Главная      Учебники - Разные     Лекции (разные) - часть 31

 

Поиск            

 

Редкие металлы-металлы будущего

 

             

Редкие металлы-металлы будущего

РЕДКИЕ МЕТАЛЛЫ -
БУДУЩЕЕ НОВОЙ ТЕХНИКИ

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

Научно-техническая революция, которая после Второй мировой войны стремительно ворвалась в жизнь всех развитых стран мира, связана прежде всего с широким применением редких металлов. Использование их вызвало к жизни целые новые области современной промышленности, науки и техники. Все сверхмагнитные, сверхлегкие, сверхтвердые, сверхжаростойкие и высокопрочные конструкционные материалы в наши дни создаются на основе или с использованием редких элементов. Все ресурсо- и энергосберегающие технологии не осуществимы без редких элементов. Даже в сельском хозяйстве применение очень небольших доз редкого металла неодима повышает урожайность продовольственных культур на 60 процентов. Сейчас насчитываются многие тысячи областей эффективного использования редких металлов как в военной, так и в гражданских областях промышленности.

Промышленно-экономический уровень развития современных государств, по утверждению специалистов, определяется масштабами потребления не столько чугуна и стали, сколько редких металлов. Редкие элементы - это своего рода витамины промышленности. И подобно тому, как живой организм не может полноценно развиваться без микрограммовых количеств витаминов, так и передовая современная промышленность невозможна без редких элементов.

В Советском Союзе научно-техническая революция началась несколько позже, чем в других странах, и проводилась, к сожалению, в основном только в оборонной и аэрокосмической промышленностях. Затраты на поиски, добычу и производство редких металлов в нашей стране даже в 60-70-е годы (период наивысшего интереса к редкометалльной проблеме в СССР) в общем бюджете государства были мизерные - менее 0,2 процента. Это показатель того, что государственные органы управления народным хозяйством уделяли редким металлам чрезвычайно мало внимания.

Динамика производства и потребления редких металлов в СССР по сравнению с США всегда была не в нашу пользу. Суммарное потребление всеми капиталистическими странами за 25 лет, с 1960 по 1985 год, по бериллию, кадмию, германию выросло в 1,4-2 раза, а по всем остальным редким металлам - даже в 3-15 раз.

Чрезвычайно быстро растет потребление редких металлов в ведущих капстранах Западной Европы и Японии, которые по темпам роста начали значительно обгонять США. В Японии потребление таких металлов, как ниобий, цирконий, иттрий, лантаноиды, литий, ванадий, галлий, за период 1960-1985 годы возросло в 10-25 раз. Более того, некоторые из капстран перегнали Америку не только по темпам роста, но и по потреблению на душу населения и даже по валовому потреблению отдельных металлов.

В 80-х годах мы уже стали отставать не только от США, но и от других развитых капстран. От Италии по валовому потреблению ниобия - в 1,5 раза, а в расчете на душу населения даже в 8,4 раза, от ФРГ - в 7 раз, от Японии - в 2,5 раза по потреблению тантала и в 9 раз по цирконию.

При этом надо еще учитывать, что у нас львиная 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 построено около 20 химико-металлургических заводов. На старых действующих заводах проведены реконструкция и расширение производственных мощностей. Еще большее количество химико-металлургических заводов запроектировано ввести до 2000 года.

Мы же и в 80-е годы, и до сих пор не ввели в действие ни одного нового горно-обогатительного комбината и ни одного завода по редким металлам.

Таким образом, и по добыче, и по потреблению СССР уже с 60-80-х годов начал резко отставать от ведущих капстран. И в этом главная причина чрезвычайной заторможенности, даже провала нашего научно-технического прогресса.

Крупные изменения, происходящие в последние годы в экономике России, чрезвычайно болезненно отразились на положении дел с редкими металлами. Положение ухудшилось еще и оттого, что с распадом СССР многие предприятия, добывающие редкие металлы, остались в бывших союзных республиках. Остановлена либо резко снижена добыча на крупнейших российских горнодобывающих предприятиях: на уральских Изумрудных копях - бериллия; на Орловском комбинате (в Забайкалье) - тантала; на Ловозерском (Кольский полуостров) - ниобия, тантала, цериевых лантаноидов; на Забайкальском - лития; на уральском Вишневогорском - ниобия. Прекращена разработка германия на 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 иные редкие металлы и даже новую технику, сделанную на их основе, зачастую дешевле и проще завести из-за границы. И мы, несмотря на острый экономический кризис в стране, покупаем ее. Но покупаем устаревшие образцы. Потому что суперновую технику США и их сателлиты по официально существующим у них запретам в Россию не поставляют. И не исключено, что из-за капризов международной обстановки нам не станут продавать даже то, что мы получаем сейчас. Такое было уже с трубами из легированного ниобием железа. После ввода наших войск в Афганистан ФРГ отказалась продавать нам трубы из легированной ниобием стали. 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 еще 40 лет.

А главное, какая же мы великая держава, если не можем обеспечить себя своими совершенными приборами, своими эффективными технологиями, современными машинами, передовой техникой, сверхвысококачественными материалами? Сейчас электронику, телевизоры, автомашины нам приходится покупать у Кореи, Японии, Германии. Мы вынуждены завозить из Европы продукты питания! А ведь если бы мы использовали в сельском хозяйстве свой неодим, по той технологии, которая уже разработана и успешно апробирована нашими специалистами (Ф. В. Сайкиным и другими), то могли бы получать в 1,6 раза более богатые урожаи, кормить не только себя, но и продавать продукты питания. Наш Ловозерский горно-обогатительный комбинат, разрабатывающий месторождение неодима (лопарит), еще не полностью остановлен. А запасы этого металла на Ловозерском месторождении неисчерпаемы.

ЛАНТАНОИДЫ

Быстро реанимировать в нашей стране добычу и производство редких металлов, чтобы использовать их в различных областях народного хозяйства, - задача вполне реальная. И это - дело государственной важности, поскольку именно редкометаллическая промышленность - фундамент не только новой и оборонной техники, но и всего народного хозяйства. Отсутствие редких металлов - угроза национальной безопасности России.

Благодаря интенсивным поискам редких металлов в 40-70-х годах Россия имеет самые крупные в мире детально разведанные месторождения лития, цезия, иттрия, иттриевых и цериевых лантаноидов, циркония, тантала и ниобия, самое богатое месторождение бериллия. Однако все они находятся в труднодоступных регионах Сибири, Заполярья или высокогорья.

При нынешних финансовых возможностях страны промышленное освоение этих новых месторождений пока нереально. Но есть другой выход. На ближайшие 15-20 лет наша страна может быть обеспечена редкими металлами, если восстановить в достаточном объеме добычу на законсервированных или работающих на треть своей мощности редкометалльных горно-обогатительных комбинатах. Например, Ловозерский лопаритовый комбинат может полностью обеспечить 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 получать при химико-металлургической переработке всего-навсего одного лопаритового концентрата.

Здесь же, в богатейшем Ловозерском массиве, давно изучено еще несколько новых типов редкометалльных руд. Они могут быть легко и быстро введены в эксплуатацию. Это прежде всего эвдиалититы (от слова "диалитос" - растворимый). Их запасы составляют здесь миллионы тонн. И в них содержатся оксиды циркония, иттрия и иттриевых лантаноидов; цериевых лантаноидов, ниобия, тантала, гафния. Эвдиалитовые руды выходят непосредственно на поверхность в центральной части массива, поэтому их добыча не представляет больших трудностей.

Таким образом, при нормальной работе Ловозерского комбината Россия будет обеспечена не менее чем двадцатью редкими металлами, и это восполнит нам потерю четырех месторождений: Кутессайского, оставшегося в Киргизии, Шевченковского в Казахстане, Желтые Воды и Малышевского - на Украине.

Проблема добычи бериллия решается тоже сравнительно легко - восстановлением работ на забайкальском Ермаковском месторождении. Оттуда до 90-х годов рудный концентрат вывозили для химико-металлургического передела 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 вполне хватит на ближайшие 25 лет, а то и более.

Наша промышленность может быть обеспечена литием, рубидием и цезием за счет переработки слюд, которые были попутно добыты и сброшены в отвалы в прежние десятилетия на Изумрудных копях, а также на Вознесенском и Орловском месторождениях. Этих запасов хватит на 100 лет. Безотходная технология извлечения редких щелочных металлов из слюд хорошо разработана и запатентована. Причем она позволяет одновременно получать 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 летательных аппаратах, в аэрокосмической технике, при строительстве морских судов (для теплозащитных прокладок), при строительстве зданий, мостов позволяет значительно облегчить эти сооружения. Сипласт успешно был использован при строительстве "Бурана" - нашего космического корабля многоразового использования.

И, наконец, редкий металл - стронций может быть получен попутно при переработке Хибинского апатита на удобрения по азотно-кислотной схеме.

Таким образом, реанимация наших редкометалльных горно-обогатительных комбинатов позволяет целиком и достаточно быстро обеспечить российскую промышленность, науку, технику и сельское хозяйство собственными редкими металлами. А там, почему бы нам и не выйти с некоторыми редкими металлами на мировой рынок. Ведь такие элементы, как скандий, рений, тербий, европий, диспрозий, по цене сопоставимы с серебром и с некоторыми платиноидами.

Реанимация редкометалльных комбинатов не единственный путь обеспечения страны редкими металлами. Довольно быстро, легко и дешево можно добывать их из всевозможных техногенных источников и различных попутно добываемых продуктов. Например, из золы, полученной от сжигания каменных и бурых углей, из продуктов переработки и очистки нефти и газа; из шахтных и рудничных вод, а также из вулканогенных вод и газов.

При этом из техногенных продуктов могут быть попутно извлечены содержащиеся в них разные токсичные компоненты. От них все равно рано или поздно непременно придется избавляться по экологическим требованиям.

Наш институт (ИМГРЭ) уже многие годы ведет исследования по изучению химических элементов, содержащихся в техногенных продуктах. С помощью новейшей аппаратуры обнаружено 70 элементов (в их числе 35 редких металлов) в немалых количествах.

В ближайшее время мы планируем проанализировать исходные угли