Интересное
Редкоземельные металлы: что это такое простыми словами и зачем они нужны
Содержание
Металлы, которые относятся к списку редкоземельных, вошли в публичную повестку несколько месяцев назад — тогда же активно стало обсуждаться и то, что Россия входит в пятёрку мировых лидеров по запасам этих элементов. На самом деле редкоземы нам встречались ещё как минимум в школе — все они есть в таблице Менделеева. Добывать их дорого и тяжело, но без них не получится производить высокотехнологичное оборудование и аппаратуру для ключевых отраслей экономики. Расскажем про редкоземельные металлы: что это простыми словами и где используются.
Что такое редкоземельные металлы и их роль в промышленности
Редкоземельные металлы (РЗМ) — это группа из 17 химических элементов: в список входят 15 лантаноидов, плюс сюда же относятся скандий и иттрий. Сырьё считается стратегическим, потому что играет ключевую роль в ряде отраслей, включая электронику, ядерную энергетику, металлургию и медицину.
История открытия
Впервые РЗМ обнаружил в 1794 году финский химик Юхан Гадолин, исследуя образцы руды в Швеции, недалеко от Иттербю. В ходе работы он нашёл неизвестный доселе элемент, который назвал иттрий. Спустя пять лет список расширился, когда химик Мартин Клапрот открыл церий, получивший имя в честь древнеримской богини плодородия и урожая Цереры. Позднее и другие учёные начали изучать минералы и руду, в которых в итоге были найдены металлы, которые сегодня относятся к редкоземельным.
Большой вклад в науку внесли физики Нильс Бор и Генри Мозли — они прояснили положение РЗМ в периодической таблице.
Состав группы РЗМ: классификация и ключевые элементы для промышленности
Не нужно путать список редкоземельных металлов с редкими: вторые тоже мало распространены или рассеяны в земной коре. Но всё же их больше, поэтому они относятся к другой группе. Редкие элементы чаще «на слуху» — например, титан, литий и вольфрам.
Редкоземельные металлы: список названий
Ключевые отрасли применения РЗМ
Согласно исследованию Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ, РЗМ и их соединения относятся к незаменимым материалам при производстве постоянных магнитов — на эту сферу приходится примерно треть всего добываемого в мире сырья. Такие магниты намного мощнее выпущенных из других материалов и широко используются в различных сферах, от электроники для медицины. Например, они незаменимы при производстве аппаратов МРТ.
Также в списке сфер использования редкоземельных металлов — добавление в полупроводниковые материалы. Потом из них изготавливают компоненты микроэлектроники. Также РЗМ относятся к списку необходимых элементов для выпуска постоянных магнитов, которые применяются для создания поездов на магнитной подушке. Они могут развить скорость до 600 км/ч — несколько лет назад такой прототип выпустили в Китае и анонсировали его как самый быстрый транспорт в мире. Поднебесная применяет технологию передвижения на электромагнитной силе два десятка лет, но в ограниченных объёмах.
Часто редкоземельные металлы добавляют к традиционным металлам и их сплавам: в список их преимуществ входит улучшение свойства железа, алюминия и других пород. Даже в небольшой концентрации они могут придавать материалам новые качества — увеличивать прочность или термоустойчивость. Редкоземельные металлы нужны для выпуска катализаторов, которые применяются в нефтепереработке или аппаратах очистки выхлопных газов.
РЗМ используют для легирования лазерных кристаллов, стёкол, твердотельных усилителей и других элементов лазера. Легированием называется процесс добавления в основной материал примесей для изменения первоначальных химических или физических свойств.
Некоторые другие отрасли — стекольная промышленность, выпуск автокомпонентов и аккумуляторных батарей для гибридных и электрических авто.
Как добываются редкоземельные металлы: особенности и сложности
РЗМ относятся к элементам, добычу которых простой не назовёшь: она дорогая и сложная: в природе они не встречаются в концентрированном виде в крупных месторождениях, а присутствуют в низкой концентрации только среди других элементов.
Список стран — лидеров по запасам РЗМ (на 2024 год):
Поэтому сначала приходится проводить геологическую разведку, чтобы определить запасы руд, которые относятся к содержащим редкоземельные элементы. Затем руда извлекается, особым образом очищается и обогащается для получения из неё редкоземов. Иногда к источнику РЗМ относятся обогащённые ими глины — подобные месторождения существуют в Китае. Ситуация осложняется не только тем, что РЗМ сложно извлечь, отделить от ненужных минералов и переработать: иногда в сырье бывает повышена концентрация радиоактивных урана и тория.
Почему редкоземельные металлы критически важны для промышленности
Они относятся к элементам, играющим ключевую роль в выпуске многих современных электронных устройств — их иногда называют «витаминами промышленности», потому что добавление РЗМ в сплавы или соединения улучшает физико-химические характеристики последних. Несмотря на то что при производстве редкоземы могут использоваться в небольших количествах, без них просто не получится изготовить функционирующий продукт. Заменителей или более простых аналогов для них нет — и вряд ли появятся в ближайшем будущем.
Нельзя забывать о геополитической стороне вопроса. Если посмотреть на промышленную карту, то сегодня на Китай приходится около 70% мировой добычи элементов из списка РЗМ. Так что эти металлы при желании могут использоваться как довольно простой, но эффективный инструмент экономического и политического давления. Собственно, подобный опыт уже есть: например, в апреле 2025 года СМИ сообщали, что Китай приостановил экспорт некоторых редкоземельных металлов в США на фоне торговых войн, начатых Дональдом Трампом. Пекин ввёл ответные пошлины, а заодно устрожил экспортный контроль в отношении семи редкоземов: в список попали самарий, гадолиний и тербий.
На РЗМ постоянно растёт спрос: к 2030 году он может увеличиться до 300%. К главным драйверам относится развитие робототехники, электротранспорта, электроники и ветроэнергетики. РЗМ — ключевой элемент в создании мощных и компактных магнитов, которые необходимы для ветряных турбин и двигателей электромобилей. Кроме того, без них невозможно представить современную электронику: здесь целый список, от ярких экранов смартфонов до сложных компонентов в высокотехнологичном оборудовании.
В России магниты с РЗМ также применяются при изготовлении двигателей для электротранспорта: за 2022—2023 годы в нашей стране выпустили 9500 таких автомобилей — правда, в основном с китайскими комплектующими. Но к 2035 году с конвейера должно сходить уже свыше 500 000 электромобилей и электробусов. Если планы правительства сбудутся, это даст импульс к развитию отечественной добычи и переработке редкоземов. Также к дополнительному фактору спроса относится оборонно-промышленный комплекс.
Редкоземельные металлы в России
Россия входит в пятёрку мировых лидеров по исследованным запасам РЗМ. По данным Роснедр, наша страна находится уже на втором месте в списке по минерально-сырьевой базе. Основной вызов в развитии этого лидерства — наличие специальных технологий для добычи и дальнейшей переработки РЗМ. Пока мы не обладаем ими в достаточных — промышленных — объёмах.
В Роснедрах считают, что Россия относится к странам с огромным сырьевым потенциалом. А вот успехи в разделении и производстве конечных элементов оставляют желать лучшего. «Виноваты» и недостаток технологий, и высокая конкуренция со стороны Поднебесной, которая доминирует на рынке. При этом этап переработки тоже не самый простой, и он крайне важен: выше уже упоминалось, что РЗМ отсутствуют в концентрированном виде и обычно обнаруживаются в рассеянном состоянии, вместе с другими элементами. В Роснедрах говорят, что Китай перерабатывает и коллективные концентраты — так называется порошок из нескольких РЗМ. За последние годы Поднебесная сумела выстроить полную технологическую цепочку, поэтому России придётся приложить усилия, чтобы угнаться за ней. В СССР существовал полноценный цикл производства, который распался после развала Союза.
Президент РФ Владимир Путин зимой 2025 года акцентировал, что страна должна нарастить добычу редкоземельных металлов, чтобы соответствовать динамике общемирового прогресса. А в апреле глава государства заявил, что наша страна продолжит активную геологоразведку в Арктике: на основе хорошей ресурсной базы планируется открыть в арктической зоне заводы для глубокой переработки сырья. Россия будет развивать не только добычу ископаемых, но и элементов из списка РЗМ, а для будущих инвестиционных проектов разработают пакет льгот — налоговые преференции, иные меры поддержки.
По данным Минприроды, из 17 видов РЗМ в нашей стране добывают 15, а разведанные запасы составляют 28,5 млн тонн. К 2030 году мы планируем увеличить выпуск редкоземов в 8 раз и сократить долю импорта до 15%.
Запасы редкоземельных металлов в России сосредоточены в 18 месторождениях. Если посмотреть на карту, это зачастую регионы с достаточно суровым климатом: крупнейшими считаются Ловозерское в Мурманской области и Томторское в Якутии. Ловозерский горно-обогатительный комбинат — пока он единственный в стране относится к предприятиям по добыче РЗМ. В 2023 году он перешёл под контроль «Росатома», а в список его достижений входит обогащение лопаритовой руды, выступающей источником многих редкоземов.
Страны — лидеры по добыче редкоземельных металлов
Китай
Занимает первое место по запасам редкоземельных металлов, согласно данным на 2025 год. Запасы оцениваются в 44 млн тонн, а годовое производство — около 270 000 тонн. Это связано с тем, что только в Китае находятся единственные в мире месторождения тяжёлых редкоземельных элементов. Китай добывает 70% продукции, разделяет 90% мировых мощностей по производству тяжёлых редкоземельных элементов. На рынке Китай занимает 85% по производству металлических сплавов, а производство спечённых магнитов NdFeB — 92%.
В начале 2025 года в провинции Юньнань открыли крупное месторождение редкоземельных металлов. По предварительным оценкам запасы составляют 1,15 млн тонн и содержат неодим и диспрозий, тербий и празеодим. Ожидается, что открытие укрепит позицию лидера на рынке редкоземельных металлов.
Бразилия
Преимущество Бразилии в том, что на её территории расположены месторождения как лёгких, так и тяжёлых редкоземельных элементов. Например, месторождения диспрозия и тербия. Благодаря этому факту в последние годы с Бразилией активно сотрудничают многие страны.
Годовое производство редкоземельных элементов в Бразилии — около 80 тонн. Главное преимущество страны — географическое положение, которое даёт возможность избежать долгих перевозок из Азии и реализовывать прямые поставки в Европу и США через Атлантику. Экономический потенциал редкоземельных металлов Бразилии довольно высок: оксид неодима продаётся до 75 000 долларов за тонну, тогда как железная руда стоит около 120 долларов за тонну. Это способствует росту прибыли более чем в 600 раз. Такое развитие событий в перспективе может снизить зависимость Бразилии от традиционных сырьевых товаров, разнообразить экспорт и даже изменить экономическую модель.
Индия
Здесь собраны запасы редкоземельных металлов в 6,9 млн тонн, но в 2025 году страна производит всего лишь 1% редкоземельных металлов от общего числа на мировом рынке. Это связано с нехваткой передовых технологий в области разделения и очистки. Также в Индии не хватает квалифицированных кадров в сфере добычи и переработки редкоземельных металлов. Нужна более развитая инфраструктура в регионах добычи.
В 2025 году Индия запустила Национальную миссию по критически важным минералам, которая направлена на обеспечение независимости от поставок редкоземельных металлов в условиях ограничений со стороны Китая.
Австралия
В стране сосредоточено 5,7 млн тонн запасов редкоземельных металлов. Около 8% мирового производства поступает отсюда. На сегодняшний день Австралия вынуждена отправлять редкоземельные металлы на переработку в Китай из-за нехватки собственных мощностей.
ТОП-10 стран по запасам редкоземельных металлов, миллион тонн
Источник: Naked science
Страны с известными запасами редкоземельных металлов в 2024 году
Источник: MetalResearch
Будущее РЗМ в мировой промышленности
РЗМ играют важную роль в современных технологиях, и в ближайшие годы можно ожидать увеличения объёмов рынка за счёт того, что спрос на высокотехнологичные продукты тоже будет только расти. Например, редкоземельные металлы относятся к необходимым добавкам для производства магнитов, которые улучшают генерацию звука в мобильных гаджетах, помогают считывать и записывать данные на жёсткие диски. Понятно, что подобные устройства продолжат пользоваться стабильным спросом — а с ними и редкоземы.
По разным данным, в 2024 году объём мирового рынка РЗМ составлял от 7 до 12 млрд долларов. Но эксперты прогнозируют, что уже к 2030 году этот показатель составит 20 млрд долларов — как раз за счёт спроса на высокотехнологичную технику. Скорее всего, мы не увидим активного развития отрасли в США и ЕС, поскольку добыча и переработка элементов из списка РЗМ обычно сопряжена с загрязнением окружающей среды — и это накладывает свои ограничения.
При этом, несмотря на то что сейчас Китай относится к бесспорным лидерам, его добывающая промышленность не сумеет в полной мере удовлетворять спрос — и начнёт отставать от требований рынка. Этой ситуацией вполне может воспользоваться Россия: недра Арктики способны закрыть не только наши внутренние потребности, но и вывести отечественное сырьё на мировые площадки.
Главное по тексту
Редкоземельные металлы трудно и дорого добывать и обрабатывать — они не встречаются в концентрированном виде, а только в составе других элементов. Тем не менее без них нельзя представить многие области промышленности — от ядерной энергетики до автомобилестроения. Россия входит в пятёрку стран по разведанным запасам РЗМ, а Роснедра в 2025 году утверждают, что мы уже на втором месте.