 0,2 процента. Это показательтого, что государственные органы управления народным хозяйством уделялиредким металлам чрезвычайно мало внимания.

на пороге очередного столетия. Современная цивилизацияпереходит из железного века в новый - век легких и редких металлов

Мы же и в 80-е годы, и до сих пор не ввелив действие ни одного нового горно-обогатительного комбината и ни одногозавода по редким металлам.Таким образом, и по добыче, и по потреблениюСССР уже с 60-80-х годов начал резко отставать от ведущих капстран. И вэтом главная причина чрезвычайной заторможенности, даже провала нашегонаучно-технического прогресса.Крупные изменения, происходящие в последниегоды в экономике России, чрезвычайно болезненно отразились на положениидел с редкими металлами. Положение ухудшилось еще и оттого, что с распадомСССР многие предприятия, добывающие редкие металлы, остались в бывших союзныхреспубликах. Остановлена либо резко снижена добыча на крупнейших российскихгорнодобывающих предприятиях: на уральских Изумрудных копях - бериллия;на Орловском комбинате (в Забайкалье) - тантала; на Ловозерском (Кольскийполуостров) - ниобия, тантала, цериевых лантаноидов; на Забайкальском -лития; на уральском Вишневогорском - ниобия. Прекращена разработка германияна Павловском месторождении в Приморье. В результате положение с добычей,производством и потреблением редких металлов сейчас в России просто катастрофическое.В нынешних рыночных условиях те или иныередкие металлы и даже новую технику, сделанную на их основе, зачастую дешевлеи проще завести из-за границы. И мы, несмотря на острый экономический кризисв стране, покупаем ее. Но покупаем устаревшие образцы. Потому что суперновуютехнику США и их сателлиты по официально существующим у них запретам вРоссию не поставляют. И не исключено, что из-за капризов международнойобстановки нам не станут продавать даже то, что мы получаем сейчас. Такоебыло уже с трубами из легированного ниобием железа. После ввода наших войскв Афганистан ФРГ отказалась продавать нам трубы из легированной ниобиемстали. Мы начали ставить свои стальные трубы и при городском строительстве,и в нефтепроводах. И вот через 15-20 лет пожинаем плоды. Трубы рвутся,их приходится заменять. Тогда как легированные ниобием простояли бы еще40 лет.А главное, какая же мы великая держава,если не можем обеспечить себя своими совершенными приборами, своими эффективнымитехнологиями, современными машинами, передовой техникой, сверхвысококачественнымиматериалами? Сейчас электронику, телевизоры, автомашины нам приходитсяпокупать у Кореи, Японии, Германии. Мы вынуждены завозить из Европы продуктыпитания! А ведь если бы мы использовали в сельском хозяйстве свой неодим,по той технологии, которая уже разработана и успешно апробирована нашимиспециалистами (Ф. В. Сайкиным и другими), то могли бы получать в 1,6 разаболее богатые урожаи, кормить не только себя, но и продавать продукты питания.Наш Ловозерский горно-обогатительный комбинат, разрабатывающий месторождениенеодима (лопарит), еще не полностью остановлен. А запасы этого металлана Ловозерском месторождении неисчерпаемы.

Динамика производства и потребления редкихметаллов в СССР по сравнению с США всегда была не в нашу пользу. Суммарноепотребление всеми капиталистическими странами за 25 лет, с 1960 по 1985год, по бериллию, кадмию, германию выросло в 1,4-2 раза, а по всем остальнымредким металлам - даже в 3-15 раз.Чрезвычайно быстро растет потребление редкихметаллов в ведущих капстранах Западной Европы и Японии, которые по темпамроста начали значительно обгонять США. В Японии потребление таких металлов,как ниобий, цирконий, иттрий, лантаноиды, литий, ванадий, галлий, за период1960-1985 годы возросло в 10-25 раз. Более того, некоторые из капстранперегнали Америку не только по темпам роста, но и по потреблению на душунаселения и даже по валовому потреблению отдельных металлов.В 80-х годах мы уже стали отставать нетолько от США, но и от других развитых капстран. От Италии по валовомупотреблению ниобия - в 1,5 раза, а в расчете на душу населения даже в 8,4раза, от ФРГ - в 7 раз, от Японии - в 2,5 раза по потреблению тантала ив 9 раз по цирконию.При этом надо еще учитывать, что у насльвиная доля многих редких металлов потреблялась только в оборонной промышленности.На долю народного хозяйства СССР приходились лишь самые малые крохи.В 80-х годах в капстранах было построенооколо 20 химико-металлургических заводов. На старых действующих заводахпроведены реконструкция и расширение производственных мощностей. Еще большееколичество химико-металлургических заводов запроектировано ввести до 2000года.

Таким образом, при нормальной работе Ловозерскогокомбината Россия будет обеспечена не менее чем двадцатью редкими металлами,и это восполнит нам потерю четырех месторождений: Кутессайского, оставшегосяв Киргизии, Шевченковского в Казахстане, Желтые Воды и Малышевского - наУкраине.Проблема добычи бериллия решается тожесравнительно легко - восстановлением работ на забайкальском Ермаковскомместорождении. Оттуда до 90-х годов рудный концентрат вывозили для химико-металлургическогопередела в Казахстан, где он и остался после распада СССР. Но, к счастью,на Ермаковском месторождении, с самыми богатыми в мире рудами бериллия(1,2 процента ВеО), еще сохранилась примерно четверть запасов. Их нам вполнехватит на ближайшие 25 лет, а то и более.Наша промышленность может быть обеспеченалитием, рубидием и цезием за счет переработки слюд, которые были попутнодобыты и сброшены в отвалы в прежние десятилетия на Изумрудных копях, атакже на Вознесенском и Орловском месторождениях. Этих запасов хватит на100 лет. Безотходная технология извлечения редких щелочных металлов изслюд хорошо разработана и запатентована. Причем она позволяет одновременнополучать еще и магний, и азотисто-калиевые удобрения, и, что, может быть,особо важно, новый сверхлегкий, кислото- и термостойкий материал сипласт.Он может стать незаменимым в летательныхаппаратах, в аэрокосмической технике, при строительстве морских судов (длятеплозащитных прокладок), при строительстве зданий, мостов позволяет значительнооблегчить эти сооружения. Сипласт успешно был использован при строительстве"Бурана" - нашего космического корабля многоразового использования.И, наконец, редкий металл - стронций можетбыть получен попутно при переработке Хибинского апатита на удобрения поазотно-кислотной схеме.Таким образом, реанимация наших редкометалльныхгорно-обогатительных комбинатов позволяет целиком и достаточно быстро обеспечитьроссийскую промышленность, науку, технику и сельское хозяйство собственнымиредкими металлами. А там, почему бы нам и не выйти с некоторыми редкимиметаллами на мировой рынок. Ведь такие элементы, как скандий, рений, тербий,европий, диспрозий, по цене сопоставимы с серебром и с некоторыми платиноидами.Реанимация редкометалльных комбинатов неединственный путь обеспечения страны редкими металлами. Довольно быстро,легко и дешево можно добывать их из всевозможных техногенных источникови различных попутно добываемых продуктов. Например, из золы, полученнойот сжигания каменных и бурых углей, из продуктов переработки и очисткинефти и газа; из шахтных и рудничных вод, а также из вулканогенных води газов.

ЛАНТАНОИДЫ Быстро реанимировать в нашей стране добычуи производство редких металлов, чтобы использовать их в различных областяхнародного хозяйства, - задача вполне реальная. И это - дело государственнойважности, поскольку именно редкометаллическая промышленность - фундаментне только новой и оборонной техники, но и всего народного хозяйства. Отсутствиередких металлов - угроза национальной безопасности России.Благодаря интенсивным поискам редких металловв 40-70-х годах Россия имеет самые крупные в мире детально разведанныеместорождения лития, цезия, иттрия, иттриевых и цериевых лантаноидов, циркония,тантала и ниобия, самое богатое месторождение бериллия. Однако все онинаходятся в труднодоступных регионах Сибири, Заполярья или высокогорья.При нынешних финансовых возможностях страныпромышленное освоение этих новых месторождений пока нереально. Но естьдругой выход. На ближайшие 15-20 лет наша страна может быть обеспеченаредкими металлами, если восстановить в достаточном объеме добычу на законсервированныхили работающих на треть своей мощности редкометалльных горно-обогатительныхкомбинатах. Например, Ловозерский лопаритовый комбинат может полностьюобеспечить всю нашу перспективную потребность в тантале, ниобии, титане,цериевых лантаноидах (в частности, и в неодиме для сельского хозяйства).Очень важно здесь еще и то, что все эти металлы можно одновременно получатьпри химико-металлургической переработке всего-навсего одного лопаритовогоконцентрата.Здесь же, в богатейшем Ловозерском массиве,давно изучено еще несколько новых типов редкометалльных руд. Они могутбыть легко и быстро введены в эксплуатацию. Это прежде всего эвдиалититы(от слова "диалитос" - растворимый). Их запасы составляют здесь миллионытонн. И в них содержатся оксиды циркония, иттрия и иттриевых лантаноидов;цериевых лантаноидов, ниобия, тантала, гафния. Эвдиалитовые руды выходятнепосредственно на поверхность в центральной части массива, поэтому ихдобыча не представляет больших трудностей.

периодическая система элементовД. И. Менделеева Здесь, в Периодической системе элементовД. И. Менделеева, выделены (подчеркнуты) редкие металлы. Как видите, ихне так уж мало - 35 из 104-х.

При этом из техногенных продуктов могут бытьпопутно извлечены содержащиеся в них разные токсичные компоненты. От нихвсе равно рано или поздно непременно придется избавляться по экологическимтребованиям.Наш институт (ИМГРЭ) уже многие годы ведетисследования по изучению химических элементов, содержащихся в техногенныхпродуктах. С помощью новейшей аппаратуры обнаружено 70 элементов (в ихчисле 35 редких металлов) в немалых количествах.В ближайшее время мы планируем проанализироватьисходные угли и нефти по всем бассейнам России. Уже установлено, что внашем углеводородном сырье присутствуют в промышленно-ценных количествахиттрий, лантаноиды, ванадий и другие металлы, цена которых соизмерима состоимостью самой нефти. За рубежом их извлекают из купленной у нас нефти.Мы за это ничего не получаем. Например, в татарстанской нефти содержитсядо 700 г/т ванадия. Он не только представляет ценность, но еще и весьматоксичен. Мы его не извлекаем. При сгорании нефти ванадий рассеиваетсяпо нашим полям. За десятилетия его накопится там столько, что сельскохозяйственнаяпродукция может стать ядовитой.Таким образом, обеспечить свою страну жизненнонеобходимыми ей редкими металлами можно довольно быстро и с не очень большимизатратами. Геологическая служба страны (буквально за 2-3 ближайших года)способна провести широкую ревизию отвального хозяйства горнодобывающихи химико-металлургических предприятий России, проверить на редкие металлынефтеносные и угольные бассейны страны; апробировать новейшие технологическиесхемы утилизации полезных (и токсичных) металлов из всех попутно получаемыхпродуктов. Особых ассигнований на это не потребуется. Просто необходимонесколько переориентировать тематику работ сырьевых институтов Министерстваприродных ресурсов России. Литература Месторождения литофильныхредких металлов. Под редакцией Овчинникова Л. Н., Солодова Н. А. М.,Недра, 1980.Солодов Н. А. Формационныетипы редкометальных карбонатитов. // Отечественнаягеология, № 6, 1996.Солодов Н. А. Условияобразования крупных и богатых редкометальных месторождений. // Геологиярудных месторождений, т. 39, № 5, 1997.Солодов Н. А. Концепцияэкстренного обеспечения России редкими металлами. // Минеральные ресурсыРоссии. Экономика управления, № 4, 199 ЦИФРЫ И ФАКТЫ › Многиередкие металлы, долгое время почти не находившие применения, сейчас широкоиспользуются в мире. Они вызвали к жизни целые новые области современнойпромышленности, науки и техники - такие, как солнечная энергетика, сверхскоростнойтранспорт на магнитной подушке, инфракрасная оптика, оптоэлектроника, лазеры,ЭВМ последних поколений.› Используянизколегированные стали, содержащие всего 0,03-0,07% ниобия и 0,01-0,1%ванадия, можно на 30-40% снизить вес конструкций при строительстве мостов,многоэтажных зданий, газо- и нефтепроводов, геологоразведочного бурильногооборудования и т. п. При этом срок службы конструкций увеличивается в 2-3раза.› Магнитыс использованием сверхпроводящих материалов на основе ниобия дали возможностьпостроить в Японии поезда на воздушной подушке, развивающие скорость до577
км/ч.› Врядовом американском автомобиле используется 100 кг стали марки HSLA сниобием, ванадием, редкими землями, 25 деталей из медно-бериллиевых сплавов,цирконий, иттрий. При этом вес автомобиля в США (с 1980 по 1990 год) уменьшилсяв 1,4 раза. С 1986 года автомобили начали оснащаться неодимсодержащимимагнитами (37 г неодима на один автомобиль).› Интенсивноразрабатываются электромобили с литиевыми аккумуляторами, автомобили наводородном топливе с нитридом лантана и другие.› Американскаяфирма "Вестингауз" разработала высокотемпературные топливные элементы наоснове оксидов циркония и иттрия, которые повышают кпд тепловых электростанцийс 35 до 60%.› Засчет внедрения энергоэкономичных осветительных приборов и электронной аппаратуры,сделанной с использованием редких элементов, США предполагают сберегатьдо 50% электроэнергии из 420 млрд.
кВт/часов, расходуемых на освещение. ВЯпонии и США созданы лампы с люминофорами, содержащими иттрий, европий,тербий, церий. Лампы мощностью 27 Вт с успехом заменяют 60-75-ваттные лампынакаливания. Расход электроэнергии на освещение снижается в2-3 раза.› Использованиесолнечной энергии невозможно без галлия. НАСА США планирует оборудоватькосмические спутники солнечными элементами на основе арсенида галлия.› Чрезвычайновысоки темпы роста потребления редких металлов в электронике. В 1984 годустоимость мирового сбыта интегральных схем с использованием арсенида галлиясоставляла 30 млн. долларов, в 1990 году она уже оценивалась в 1 млрд.долларов.› Применениередкоземельных элементов (редких земель) и редкого металла рения при крекингенефти позволило США резко снизить использование дорогостоящей платины,при этом повысить кпд процесса и увеличить на 15 процентов выход высокооктановогобензина.› ВКитае успешно применяются редкие земли в сельском хозяйстве для удобренияриса, пшеницы, кукурузы, сахарного тростника, сахарной свеклы, табака,чая, хлопка, арахиса, фруктов, цветов. Урожай продовольственных культурувеличился на 5-10%, технических - более чем на 10%. Улучшилось качествопшеницы за счет более высокого содержания протеина и лизина, увеличиласьсахаристость фруктов, сахарного тростника и свеклы, улучшилась окраскацветов, повысилось качество чая и табака.› ВКазахстане по рекомендации российских ученых была применена разработаннаяФ. В. Сайкиным новая методика использования редких земель в сельском хозяйстве.Опыты провели на больших площадях и получили великолепный эффект - увеличениеурожайности хлопка, пшеницы и других культур на 65%. Столь высокая эффективностьбыла достигнута , во-первых, благодаря тому, что использовали не смесивсех редких земель одновременно, как это практиковалось в Китае, а толькоодин неодим (поскольку некоторые из лантаноидов не способствуют повышениюурожайности, а наоборот - понижают ее). Во-вторых, не проводили, как этоделают в Китае, трудоемкого опрыскивания сельскохозяйственных растенийв периоды их цветения. Вместо этого только замачивали зерно перед посевомв водном растворе, содержащем неодим. Эта операция много проще и дешевле.› Допоследнего времени иттрий использовался в технике чрезвычайно редко, идобыча его была соответствующей - исчислялась килограммами. Но вот оказалось,что иттрий способен резко увеличивать электропроводность алюминиевого кабеляи прочность новых керамических конструкционных материалов. Это обещаетвесьма большой экономический эффект. Интерес к иттрию и к иттриевым лантаноидам- самарию, европию, требию значительно вырос.› Скандий(его цена одно время была на порядок выше цены золота) благодаря уникальномусочетанию целого ряда своих свойств теперь пользуется сверхповышенным интересомв авиационной, ракетной и лазерной технике. Названия "редкие металлы", "редкие элементы","редкоземельные элементы" - не совсем правильны, потому что эти химическиеэлементы вовсе не такие уж редкие. Их среднее содержание в земной коресопоставимо или даже выше, чем большинства широко используемых нами в повседневнойжизни металлов. Например, таких редких металлов, как скандий, церий, лантан,литий, иттрий, ниобий, галлий, в земной коре содержится примерно столькоже, сколько хрома, цинка, никеля, меди, свинца. А стронция, циркония, рубидия- даже на порядок больше.
Полвека назад считали, что редкие элементыне способны образовывать крупные месторождения и высокие концентрации вруде. Сейчас мы знаем, что это не так, что учтенные мировые запасы, например,ниобия, лития и цериевых земель не уступают запасам титана, никеля и превышаютзапасы свинца и олова. В наиболее крупных месторождениях цериевых земель,ниобия, лития, стронция, циркония, ванадия хранятся миллионы тонн этихценнейших редких металлов. По способности концентрироваться в рудах промышленныхместорождений редкие элементы не уступают, а часто даже превосходят цветныеи малые металлы.
Может быть, правильнее было бы называтьэти металлы не редкими, а новыми, как предлагал академик В. И. Смирнов.Ведь все редкие элементы открыты за последние 60-220 лет, а использованиеих в промышленности по-настоящему началось только 20-40 лет назад.Пирамида наглядно показывает распространенностьхимических элементов в земной коре.
В "шпиле" уместились редкие и некоторыемалораспространенные металлы.
Универсальная ракетно-космическая транспортнаясистема "Энергия" на космодроме Байконур. В ее состав входят мощная ракета-носительи орбитальный корабль многоразового пользования "Буран".
Чтобы изготовить сверхлегкие материалыдля этой сложнейшей транспортной системы, были использованы редкие металлы.Одна из секций установки Т-15 Токамакасо сверхпроводящими магнитными катушками.



Удивительная красота и сияние рубиновыхзвезд на башнях Кремля - одна из достопримечательностей нашей столицы.Звезды сделаны из селенового рубина - стекла, содержащего редкие металлы- селен, сернистый и углекислый кадмий.
Современные отечественные автомашины возятв основном сами себя. Например, в "Жигулях" из 1400 кг их общего веса полезныйгруз составляет менее одной трети. Не лучше соотношение полезного грузаи общего веса у железнодорожных составов, особенно пассажирских, у самолетов,у водных судов. Сплавы на основе легких и редких металлов позволяют исправитьстоль несуразное соотношение.