Это очень болезненная и сложная тема для горнодобывающей промышленности - редкоземельная отрасль. В СССР в этой отрасли было немало проблем. Как же обстоят дела сейчас? Это я вам сейчас и расскажу.
Редкоземельные элементы крайне важны для атомной и ядерной промышленности, для энергетики всего мира. Что греха таить, самым главным на сегодняшний день встаёт вопрос - поиска оптимального источника энергии. И вопрос этот не возможен без отрасли добычи и переработки редкоземельных элементов.
Что же за редкоземельные элементы такие? Редкоземельные элементы (РЗЭ, TR, REE, REM) — это группа из 17 элементов, включающая скандий, иттрий, лантан и лантаноиды (церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций). Добыча этих элементов - основа всей отрасли. Как правило, редкоземельные элементы встречаются в природе совместно. Они образуют весьма прочные окислы, галоидные соединения, сульфиды. Для лантаноидов наиболее характерны соединения трёхвалентных элементов. Исключение составляет церий, легко переходящий в четырёхвалентное состояние. Кроме церия четырёхвалентные соединения образуют празеодим и тербий. Двухвалентные соединения известны у самария, европия и иттербия. По физико-химическим свойствам лантаноиды весьма близки между собой. Это объясняется особенностью строения их электронных оболочек.
По сути, всю послевоенную историю создания редкоземельной промышленности СССР и России можно разделить на три основные периода.
ПЕРВЫЙ ЭТАП - ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1946–1991 годы — бурное развитие научных исследований и их внедрение в промышленность на основе довоенных разработок академиков Семена Исааковича Вольфковича, Виктора Ивановича Спицына, Ивана Павловича Алимарина и других. В послевоенный период восстановления СССР в 1945 году особую роль в восстановлении редкоземельной технологии и промышленности сыграли наши руководители, такие как легендарный министр среднего машиностроения Ефим Павлович Славский, министр цветной металлургии Петр Фадеевич Ломако, директора заводов Александр Иосифович Андрюшин (Московский завод полиметаллов, Россия), Виталий Федорович Коровин (Приднепровский химический завод, Украина), Юрий Владимирович Кузнецов (Прикаспийский горно-металлургический комбинат, Казахстан). А также директора институтов: академик Николай Петрович Сажин («Гиредмет»), член-корр. Алексей Петрович Зефиров (ВНИИХТ), профессора Сергей Дмитриевич Моисеев (ВНИИХТ), Анатолий Игнатьевич Михайличенко («Гиредмет»), Александр Михайлович Чекмарев (РХТУ им. Менделеева) и др.
В результате деятельности научных коллективов институтов «Гиредмет» и ВНИИХТ, которые тесно и плодотворно сотрудничали с учеными-производственниками на девяти редкоземельных предприятиях страны, были созданы передовые технологии, давшие возможность государству занять в 1980-е годы 3-е место в мире по выпуску высокочистой редкоземельной продукции. Всего в те годы выпускалось порядка 8,5 тысяч тонн РЗО (суммарного оксида РЗЭ).
Коллективом ученых ВНИИХТ (проф. С.Д. Моисеев, проф. В.Д. Косынкин, к.т.н. И.И. Ануфриев, Г.Л. Шелихов, к.х.н. А.К. Селивановский, Т.Т. Федулова) разработаны и внедрены в промышленность технологии получения суммарного редкоземельного концентрата из таких сырьевых источников, как лопарит, монацит, урановые руды (месторождение Меловое). На Кирово-Чепецком химическом комбинате проведены успешные промышленные испытания по выделению суммарного редкоземельного концентрата из апатитов.
На заводе «Силмет» (Эстония) при переработке лопарита была разработана и внедрена в промышленную эксплуатацию азотнокислотная схема вскрытия с последующим получением концентратов РЗЭ и индивидуальных элементов. На Прикаспийском горно-металлургическом комбинате (ПГМК) разработана и внедрена в промышленность технология получения суммарного РЗ-концентрата из урановых руд в виде нитратного раствора, поставляемого на Приднепровский химический завод (ПХЗ).
На ПХЗ разработана технология дезактивации полученного с ПГМК нитратного раствора. Была также разработана технология получения чистого скандия. В этой работе несомненным лидером был рано ушедший от нас профессор Валерьян Иванович Никонов.
Репортаж про историю завода МПЗ смотрите тут
Особое место в создании редкоземельной промышленности в стране занимает Московский завод полиметаллов МЗП, где совместно с учеными ВНИИХТ отрабатывались и запускались в производство технологии получения высокочистых индивидуальных РЗЭ. На МЗП получали неодим (и магниты на его основе), самарий (и магниты на его основе), европий, гадолиний, тербий, эрбий, диспрозий и высокочистый иттрий. Работами на МЗП руководили главный инженер Сергей Александрович Кузнецов, главный технолог Владимир Григорьевич Виноградов, д.т.н. Геннадий Иванович Семенов, профессор Александр Васильевич Вальков. Большая работа учеными ВНИИХТ была проведена в области внедрения редких земель в народное хозяйство. Благодаря металлургам ЦНИИТМАШ редкие земли нашли широкое применение в производстве чугунов и сталей. После приказа Е.П. Славского о необходимости расширения этих работ (1972 год) в течение 3–4 лет все накопленные запасы РЗЭ (более 4 тыс. тонн) были внедрены в производство. Начиная с 1976 года промышленные предприятия нефтехимии (производство катализаторов крекинга нефти) и металлургии получали редкоземельную продукцию (растворы и оксиды) буквально «с колес».
Успешно развивалось международное сотрудничество. Помимо поставок редкоземельной продукции в ведущие мировые державы, были заключены соглашения с французами о строительстве завода по извлечению РЗЭ из апатитов в Днепродзержинске (Украина) с последующей поставкой раствора РЗЭ для получения индивидуальных РЗЭ в Ла-Рошель (Франция).
Однако события в России в 1991 году сделали невозможным выполнение этого соглашения. Основными заводами по получению широкого спектра редкоземельной продукции, над которыми осуществлял научное шефство «Гиредмет», были Киргизский горно-химический комбинат (КГХК) и Иртышский химический завод (ИХЗ). На этих заводах также получали редкоземельную продукцию мирового уровня, разрабатывались самые передовые технологии.
ВТОРОЙ ЭТАП - ПЕРИОД СТАГНАЦИИ ОТРАСЛИ
Второй этап (1991–2011) оказался для редкоземельной промышленности страны разрушительным. Производство практически прекратилось, если не считать Соликамский магниевый завод (не более 1000 тонн РЗО/год). Завод «Силмет» продолжал успешно работать, но уже в составе Эстонии, используя при этом российское сырье (РЗЭ из лопарита), поставляемое с СМЗ, а в 2011 году завод был продан американской фирме Molycorp. Завод МЗП, Опытный завод «Гиредмет» (г. Пышма, Россия), ПХЗ (Украина), ПГМК (Казахстан) прекратили выпуск редкоземельной продукции.
ТРЕТИЙ ЭТАП - ВОЗРОЖДЕНИЕ ОТРАСЛИ
Возрождение редкоземельной технологической науки началось в 2011 году, когда директором ВНИИХТ был назначен Геннадий Александрович Сарычев. Учеными ВНИИХТ была создана Программа по возрождению редкоземельного производства России, которую утвердило Правительство РФ. И сейчас этот период продолжается, восстанавливаются и модернизируются старые производства. Отрасль обучает новые кадры. И возможно, редкоземельное направление найдёт новые пути развития с учётом современных тенденций защиты экологии и окружающей среды.
Как ни странно, но пока Россия находится на 4 месте по добыче и переработке редкоземельных элементов.
В наше время редкоземельные элементы используют в различных отраслях техники - в радиоэлектронике, приборостроении, атомной технике, машиностроении, химической промышленности, в металлургии и др. Широко применяют La, Ce, Nd, Pr в стекольной промышленности в виде оксидов и других соединений - эти элементы повышают светопрозрачность стекла. Редкоземельные элементы входят в состав стёкол специального назначения, пропускающих инфракрасные лучи и поглощающих ультрафиолетовые лучи, кислотно и жаростойких стёкол.
Большое значение получили редкоземельные элементы и их соединения в химической промышленности, например, в производстве пигментов, лаков и красок, в нефтяной промышленности как катализаторы. Редкоземельные элементы применяют в производстве некоторых взрывчатых веществ, специальных сталей и сплавов, как газопоглотители. Монокристаллические соединения редкоземельных элементов, а также стёкла применяют для создания лазерных и других оптически активных и нелинейных элементов в оптоэлектронике. На основе Nd, Y, Sm, Er, Eu с Fe-B получают сплавы с рекордными магнитными свойствами для создания постоянных магнитов огромной мощности, по сравнению с простыми ферросплавами.
Потребление редкоземельных металлов в России сейчас составляет порядка 2000 тонн в год. Это огромные цифры. Примерно 70 % используется в электронике, несколько сотен тонн в год также необходимо для выпуска катализаторов для нефтепереработки, меньшее количество применяется при производстве магнитов и в оптике.
Около 1/4 части редкоземельных металлов в России используется для производства продукции гражданского назначения, остальное — для выпуска изделий военно-технического назначения.
Максим Новиковский
МОЙ ВК ТУТ
МОЙ ТЕЛЕТАЙП ТУТ
МОЙ ТЕЛЕГРАМ КАНАЛ ТУТ
МОЙ КАНАЛ ЯНДЕКС ДЗЕН ТУТ
НА МОЙ ЖЖ ТУТ
МОЙ ОК ТУТ
МОЙ ПРОЕКТ ДЛЯ ТЕХ, КТО ХОЧЕТ ПОХУДЕТЬ, КАК Я НА 46 КГ - ТУТ
Всем спасибо за просмотр! Ставьте лайк и подписывайтесь на канал. Дальше будет красивее, интереснее, увлекательнее и мистичнее.
#наука #физика #геология #минералогия #радиация #руда #редкоземельныеметаллы #ссср #магнит #максимновиковский #яндекс #дзен #история #славский