Войти

Редкоземельные металлы в hi-tech индустрии

8309
6
+5
Электроника
Электроника.
Источник изображения: Ростех

Россия готовится отказаться от импорта сырья

Смартфоны, плееры, гибридные двигатели, компьютеры и прочая электроника. В каждом приборе содержатся редкоземельные металлы. Без них сегодня ни одна компания не выпускает высокотехнологичные разработки.


В аккумуляторе Toyota Prius есть 10 кг лантана. А в магните ветряного двигателя – не меньше 260 кг неодима.


Всего существует 17 элементов, благодаря которым электронные устройства становятся такими компактными.


Дело в том, что магниты, сделанные из этих элементов, гораздо сильнее обычных магнитов, а весят значительно меньше.


Редкоземельные элементы были открыты в форме оксидов. А оксиды металлов ранее называли «землями». И поскольку встречались они в природе не часто, то отсюда и название – редкоземельные металлы. Хотя «редкими» их можно назвать лишь относительно. Встречаются они в природе в 200 раз чаще, чем золото. Правда, лежат они в земле не пластами, а в рассеянном состоянии.


О редкоземах стало известно в конце XVIII века. Считается, что именно финский ученый Юхан Гадолин нашел минерал, в котором содержался описанный им иттрий. Кстати, его сегодня используют в телевизорах. Элемент позволяет отображать на экране красный цвет.


Параллельно вели свои исследования два шведских химика – Хизингер и Берцелиус. Однако им не удалось получить ни одного металла в чистом виде, потому что элементы представляли собой сложные оксиды. Дмитрий Менделеев в труде «Основы химии» описывал лишь 6 редких металлов: иттрий, лантан, церий, эрбий, празеодим и неодим.


Спустя сто лет после открытия РЗМ, элементам отвели специальное место в Периодической системе химических элементов.


В двадцатом столетии до 80-х годов бесспорным мировым лидером в добыче сырья были США. Основной объем добычи приходился на рудник Маунтин-Пасс в Калифорнии. В свое время там добывали 20 тыс. тонн в год, что составляло более 60% мировой добычи.


Однако скоро ситуация кардинально поменялась, и американское господство в этой сфере сошло на нет. О себе громогласно заявил Китай, где к тому же находится почти 97% мировых запасов редкоземельных металлов. С тех пор Поднебесная остается мировым лидером в области добычи редкоземов.


А совсем недавно Китай запустил специальную торговую площадку для редкоземельных металлов, на которой будут присутствовать ведущие компании сектора.


К слову, из-за монопольного положения Китая на этом рынке, в мире разгораются международные торговые споры. Так, летом прошлого года Всемирная торговая организация начала проверку ситуации на глобальном рынке РЗМ по запросу Евросоюза, США и Японии.



Россия также занимается производством РЗМ. Страна планирует в будущем отказаться от импорта этих металлов.


Ростех совместно с частными инвесторами займется добычей редкоземельных металлов в якутском месторождении Томтор, одном из крупнейших в мире. Его площадь – 250 кв. км. Запасы оцениваются в 154 млн тонн руды с содержанием оксидов ниобия 6,71%, иттрия – 0,6%, скандия – 0,048% и тербия – 9,53%.


Непосредственно разработка начнется в 2015 году. Планируемый объем инвестиций – 30 млрд рублей сроком на 6 лет.


Ожидается, что к 2017-2018 годам Ростех удовлетворит потребности в редкоземельных металлах внутри страны и превратится в нетто-экспортера высокотехнологичной продукции.


Поможет с этим делом и правительство. Государственная программа разработки редкоземельных металлов до 2020 года оценивается в 145 млрд рублей. Из бюджета планируется направить 23,5 млрд рублей.


Программа позволит создать и сформировать целую отрасль, которая обеспечит поставку необходимых материалов для авиации, космоса, атомной промышленности и радиоэлектроники.


Планируется создание производственной цепочки – от добычи руды до технологии разработки производства концентратов и оксидов металлов, которые обеспечат уже в дальнейшем производство готовой продукции.


Спрос на РЗМ в России к 2020 году достигнет по разным оценкам от 5 тыс. до 13 тыс. тонн в год, а на мировом рынке – почти 180 тыс. тонн.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
6 комментариев
№1
13.01.2014 03:57
Цитата, Редкоземельные металлы в hi-tech индустрии
О себе громогласно заявил Китай, где к тому же находится почти 97% мировых запасов редкоземельных металлов...
Из статьи в статью повторяются эти цифры, но отчего-то слабо в них верится.. Может речь идёт о разведанных запасах? В одном лишь Китае почти все мировые запасы? Не может того быть, чтобы в России их было меньше...
Не верю! (с) Станиславский
0
Сообщить
№2
13.01.2014 04:19
И, кстати, картинка "Электроника", привязанная к статье, весьма забавна:
с таким паяльником в сокет полезли? :) Народного умельца в студию! :D
+2
Сообщить
№3
13.01.2014 08:46
В ПопМехе попадалась популярная статья:
ТОРМОЗА ПРОГРЕССА: ТЕХНОЛОГИЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ, 2009г,
вот пара картинок оттуда:

0
Сообщить
№4
13.01.2014 08:47
+2
Сообщить
№5
19.01.2014 20:39
А фотка - ещё та; ты бы топором в процессор!
0
Сообщить
№6
27.01.2014 21:29
Есть старый дедовский метод !
Метод скважинно – гидравлической добычи (СГД) для извлечения редкоземельных металлов (РЗМ).
Метод СГД является нетрадиционным методом добычи полезных ископаемых и применяется в случаях глубокого (50-800м) залегания продуктивного горизонта полезных ископаемых, когда открытым методом невозможно или нецелесообразно эксплуатировать месторождение, а шахтный метод - дорогостоящий и небезопасный, с точки зрения безопасности персонала, работающего в шахтах и нанесения вреда экологии окружающей среде.
Метод СГД применим для разработки: рыхлых богатых железных руд, ильменитовых титан - циркониевых песков, фосфоритов, золото и платина содержащих пород, РЗМ и других полезных ископаемых россыпных месторождений.

            Технология скважинной гидродобычи (СГД) заключается:
- вскрытие продуктивного пласта путем бурения скважины диаметром 350 -500 мм с последующим цементированием обсадной колонны до продуктивного пласта,
- разрушение руды гидравлическими или механическими методами по всей высоте продуктивного пласта диаметрально в радиусе  3 - 4 м,
- закачка в скважину через напорные трубопроводы воды и воздуха,
- подведение разрушенной рудной массы в виде пульпы в очистной камере к  всасывающему окну пульпоподъемной трубы;
- подъем образовавшейся гидроаэросмеси рудной массы по пульпоподъемной трубе на дневную поверхность.
- отделение руды от воды и подготовка последующей обработке (обогащение и др.)

            Основные преимущества метода СГД:
относительно низкие удельные капитальные вложения в строительство рудника СГД (в 5 - 10 раз меньше, чем в строительство карьеров и шахт);
сравнительно быстрая окупаемость капитальных вложений (2 -3 года);
высокая производительность труда;
возможность эксплуатировать небольшие месторождения или фланги месторождений, характеризующиеся сложными (для традиционных способов добычи) горно-геологическими условиями;
безопасность добычных работ, исключающих присутствие людей в очистном пространстве;
относительно низкое антропогенное воздействие на окружающую среду.

Метод СГД достаточно известен и применяется как в России, так и за рубежом  для разработки рыхлых богатых железных руд и других полезных ископаемых с глубин от нескольких десятков до сотен метров, в том числе и с морского дна.

           Идея применения в России способа скважинной гидродобычи богатых железных руд возникла еще в СССР в результате проведения геологоразведочных работ в Белгородском рудном районе Курской Магнитной Аномалии (КМА), когда в процессе бурения геологоразведочных скважин была получена в относительно больших объемах рудная масса с глубин 500-800м. Был разработан и применен метод эрлифта для подъема пульпы с этих глубин на месторождениях Большетроицком и Гостишевском Белгородской области. Была начата опытно-промышленная добыча и в среднем на одной скважине добывалось до 60.000т в год. Учитывая важное значение добычи богатых железных руд с больших глубин (Fe - 65-67% в недрах) при 29 -30 % в среднем по России в открытых рудниках, метод СГД был включен в Правительственные Программы для широкого внедрения.
      Метод СГД получил развитие в различных отраслях промышленности и зарубежных стран. В Японии он использовалась при добыче гравийных смесей для намыва прибрежных территорий, в Польше и Китае – для добычи песка, и в Индии и США – при разработке ураноносных слабосцементированных песчаников.
        Метод СГД для добычи РЗМ применялся на Малышевском титано-циркониевом месторождении (Верхнеднепровский горно-металлургический комбинат, Украина), Туганском (Томская область) и Тарском (Омская область). Работы на этих месторождениях проводились под руководством наших специалистов. Был применен гидроэлеваторный снаряд с соосным расположением труб: пульпоподъемной (108 мм) и водоподающей (168 мм). Было разработано нестандартное скважинное оборудование: оголовок скважинный, газожидкостной смеситель, воздухоотделитель и ряд скважинных добычных снарядов различной конструкции нижней части. Вода на размыв и приготовление пульпы подавалась по центральной трубе, а сжатый воздух через оголовок по межтрубному пространству между обсадной и пульпоподъемной колонной (рис. 19.11). За время проведения предварительных испытаний (979,5 ч) из интервала 615-702,7 м было поднято 10939,5 т руды. Средняя производительность составила 11,2 т/ч.
При разработке Тарского месторождения также применялся метод СГД с двух платформ.
         В тоже время, опыт широкой промышленной разработки показывает, что один из важных  этапов работ, а именно разрушение рудного тела продуктивного горизонта гидравлическим гидромониторным методом имеет низкую производительность, ввиду малой эффективности гидромониторной струи в среде, полностью заполненной водой. Ввиду этого, метод  СГД не получил достаточно широкого применения в нашей промышленности, несмотря на то, что для некоторых условий, он является наиболее предпочтительным, а иногда и безальтернативным, по сравнению с открытым и шахтным способами добычи. Применение СГД возможно наряду и с этими методами, когда есть необходимость в комбинировании методов с целью оптимизации затрат.
    Создание нового метода разрушения пласта и в связи с этим новой технологии СГД и явилось инновацией совместных работ ЗАО «СОЮЗРУДА» и ООО «ИНТЕРТЕХКОНСАЛТИНГ» по повышению производительности процесса добычи руды. Инновация заключается в разработке и применении современных методов бурения и добычи для извлечения полезных ископаемых с больших глубин, что до сих пор в мире не было сделано. Данное ноу-хау позволяет осуществлять устойчивую добычу РЗМ при залегании их на большой глубине с учетом реализации всех преимуществ метода СГД, указанных выше.

Разработаны методики пооперационного расчета всех взаимосвязанных процессов СГД, которые позволяют: прогнозировать расчетную производительность технологической скважины от 15 т/час до 50 т/час по сырой руде при применении разработанной перспективной  схемы СГД, определять оптимальный диаметр пульпоподъемной трубы, режимы разрушения и подъема полезных ископаемых, в том числе и РЗМ.  В случае бурения нескольких скважин, соответственно общий объем добычи кратно увеличится.
Учитывая проведенное нами усовершенствования и научное обоснование режимов СГД предлагается рассмотреть возможность применения метода на Томторском месторождении, Чуктуконском, Лукояновском и ряде других, а также восстановить работу Тарского ГОКа на Тарском  месторождении (Омская область) по добыче титан - циркониевых ильменитовых песков, разработка технологии добычи  которых  осуществлялась с участием наших специалистов.
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 05.12 02:42
  • 2
China Daily: Китай испытывает огромные побочные эффекты от украинского кризиса
  • 05.12 01:20
  • 6181
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 05.12 00:12
  • 0
Ответ на "Победоносный сценарий"
  • 04.12 19:42
  • 8270
Минобороны: Все авиаудары в Сирии пришлись по позициям боевиков
  • 04.12 18:57
  • 77
Россия использует пропаганду как средство войны против Запада - британский генерал
  • 04.12 11:58
  • 1
Ответ на "Суть - повышение уровня эскалации конфликта."
  • 04.12 11:09
  • 0
Победоносный сценарий
  • 04.12 06:50
  • 1
«Оптимально подходит для борьбы с подлодками»: показан запуск миниторпед Black Scorpion с итальянской малогабаритной субмарины DS8
  • 04.12 06:41
  • 1
Китайская ракета стартовала с секретным спутником
  • 03.12 22:50
  • 0
Ответ на "Польский оскал"
  • 03.12 21:09
  • 0
Ответ на "Польский Центр восточных исследований представил «План Келлога» по урегулированию конфликта на Украине"
  • 03.12 18:37
  • 2
Введен в строй пограничный сторожевой корабль "Анадырь" проекта 22100
  • 03.12 11:16
  • 47
Какое оружие может оказаться эффективным против боевых беспилотников
  • 03.12 10:30
  • 0
Польский оскал
  • 03.12 02:38
  • 1
НАТО открывает центр морской десантной подготовки в Арктике на фоне борьбы за сферы влияния с Россией (Newsweek, США)