Шестьдесят семь лет назад выпускники Ленинградского Горного университета обнаружили на северо-западе Якутии гигантское месторождение стратегических металлов. Нигде до сих пор на планете не найдено аналогов этим запасам. Однако миллионы тонн ценного сырья, в котором нуждается весь мир, все еще ждут своего часа под землей.
Чтобы добраться от Якутска до одного из крупнейших в мире месторождений редкоземельных металлов Томтор, необходимо преодолеть расстояние более 2 тысяч километров. К югу от побережья моря Лаптевых сосредоточены 154 млн тонн руды, по содержанию полезных компонентов не имеющей аналогов в мире.
Основу руды Томторского месторождения составляют три главных минерала — пирохлор, монацит и крандаллиты. Монацит выполняет роль природного концентратора. Он накапливает в своей структуре легкие редкоземельные металлы. В рудах Томтора этот минерал присутствует в виде ультрамелких кристаллов размером около 50 нанометров. Увидеть образцы монацита можно в Горном музее Санкт-Петербургского Горного университета, где собрана одна из наиболее полных коллекций рудных богатств России.
По оценкам специалистов, в руде Томторского месторождения на участке Буранный сосредоточено 0,7 млн тонн оксида ниобия и 1,7 млн тонн редкоземельных оксидов. Количество ниобия в якутских недрах в среднем в 2,5 раза больше, чем в самых богатых месторождениях Бразилии и Канады. Содержание редкоземельных элементов в 10 раз выше, чем на остальных месторождениях страны. Среди них иттрий, скандий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий. Такие показатели делают запасы Томтора не только самыми богатыми с точки зрения содержания в руде редкоземельных металлов, но еще и крупнейшим непроизводящим проектом ниобия в мире.
В наше время применение ниобия охватывает несколько высокотехнологичных отраслей. Так, до 90 % металла идет на легирование сталей. Добавка от двух до пяти сотых долей процента ниобия в низколегированные стали позволяет изготавливать магистральные трубопроводы, способные выдерживать экстремально низкие температуры и нагрузки в зоне вечной мерзлоты, а также устранять коррозию и защищать сварные швы от разрушения.
В составе суперсплавов на основе никеля, кобальта и хрома ниобий обеспечивает устойчивость к окислению и жаропрочность до 1100–1250 градусов по Цельсию. Такие параметры необходимы для деталей авиационных и ракетных двигателей, а также лопаток газовых турбин. Кроме того, этот металл является ключевым материалом для сверхпроводящих сплавов, например, с титаном и цирконием. Такой материал используют в мощных магнитах для медицинского диагностического оборудования. В атомной энергетике ниобий слабо взаимодействует с ураном до 900 градусов по Цельсию, что позволяет использовать его для защитных оболочек тепловыделяющих элементов.
На Томторском месторождении на сегодняшний день ведутся геологоразведочные и научно-исследовательские работы, при этом полномасштабная промышленная добыча пока не начата. Эксперты прогнозируют, что разведка арктического месторождения может вывести Россию на лидирующие позиции по запасам редкоземельных элементов в мире. Среди факторов, препятствующих началу добычных работ здесь, выделяются несколько направлений. Во-первых, недостаток инвестирования. Во-вторых, расположение объекта в Арктической зоне, где отсутствуют дороги, энергетика и портовая инфраструктура. В-третьих, необходимость наличия технологий для переработки типа руд, слагающих месторождение.
Материал подготовлен совместно с Международным центром компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО.