Под занавес своего существования СССР производил в год около 8,5 тыс. тонн редкоземельной продукции и занимал третье место в мире по производству и экспорту редкоземов. Это достижение стало возможным лишь потому, что советская научная школа и промышленность действовали в согласованной кооперации. Распад страны в 1991 году стал приговором для всей отрасли, независимо от нахождения в какой-либо республике.
Редкоземельные металлы часто называют "витаминами промышленности", потому как их присутствие в сплавах и электронных устройствах кардинально меняет качество продукции.
Первая находка. В 1787 году шведский геолог-любитель Карл Аррениус увидел в карьере у деревни Иттербю черный блестящий камень. Он поднял его, забрал себе и назвал иттербрит в честь той деревни. Считается, что именно эта находка положила начало эпопеи с редкоземельными металлами.
Через семь лет другой швед, Юхан Гадолин, исседуя этот камешек, нашел в нем несколько металлов, в том числе оксиды кремния, железа, магния, но самое интересное, что в минерале была неизвестная примесь, которую он назвал иттреиевой землей. В ученом мире тех лет "землями" именовали тугоплавкие плотные плотные оксиды металлов. Позднее химики привыкли называть эти оксиды редкоземельными и щелочноземельными металлами.
Открытие Гадолина вызвало интерес в научном мире. Немецкий химик Мартин Клапрот разделил иттриевую землю на две составляющие: иттербритовую и цетриевую, в которой был обнаружен еще один элемент -цетрий. Периодическая система элементов Менделеева стала активно пополняться. К 1907 году уже было получено 16 редкоземельных металлов, а 17-ый был открыт только в 1947 году. Это еще раз показало насколько сложен процесс получения редкоземельных элементов. Все 17 их видов имеют серебристо серый цвет и сходные химические свойства. Несмотря на название, эти металлы довольно распространены в природе, они более распространены чем свинец, медь, золото и олово, но вот концентрация крайне низка. В составе минералов эти элементы перемешаны с другими, а процесс разделения довольно сложен и затратен. Да, извлекать редкоземы было трудно, но и существенного спроса на них до конца ХХ не было.
Со всего Советского Союза. Пристальное внимание на эти элементы советские ученые обратили после Великой Отечественной войны, в условиях разработки новых видов ядерного оружия. Огромную роль в создании новых технологий сыграли легендарный министр среднего машиностроения Ефим Славский и министр цветной металлургии Петр Ломако.
Ефим Павлович Славский был удивительным человеком с удивительной судьбой. Сын еврейского солдата, он принял революцию и отвоевал бок о бок с Будённым. После войны Ефим Славский создал в СССР атомную империю - его изгнали из неё после аварии на Чернобыльской АЭС, которую специально устроили какие-то враги страны. Невероятно, но именно заинтересованность ядерных физиков в редкоземах привела к тому, что их производством занималось не министерство цветной металлургии, а министрество среднего машиностроения. Применялись эти элементы и в космической отрасли. Лантан, церий, неодим и празиодим повышали прозрачность стекла и использовались для улучшения качества объективов фотоаппаратов. Добавки других редкоземов делали стекло прозрачным для инфракрасного и ультрафиолетового участков спектра. Другие элементы этой группы применялись в производстве магнитных сплавов.
В СССР насчитывалось несколько крупных месторождений редкоземов: Ловозерское в Мурманской области, Кутессай в Киргизии и Меловое в Западном Казахстане. Последнее начали разрабатывать еще в начале 1960-х гг.
Интересно, что редкоземы и фосфор здесь извлекались попутно, т.к. главным элементом добычи был уран. Меловое считалось богатым по составу редкоземельных элементов месторождением. Концентрация иттрия в местной руде достигала 18%, а европия - 0,8%.
Переработка руды велась на трех предприятиях. Сначала на Прикаспийском горно-металлургическом комбинате руду обогащали, получая концентрат. После чего он поставлялся на Приднепровский химический завод (Днепродзержинск, УССР). Уже там осуществлялось его переработка по сорбционно-экстракционной схеме.
Взлет и падение. Полученная в Днепродзержинске цезиевая группа, направлялась на производство катализаторов крегинга и нефти, а европий-иттриевая, получившая название СТР - на Московский завод полиметаллов для дальнейшего разделения, где после упаривания и корректировки состава концентраты подвергались разделению по диспрозию на среднюю и тяжелую группы в системе. На выходе в МЗП получали несколько видов оксида европия: ЕвО - 1, 2 и 3. До 1984 года эти оксиды поставлялись на мировой рынок, где несмотря на высокую цену: 1000$ за кг, их охотно приобретали представители США, Японии, ФРГ. Во второй половине 80-х поставки советского европия на мировой рынок были сокращены в связи с возрастающими внутренними потребностями. Растворы средней группы после выделения европия направлялись на дальнейшее разделение с целью получения самария и гадолиния. В рафинаде получался гадолиневый продукт с содержанием 8% самария. После очистки из рафинада осаждали оксалат гадолиния, который после прокалки давал товарный оксид гадолиния марок ГдО - 5 и 6. Из реэкстрактов получали самариевый концентрат, затем в каскаде из 70 центробежных экстракторов выделяли самариевый продукт, который использовали для получения самарий-кобальтовых магнитов.
Полученный на предприятиях советской промышленности оксид иттрия применялся для изготовления люминофоров (несущие свет) внутри страны и за рубежом. Годовое производство оксида иттрия только на МЗП к концу 80-х составило 120 тонн в год, из которых до 50% шло на экспорт. При этом на других трех заводах Средмаша перерабатывалось 1500 тонн редкоземельных металлов.
К 1991 году СССР суммарно получал 8500 тонн редкоземов в год. Но после распада страны предприятия, расположенные, кроме РСФСР, в Казахстане, Киргизии, Эстонии и Украине, оказались неспособны сохранить производственные связи. В итоге добыча и переработка редкоземов упала практически до нуля.
XXI век стал веком использования редкоземов. Так, неодим позволяет создавать магниты, которые в 10 раз мощнее обычных. Европий необходим для корректной цветопередачи на экранах. МРТ не могут работать без гадолиния. Неудивительно, что в 2025 году США в лице Трампа нацелились на получение контроля над украинскими месторождениями редкоземов. В условиях экономической войны с КНР, производителем 90% всех редкоземов в мире, украинские концентраты смогут стать для американцев палочкой-выручалочкой.