Редкоземельные металлы что это такое: Редкоземельные элементы и минералы что это такое, полный перечень и описание

Редкоземельные металлы: список названий, запасы, свойства

Редкоземельные металлы – группа из 17 химических элементов таблицы Менделеева. Они обладают одинаковым строением атомов, а также имеют схожие химические и физические свойства. Редкоземельные элементы применяются в различных промышленных сферах: в радиоэлектронике, атомной энергетике, машиностроении, химической промышленности и металлургии.

Металлы, составляющие группу редкоземельных

По состоянию на 2019 г., в список редкоземельных металлов входят следующие химические элементы:

1. Скандий: назван в честь Скандинавии.
2. Иттрий: получил наименование в честь населенного пункта Иттербю, расположенного на территории современной Швеции.
3. Лантан: в переводе с греческого языка наименование этого элемента означает «таинственный, скрытный».
4. Церий: назван в честь римской богини Цереры и одноименной карликовой планеты в солнечной системе.
5. Празеодим: в переводе с греческого языка наименование этого элемента обозначает «зеленый близнец».
6. Прометий: назван в честь древнегреческого мифического персонажа Прометея.
7. Неодим: в переводе с греческого языка означает «новый близнец».
8. Самарий: получил наименование в честь минерала самарскит.
9. Европий: назван в честь одноименной части света.
10. Гадолиний: получил наименование в честь финского химика Юхана Гадолина.
11. Диспрозий: в переводе с греческого языка наименование этого элемента означает «труднодоступный».
12. Гольмий: назван в честь столицы Швеции – Стокгольма.
13. Эрбий: получил наименование в честь шведской деревни Иттербю.
14. Лютеций: назван в честь старинного названия столицы Франции, используемого древними римлянами.
15. Иттербий: получил наименование в честь населенного пункта Иттербю.
16. Тулий: получил наименование в честь сказочного острова Туле, описанного в скандинавской мифологии.
17. Тербий: назван в честь деревни Иттербю.

Термин «редкоземельные» образован от словосочетания «редкие земли». Он объединяет химические элементы по следующим признакам:

1. Вещества редко встречаются в естественной среде. В нынешнее время только 2% редкоземельных металлов добываются в земной коре. Извлечение металлов в большинстве случаев осуществляется из отходов производства минеральных удобрений. Добыча осуществляется с применением инновационных технологий.
2. При взаимодействии с кислородом элементы образуют тугоплавкие, нерастворимые оксиды, называемые «землями».
3. Представляют собой серебристо-белые металлы, тускнеющие при взаимодействии с воздухом в результате образования оксидной пленки.

Редкоземельный металл лантан является одним из самых дорогих химических элементов. При взаимодействии с алюминием он образует вещества с повышенной интенсивностью поглощения углерода и азота. Благодаря низкой активности по отношению к h3, его можно применять для изоляции водорода от окружающих газов.

 

Редкоземельные соединения отличаются между собой по химической активности. Этот параметр возрастает от скандия до лантана. До лютеция химическая активность снижается до минимальных значений. Это явления обусловлено постепенным снижением расстояния между атомами и энергетическими уровнями. В научной литературе редкоземельные металлы имеют следующие обозначения:

1. TR: аббревиатура, обозначающая “редкие земли” (Terrae rarae).
2. REE: сокращение английского словосочетания Rare-earth elements (редкоземельные элементы).
3. REM: сокращение английского словосочетания Rare-earth metals (редкоземельные металлы).

В российских учебниках редкоземельные элементы обозначаются аббревиатурами РЗЭ или РЗМ.

История открытия редкоземельных металлов

Впервые редкоземельные металлы были изучены финским химиком Юханом Гадолином в конце XVIII столетия. В 1794 г. ученый во время изучения рудных образцов, найденных вблизи деревни Иттербю, открыл “редкую землю”, названную иттриевой. В начале XIX в. немецкий химик Мартин Клапрот создал первую классификацию редкоземельных соединений. Он раздел эти элементы 2 группы: иттриевые и цериевые.

 

Спустя несколько десятилетий шведский химик Мосандер выявил наличие новых редкоземельных металлов. В 1840-х г. ученый выделил из образцов “редких земель” окись церия, тербиевую и эрбиевую земли. К концу XIX столетия в мире было открыто 16 редкоземельных элементов. В XX в. был открыт последний редкоземельный металл — прометий. Ее исследованием занимались русские химики Маринский и Гленделин. На основе их экспериментов были проведены опыты по использованию осколков деления атомов урана в ядерном реакторе. По состоянию на 2019 г. группа редкоземельных металлов состоит из 17 химических соединений. В таблице Менделеева они расположены в ячейках 21, 39 – 57, 57 – 61.

Запасы редкоземельных элементов

Общее количество по массе редкоземельных металлов в природе составляет не более 0,02%. Чаще всего в недрах Земли находятся церий, лантан и неодим.

Наименее распространенным соединением является Европий. Ее процентное содержание в недрах Земли составляет не более 0,0013% от его общей массе.

 

В мире редкоземельные металлы находятся в 240 минеральных веществах: фторидах, силикатах и фосфатах. 62 минерала используются в качестве промышленного сырья: монацит, апатит, бастнезит и эвксенит. Процентное соотношение РЗЭ в составе минеральных веществ неодинаково. В бастнезитах содержатся преимущественно представители цериевой подгруппы, в апатитах – иттриевой. Редкоземельные элементы содержаться в естественной среде совместно, образуя сульфиды или галоидные соединения. Валентность веществ составляет не более 3+. В природе церий может образовывать четырехвалентные соединения, что обусловлено особенностями строения его электронной оболочки. Основные запасы редкоземельных металлов содержатся в следующих странах:

• США: 13000000 т;
• Австралия: 1600000 т;
• Бразилия: 36000 т;
• Китай: 55000000 т;
• Индия: 3100000 т;
• Малайзия: 30000 т.

В России 90% редкоземельных элементов импортируется из других стран. Это обусловлено тем, что на российском рынке наблюдается низкий спрос на данные соединения. Из-за развития научно-технического прогресса наибольшее количество редкоземельных ресурсов потребляется развитыми странами Европы и Северной Америки.

Добыча

Добыча редкоземельных металлов из отходов фосфорных удобрений является одной из самых инновационных технологий. Наличие в породном отвале большого количества гипса обуславливает высокую водостойкость и механическую прочность сырья. Эта технология извлечения РЗМ позволяет добыть до 800 000 ценных химических элементов и утилизировать отходы при производстве фосфорных удобрений. Она представляет собой замкнутый цикл. В результате переработки минеральных удобрений выделяются строительный гипс и оксиды редкоземельных металлов: неодима, тербия, церия, диспрозия, празеодима и лантана.

Существуют 3 метода переработки отходов от производства удобрений:

1. Разложение материала с помощью плавиковых или серных кислот: позволяет удалять из веществ оксиды азота в процессе реакции обмена.
2. Хлорирование: атомы неметаллов сменяются на хлор в результате химической реакции замещения.
3. Сплавление гидроксидами, растворимыми в воде: в результате реакции гидролиза из РЗМ удаляются сульфированные поверхностно-активные вещества.
4. Химическое восстановление кальцием: осуществляется в бескислородной среде или в атмосфере аргона. Эта процедура позволяет избавиться от самых прочных химических окислов.

В результате образуется хлориды, сульфаты и оксиды, из которых извлекаются редкоземельные соединения. Для очистки РЗЭ от примесей используются технологии вакуумного переплава или дистилляции.

 

Наибольшее количество РЗМ добывается на территории США, Канады, Австралии и КНР. С 2010 г. спрос на эти химические соединения растет во многих индустриальных отраслях: машиностроении, электронике, ядерной энергетике и химической промышленности. Одним из крупнейших месторождений редкоземельных металлов является Bayan Obo, расположенное в Китае. Здесь содержится 44 млн. оксидов. Китай экспортирует сырье во многие страны Европы, Азии, Северной Америки и Африки. С 2010 г. КНР сокращает экспорт РЗМ, что связано с ростом потребления на внутреннем рынке. В результате во многих странах возникла физическая нехватка редкоземельных ресурсов. В Российской Федерации добыча РЗМ из горных пород является нерентабельным занятием, что обусловлено низким потреблением этих металлов. Наибольшее количество редкоземельных элементов используют государственная корпорация “Ростехнологии” и предприятия оборонной промышленности. В России РЗМ добываются на территории Мурманской области и Республики Саха (Якутии). В данных регионах находятся крупнейшие месторождения редкоземельных металлов: Ловозерское и Томторское.

С 2016 г. в РФ действует госпрограмма по созданию отраслевых предприятий, обеспечивающих российскую промышленность редкоземельными элементами. Она позволила улучшить методы добычи РЗМ и ликвидировала зависимости экономики России от импортных материалов.

Свойства редкоземельных металлов

Редкоземельные металлы имеют серебристый или желтый окрас. Они поддаются механической обработке и проводят электрический ток. Свойства РЗМ могут изменяться при переходе веществ из металлического состояния в парообразное. При высоком давлении и большой разнице в энергии атомные радиусы уменьшаются, что приводит к увеличению плотности простых веществ.

Физические свойства

Плотность РЗЭ составляет 6000–7000 кг/м³. Температура плавления вещества равняется 900 °С. Переход веществ в газообразное состояние осуществляется при температуре от 3500 °С. Наибольшим захватом тепловых нейтронов обладают гадолиний, самарий и европий. При нагревании до высоких температур элементы становятся пластичными и легко поддаются прокатке или ковке. РЗМ обладают магнитными свойствами. Они относятся к классу парамагнетиков. Магнитная восприимчивость соединений зависит от их температуры. Гадолиний, Диспрозий и Гольмий располагают ферромагнитными свойствами. Они могут увеличить свое магнитное поле в несколько раз при нагреве до критических температур. В естественной среде большая часть редкоземельных металлов являются сверхпроводниками. Переход сверхпроводящее состояние осуществляется при охлаждении веществ до температуры -268,15 °С. Величина данного показателя зависит от избыточного давления.

Механические свойства

Механические свойства РЗЭ находятся в зависимости от количества примесей, содержащихся в веществе: кислорода, серы, азота и углерода. Ими обладают большинство представителей иттриевой и цериевой подгрупп. Чистые металлы, в которых содержится меньше 1% примесей, имеют твердость 500 Мпа. Этот показатель зависит от температуры химического соединения. При охлаждении вещества до 800 °С твердость элемента составляет 30 МПа. Если понизить температуру вещества до 550 °С, то оно полностью размягчится, что обусловлено полиморфным превращением.

 

При температурах 20-800 °С повышается пластичность редкоземельных металлов. Во время нагревания внутренняя структура элементов переходит на кубическую модификацию. Во время растяжения РЗМ полностью разрушаются при давлении в 150 Мпа. При более низких значениях этого показателя соединения деформируются. Удельное растяжения металлов составляет не менее 12%.

Химические свойства

При взаимодействии с молекулами кислорода РЗЭ покрываются тонкой оксидной пленкой, защищающей металлы от физических деформаций и воздействия иных химических элементов. При высокой влажности вещества начинаются окисляться с большей интенсивностью и превращаются в щелочи. Данный химический процесс осуществляется при температурах до 250 °С. При дальнейшем нагревании в кислородной среде металлы начнут окисляться с выделением большого количества тепловой энергии. Наибольшей реакционной способностью располагают скандий и иттрий. При нагревании до 400 °С они вступают в реакции с водородом, образуя гидриды. Полученные вещества имеют высокую плотность и могут взаимодействовать с солями.  Церий обладает свойством пирофорности. При разрезании этого элемента на воздухе образуется множество искр. В этом случае выделяется до 220 ккал тепла.

 

Степень окисления редкоземельных соединений равняется +3. Поэтому эти способы образовывать тугоплавкие, твердые и крепкие оксиды. При взаимодействии с водой РЗМ образуют малорастворимые гидроксиды. Растворимость элементов зависит от ряда активности и свойств амфотерности. Из-за высокой активности металлов, соли редкоземельных соединений быстро растворяются в сильных кислотах, относящихся к минеральной группе химических веществ. При взаимодействии РЗМ с неметаллами VI – VII групп получаются галогены. РЗЭ могут вступать в реакцию с селеном, бромом, йодом при нагревании. Они инертны к большинству растворимых гидроксидов.

Применение редкоземельных металлов

Редкоземельные металлы нашли применение в следующих областях:

1. Производство винчестеров и звуковых динамиков.
2. Изготовление фотокамер, телескопических объективов, проекторов, приспособлений для студийного освещения и аккумуляторов.
3. Переработка сырой нефти.
4. Разработка усиленных металлов и стекол, применяющихся в авиационных моторах и защитных масках для строителей.
5. Создание жидкокристаллических дисплеев, аппаратов для МРТ, рентгеновских систем, энергосберегающих ламп и ядерных реакторов.

Также РЗЭ используются для изготовления добавок и эмалей, необходимых для модификации материалов. Они улучшают пластичность и прочность сырья, что увеличивает срок службы различных аппаратов и металлических устройств. Благодаря повышенной скорости поглощения окисей углерода и азота, РЗМ могут применяться в водородных тиратронах в качестве изолирующего материала. Применение редкоземельных элементов оказывает негативное влияние на экологию планеты. В результате добычи и производства РЗЭ в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ и токсинов, включая углерод.

В настоящее время разрабатываются технология определения токсичности РЗМ при помощи биотестирования. Ученые создают биосенсоры, определяющие влияние металлов на организм человека при помощи специальных биосенсоров. При изготовлении тестовых приспособлений используются экологически чистые материалы: Paramecium Bursaria и водоросли Chlorella.

Редкоземельные металлы

Редкие и редкоземельные металлы получили свое название из-за их небольшой массовой доле в структуре земной коры по сравнению с другими элементами. Это название впервые было озвучено в начале XIX века, когда месторождения были еще не до конца разведаны. В итоге оказалось, что металлы данной группы отнюдь не являются настолько редкими, как считалось ранее. Но название уже крепко вошло в литературу и научную терминологию, поэтому менять его не стали.

 

Какие металлы отностясяк группе редкоземельных?

 

В группу входит 17 металлов, которые имеют сходные химические свойства. Например, все они образуют с кислородом трехвалентные оксиды, которые не растворяются в воде.

Редкоземельные металлы достаточно активные химические элементы. Особенно возрастает их активность при температуре свыше 300 градусов по Цельсию. В этих условиях они реагируют даже с чистым водородом, образуя двухатомные и трехатомные гидриды. Реакция горения данных металлов сопровождается выделением большого количества тепла в атмосферу.

Самый активный металл из данной группы — лантан. Его приходится хранить под слоем парафина, так как на открытом воздухе он мгновенно образовывает оксид. Редкоземельные элементы хорошо реагируют со всеми галогенами с образованием трехатомных соединений. Их гидроксиды очень плохо растворимы в воде. Соли редкоземельных металлов хорошо растворяются в кислотах.

 

 

Наименьшую температуру плавления имеет церий — 797 градусов по Цельсию, а наивысшую — лютеций — 1652 градуса по Цельсию. Эти же элементы являются наиболее и наименее распространенными среди всех металлов, входящих в группу.

 

Добыча редкоземельных металлов в мире

 

Лидером по добыче редкоземельных металлов является Китай. В этой стране ежегодно извлекается из недр около 100 тысяч тонн чистых элементов, что составляет более половины от общего количества, добываемого во всем мире. Основная часть запасов находится в районе Баян-Обо.

На втором месте по данному показателю идет США, производящее около 13% мировой продукции. Несмотря на столь скромный показатель, Америка располагает довольно внушительными запасами. Но она, в отличие от многих других стран не спешит разрабатывать свои месторождения, предпочитая импортировать сырье. Расчет ведется исходя из исчерпаемости природных ресурсов. С каждым годом их становится все меньше и меньше, а цена на них соответственно возрастает. Поэтому сейчас есть возможность покупать более дешевое сырье, а когда придет момент, можно будет продавать уже свое, но гораздо дороже. Отличная с экономической точки зрения политика.

Довольно большие запасы редкоземельных металлов и в России. По оценкам геологов на сегодняшний момент наша страна занимает по имеющимся запасам второе место в мире после Китая. Более 70% месторождений сосредоточено в Мурманской области, остальные приходятся на Республику Коми, Республику Сахи и Красноярский край. Пока что главным стратегическим сырьем для Российской Федерации являются нефть и газ. Основные силы добычной промышленности направлены именно на них. Но в дальнейшем, чем меньше будет их оставаться в недрах, тем более важное место будет занимать добыча редкоземельных металлов в России.

 

 

Запасы редкоземельных металлов в мире оцениваются в 110 миллионов тонн. По подсчетам ученых это примерно 80% из всех разведанных наземных месторождений. Около 48% приходится на Китай. Также последние исследования позволяют сделать предположение, что на дне мирового океана имеются огромные запасы редкоземельных металлов на уровне 80-100 миллиардов тонн.

Сейчас продолжаются дополнительные исследования данных фактов. Если они подтвердятся, это станет настоящим прорывом в отрасли. Но быстро наладить их добычу все равно не получится. На сегодняшний день не существует технологии, позволяющей вести разработку полезных ископаемых на огромной глубине. И могут понадобиться десятилетия на поиски наиболее эффективного и рентабельного метода освоения месторождений редкоземельных металлов под водой.

Как уже было сказано выше, основным игроком на рынке редкоземельных металлов является Китай. От него испытывают зависимость практически все остальные государства. Это позволяет диктовать свои условия, угрожая так называемой «сырьевой войной». Данный термин стал очень популярен в последнее время. И очень многие крупные экспортеры полезных ископаемых стали лоббировать свои интересы в мировой политике при помощи данного вида воздействия.

 

 

 

Так что развитые страны стараются вырваться из сырьевой зависимости и освоить альтернативные виды материалов. Еще 8 лет назад производство редкоземельных металлов в Китае удовлетворяло до 97% мирового рынка. Всего за 7 лет удалось отвоевать около 40% от указанной цифры. Но в ближайшее время не предвидится предпосылок для дальнейшего сохранения тенденции. Скорее всего, еще 10-15 лет Китай будет иметь около 60% доли рынка.

 

Особенности получения редкоземельных металлов

 

Извлечение редкоземельных металлов из земли в чистом виде не возможно. Это связано с их высокой химической активностью. В природных условиях они образуют многоатомные сложные соединения, входящие в состав горных пород. Всего на сегодняшний день известно около 250 минералов, содержащих в составе редкоземельные элементы. При этом не более 60 из них имеют промышленное значение. В остальных доля чистого металла составляет менее 5% и их переработка не рентабельна.

Металлы редкоземельной группы очень часто встречаются в одном и том же месторождении. Поэтому при поступлении сырья на завод редкоземельных металлов, сначала проводится исследование на процентное содержание различных элементов в минерале. Полученные результаты помогут определить, какой именно обработке подвергнуть сырье для получения максимальной экономической выгоды.

 

 

Получение редкоземельных металлов разделяется на несколько этапов. В первую очередь раскладывают на составные части сложные соединения. Для этого применяются реакции термического разложения. Они позволяют выделить двухатомные соединения металлов, которые подвергаются дальнейшей обработке. Наиболее часто проводят реакцию восстановления хлорида или фторида более активным металлом (кальцием, натрием, литием). Также используют процедуру электролиза, ионной хроматографии или экстракции.

Применение редкоземельных металлов охватывает многие отрасли промышленности. В стекольном производстве применяют оксиды лантана, церия, празеодима и неодима для повышения прозрачности стекла. Также при помощи металлов данной группы изготавливают термостойкие и невосприимчивые к воздействию кислоты стекла. Редкоземельные элементы входят в состав пигментов, применяемых в лакокрасочной промышленности. В автомобильном производстве лантан используется при производстве аккумуляторов для гибридных машин.

 

В военном деле вещества используются для изготовления взрывчатых веществ. На основе сплавов неодима, самария, иттрия, европия и эрбия производят сверхмощные постоянные магниты.Редкоземельные элементы в качестве присадок добавляют в некоторые виды сплавов для придания им необходимых свойств. В частности данные металлы придают материалу жаростойкость и повышенную защиту от воздействия коррозии. В чистом виде они практически не используются в виду своей дороговизны.

История и будущее редкоземельных элементов

История и будущее редкоземельных элементов

Что такое редкоземельные элементы и откуда они берутся?

Редкоземельные элементы — это 17 металлических элементов, расположенных в середине периодической таблицы (атомные номера 21, 39 и 57–71). Эти металлы обладают необычными флуоресцентными, проводящими и магнитными свойствами, что делает их очень полезными при сплавлении или смешивании в небольших количествах с более распространенными металлами, такими как железо.

С геологической точки зрения редкоземельные элементы не являются особенно редкими. Месторождения этих металлов находятся во многих местах по всему земному шару, причем некоторые элементы содержатся в земной коре примерно в таком же количестве, как медь или олово. Но редкоземельные элементы никогда не встречаются в очень высоких концентрациях и обычно находятся в смеси друг с другом или с радиоактивными элементами, такими как уран и торий.

Химические свойства редкоземельных элементов затрудняют их отделение от окружающих материалов и друг от друга. Эти качества также затрудняют их очистку. Современные методы производства требуют большого количества руды и производят большое количество вредных отходов для извлечения лишь небольшого количества редкоземельных металлов. Отходы технологических процессов включают радиоактивную воду, токсичный фтор и кислоты.
 

Посмотреть стенограмму >>

Наше более глубокое понимание уникальных свойств редкоземельных элементов привело к расширению их использования в современном обществе. Редкоземельные элементы являются компонентами многих известных технологий, включая смартфоны, светодиодные фонари и гибридные автомобили. Несколько редкоземельных элементов используются в нефтепереработке и атомной энергетике; другие важны для ветряных турбин и электромобилей; и более специализированные применения встречаются в медицине и производстве. Редкоземельные элементы стали критически важными для современной жизни, но наша зависимость от них по большей части незаметна для американских потребителей.

Открытие и коммерциализация редкоземельных элементов

Термин редкоземельных элементов был придуман, когда горняк в Иттербю, Швеция, в 1788 году обнаружил необычную черную породу. Эта руда была названа «редкой», потому что она никогда не видели раньше, и «земля», потому что это был геологический термин 18-го века для горных пород, которые можно было растворить в кислоте. В 1794 году химик Йохан Гадолин назвал эту ранее неизвестную «землю» иттрией в честь города, где она была обнаружена. Со временем шахты вокруг Иттербю добывали горные породы, которые давали четыре элемента, названных в честь города ( иттрий , иттербий , тербий и эрбий ).

Идентификация новых элементов была престижной, но спорной деятельностью для европейских химиков в 19 веке. Йонс Якоб Берцелиус выделил и назвал церий в 1803 году и торий в 1828 году. В 1839 году шведский химик Карл Густав Мосандер начал систематический анализ смешанных редкоземельных элементов, обнаружив и назвав лантана , эрбия 7 и0016 тербий . Во второй половине 19 века химики Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен разработали спектроскопию как метод идентификации элементов по спектру света. Большой проблемой в химии редкоземельных элементов — как тогда, так и сейчас — было найти способы их разделения.

Карл Ауэр фон Вельсбах был учеником Роберта Бунзена — изобретателя горелки Бунзена — в Гейдельбергском университете в Германии в 1880 году. Там Вельсбах начал работать с редкоземельными элементами. Как опытный химик-лаборант, он показал, что дидимий, считавшийся тогда элементом, на самом деле был сплавом двух редкоземельных элементов, которые он назвал 9.0016 неодим и празеодим . Когда Вельсбах обратил свое внимание на промышленные предприятия, он стал первым, кто разработал коммерческое использование редкоземельных элементов.

Бензиновая лампа с несгоревшим кожухом.

Etan J. Tal/Wikimedia Commons

Он понял, что свойства редкоземельных элементов накаливания могут быть полезными. («Накаливание» описывает свечение видимого света, испускаемого при нагревании материала.) Вельсбах разработал газовую колбу (лампу) с использованием материала накаливания, который излучал яркий свет и мог производиться серийно. К 1935 было произведено более пяти миллиардов мантий, но это изобретение создало проблемы: лампы было трудно зажечь, а груды редкоземельных отходов, оставшиеся после производства, были склонны к возгоранию. Вельсбах нашел способ сплавить или смешать эти редкоземельные отходы с железом, создав «кремневой камень», искрящийся при ударе, который он назвал ферроцерием. Этот материал широко использовался в зажигалках, а также в устройствах зажигания автомобилей. Руда для производства этих редкоземельных элементов поступала в основном из Бразилии, Индии и Северной Каролины, что создало первую международную торговлю редкоземельными элементами.

Редкоземельные элементы в атомную эпоху

Редкоземельные элементы приобрели новое научное, а затем и геополитическое значение благодаря достижениям в атомной физике в 20 веке.

Проблема отделения редкоземельных элементов от руды и друг от друга сделала неясным, сколько редкоземельных элементов может быть. В 1913 году британский физик Генри Мозли определил с помощью рентгеновской спектроскопии 15 элементов в ряду лантанидов (атомные номера от 57 до 71).

Редкоземельные элементы приобрели новый статус в 1939 году после того, как Отто Ган, Лиза Мейтнер и Фриц Штрассман открыли ядерное деление урана — открытие, приведшее к созданию атомной бомбы, — и определили редкоземельные элементы в продуктах деления. В Соединенных Штатах план создания атомной бомбы под кодовым названием «Манхэттенский проект» опирался на опыт ведущего американского химика по редкоземельным элементам Фрэнка Спеддинга для решения ключевой проблемы. Редкоземельные элементы были примесями, которые предотвращали цепную ядерную реакцию, поглощая нейтроны. Редкоземельные элементы необходимо было отделить и удалить в процессе очистки урана. В результате работы Спеддинга во время войны родилась Лаборатория Эймса в Университете штата Айова, которая сейчас является главным исследовательским центром правительства США по редкоземельным элементам.

Обучение использованию редкоземельных элементов

Стремление найти источники урана в Соединенных Штатах привело к разработке рудника Маунтин-Пасс в калифорнийской пустыне Мохаве недалеко от границы с Невадой. В то время как залежи урана и тория на руднике не оказались полезными, его месторождения редкоземельных элементов оказались полезными. В начале 1950-х годов горно-разделительный завод извлек европий , который использовался для производства красных люминофоров для недавно разработанной технологии цветного телевидения. Позже производство расширилось до церий , лантан , неодим и празеодим . Этот рудник, принадлежащий Molybdenum Corporation of America, или Molycorp, доминировал в мировом производстве и экспорте редкоземельных элементов примерно с 1960 по 2000 год. к огромному увеличению финансируемых государством исследований и разработок во многих областях, включая редкоземельные элементы. Исследователи ВВС США разработали самарий — кобальтовые магниты 1960-х годов. Этот материал сохранял свои сильные магнитные свойства даже в очень горячем состоянии, что позволяло создавать более мощные радиолокационные приборы. Советские металлурги использовали скандий , чтобы сделать алюминий более прочным и легким в 1980-х годах, что повысило характеристики истребителей МиГ-29. Лазерные исследования привели к разработке лазеров на иттриевом алюминиевом гранате, используемых для лазерных дальномеров или целеуказателей для управляемого оружия.

Корпоративные и промышленные исследования привели к созданию новых продуктов для потребителей, в которых использовались редкоземельные элементы. Исследования аккумуляторов в 1970-х и 1980-х годах привели к разработке никель-металлогидридных аккумуляторов, в которых использовался лантан и неодим . Эти батареи можно было многократно перезаряжать, сохраняя при этом много энергии по сравнению с их объемом (размером). Они стали популярными для использования в портативной электронике, такой как видеокамеры, в 1990-х годах и широко использовались в гибридных автомобилях, таких как Toyota Prius, выпущенный в 2001 году. Исследователи General Motors запатентовали неодим — железо-борные магниты в 1980-х годах и создали компанию Magnequench, которая производила легкие, мощные, постоянные магниты, используемые в электрических стеклоподъемниках и дверных замках, двигателях стеклоочистителей и электрических стартёрах двигателей. Magnequench вскоре нашел ценный рынок для продажи крошечных магнитов для жестких дисков компьютеров, поскольку персональные компьютеры получили широкое распространение в американских домах и офисах в 1990-х годах.

Использование редкоземельных элементов в электронике расширилось в 1990-х и 2000-х годах. В начале 1990-е годы Bell Labs разработала волоконный усилитель , легированный эрбием , для усиления сигнала в оптоволоконных кабелях. Эти небольшие устройства сделали возможной глобальную сеть длинных волоконно-оптических кабелей, которые снизили стоимость междугородних телефонных звонков и теперь передают интернет-данные по всему миру. Выпуск первого iPhone в 2008 году показал, насколько далеко продвинулись достижения в области металлургии редкоземельных элементов и приложений. Смартфоны используют лантан для уменьшения искажений в крошечных стеклянных объективах камер9.0016 неодимовые магниты для улучшения звука из крошечных динамиков и иттрий и эрбий люминофоры для создания ярких цветов на энергосберегающем экране.

Изменения в мировой торговле

В то же время, когда разрабатывались новые области применения редкоземельных элементов, изменения в мировой экономике привели к смещению мест производства редкоземельных элементов и высокотехнологичного производства. Соединенные Штаты были ведущим мировым экспортером промышленных товаров на протяжении большей части 20-го века. В течение десятилетий после Второй мировой войны официальные лица правительства США продвигали международные торговые соглашения, чтобы открыть иностранные рынки для американских производителей.

По мере того, как правительства по всему миру снижали ограничения на торговлю, а глобальные расходы на доставку и связь снижались, производственные компании начали создавать фабрики там, где можно было производить товары с наименьшими затратами. Начиная с 1980-х годов и в 1990-е годы многие американские фирмы переместили свои производства в страны с гораздо более низкой заработной платой и меньшими мерами по охране труда и технике безопасности для рабочих и менее строгими экологическими нормами. Эти действия снизили цены на товары для американских потребителей, но привели к закрытию заводов и потере рабочих мест в Соединенных Штатах.

Другие правительства за пределами Соединенных Штатов стремились увеличить торговлю и производство для развития своих стран. В Азии правительства Японии и так называемых азиатских тигров (Гонконг, Сингапур, Тайвань и Южная Корея), имевших мало природных минеральных и энергетических ресурсов, продвигали импорт сырья со всего мира для производства продукции для глобальный экспорт. В Европе лидеры работали над интеграцией национальных экономик, гармонизацией трудовых и экологических норм и поощрением легкой миграции граждан между европейскими странами. Наиболее ярко это отразилось в создании Европейского Союза в 1919 г.93.

Китай развивает производство редкоземельных элементов

К концу 1970-х годов коммунистическое правительство Китая начало развивать свои производственные и глобальные торговые возможности, чтобы обеспечить политическую стабильность, обеспечить внутреннее процветание и преодолеть катастрофические события 20-го века. -вековая история. В 1976 году Дэн Сяопин стал лидером Коммунистической партии Китая. Он стремился восстановить процветание нации посредством тщательно контролируемых рыночных и экономических реформ без ослабления политического контроля Коммунистической партии. Развитие индустрии редкоземельных элементов в Китае тесно связано с возвращением Китая в мировую торговлю после 1978 и успешные усилия его правительства по превращению страны в глобальную производственную державу.

Очень краткая история Китая 20 века:

На протяжении 19-го и начала 20-го веков ослабление династии Цин сделало Китай все более уязвимым для эксплуатации со стороны европейских колониальных держав. Восстание 1911 года привело к двум десятилетиям правления военачальников и нестабильности, пока Китай не был в значительной степени воссоединен под властью партии Гоминьдан в 1928 году. Коммунистическая партия Китая сопротивлялась Гоминьдану, пока Япония не вторглась в Китай в 1919 году.37. От 15 до 20 миллионов человек погибли в Китае во время Второй мировой войны, и еще больше было убито, когда гражданская война возобновилась после 1945 года. Коммунистическая партия победила в 1949 году под руководством Мао Цзэдуна. Мао стремился преобразовать Китай и укрепить свою политическую позицию с помощью двух тоталитарных движений. Большой скачок вперед с 1958 по 1962 год был направлен на коллективизацию сельского хозяйства и создание тяжелой промышленности в Китае. Но вызванное им социальное и сельскохозяйственное перемещение привело к опустошительному голоду, унесшему жизни десятков миллионов человек. Власть Мао ослабла после провала «большого скачка», но была восстановлена ​​в 1966 через Культурную революцию, глубокую чистку от политических соперников и альтернативных источников власти в китайском обществе. Академики, ученые и инженеры были отправлены в сельские лагеря перевоспитания для работы с крестьянами. Эта история вызвала глубокую озабоченность порядком и безопасностью в китайском обществе, которая усиливалась государственной пропагандой и образованием.

В период с 1978 по 1995 год ежегодное производство редкоземельных элементов в Китае увеличивалось в среднем на 40% в год. В течение 19В 90-е годы ее экспорт редкоземельных элементов также быстро увеличивался, что привело к резкому снижению цен на эти металлы во всем мире. Когда цены упали, конкурирующие производители либо разорились, либо резко сократили производство, не в силах удовлетворить так называемую китайскую цену.

Начиная с 1990-х годов компании, принадлежащие китайскому правительству, стремились купить контрольный пакет акций редкоземельных компаний, расположенных в других странах. В 1995 году две китайские фирмы объединились с американскими инвесторами, чтобы купить Magnequench. Такого рода иностранные инвестиции должны были быть одобрены американскими государственными регулирующими органами: они разрешили покупку, но потребовали, чтобы компания продолжала свою деятельность в Соединенных Штатах в течение как минимум пяти лет. Пять лет и один день спустя фабрика была переведена в Китай.

Совсем недавно китайские компании предложили купить контрольные пакеты акций редкоземельных рудников как в США (Molycorp’s Mountain Pass Mine в 2005 году), так и в Австралии (Lynas Corporation’s Mount Weld Mine в 2009 году). Эти предложения были отклонены органами регулирования иностранных инвестиций в обеих странах.

Кризис редкоземельных элементов 2010 года

Осенью 2010 года казалось, что Китай может использовать геополитические рычаги, ограничивая экспорт редкоземельных элементов. Международный инцидент между Китаем и Японией в спорных водах спровоцировал торговое эмбарго с непредвиденными последствиями. Береговая охрана Японии задержала китайского рыбака. Известие о его аресте привело к тому, что китайские таможенники задержали ряд грузов, направлявшихся в Японию. Мало ли они знали, что в этих поставках были оксиды редкоземельных элементов, имеющие решающее значение для японского высокотехнологичного производства. Вскоре цены на редкоземельные металлы подскочили — в некоторых случаях на несколько сотен процентов.

Внезапно многие люди и компании осознали, что редкоземельные элементы стали широко распространенными и необходимыми. Правительства начали беспокоиться о материалах, необходимых их странам для производства оружия и других важных технологий. Высокие цены на редкоземельные элементы и страх перед их отсутствием сделали смелые решения разумными. Некоторые люди требовали открыть тропические леса Амазонки для добычи или эксплуатации ресурсов Гренландии. Другие предприниматели предлагали добывать редкоземельные элементы со дна моря или сгребать их с Луны. Инвестировав 500 миллионов долларов в новые средства контроля за загрязнением для своих перерабатывающих предприятий, Molycorp вновь открыла шахту Маунтин-Пасс в Калифорнии в 2012 г.

Но бум, вызванный высокими ценами, оказался недолгим. В 2012 году недовольство Всемирной торговой организации, поданное Соединенными Штатами, Японией и Европейским союзом, привело к ослаблению китайских экспортных квот, открытию шлюзов и снижению цен почти до уровня 2009 года. К 2015 году никому, кроме китайских производителей, снова стало трудно зарабатывать деньги на производстве редкоземельных элементов. От смелых планов по добыче редкоземельных элементов со всего мира в основном отказались. Molycorp обанкротилась, и фирма, купившая шахту Mountain Pass, теперь отправляет свою полуфабрикатную руду в Китай для окончательной переработки.
 

Посмотреть стенограмму >>

Будущее редкоземельных элементов

Редкоземельные элементы, вероятно, останутся важной частью нашего будущего — от квантовых вычислений и материаловедения до медицинских приложений и достижений в области экологически чистых технологий. Они необходимы в усилиях по сокращению выбросов парниковых газов настолько, чтобы избежать самых разрушительных последствий климатического коллапса. Рост ветряных электростанций будет продолжать стимулировать спрос на 9Неодим 0016 и диспрозий используются в двигателях ветряных турбин. Продолжающийся переход от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания к электромобилям также увеличит спрос на редкоземельные магниты и батареи.

Чтобы удовлетворить будущий спрос, горнодобывающие компании предложили открыть новые шахты и построить новые перерабатывающие заводы во многих частях мира. Некоторые планы звучат как научная фантастика, например, глубоководная добыча полезных ископаемых или извлечение редкоземельных элементов из кислых сточных вод, стекающих с заброшенных шахт. Но эти методы производства могут стать экономически жизнеспособными, если значительное увеличение спроса приведет к росту цен или если правительства решат субсидировать издержки производства.

Еще одна идея состоит в том, чтобы улучшить наши технологии, чтобы мы могли уменьшить или упростить повторное использование редкоземельных металлов внутри них. После кризиса 2010 года автопроизводители модернизировали автомобили, чтобы использовать меньшее количество редкоземельных металлов. Бытовую электронику можно спроектировать таким образом, чтобы ее было легче ремонтировать и модернизировать, а не просто выбрасывать. Например, исследование новых методов извлечения редкоземельных элементов из электронных отходов может сократить количество металлов, которые необходимо производить путем добычи и переработки. Правительства, группы активистов и компании также могли бы сотрудничать в сборе отходов, содержащих редкоземельные элементы, чтобы обеспечить более экономически выгодные программы утилизации.

Один из надвигающихся вопросов касается того, какие решения примут китайское правительство и китайские производители. Документы по планированию показывают, что правительство Китая заинтересовано в снижении местного загрязнения и вреда, причиняемого производством редкоземельных элементов. Китай может использовать свои инвестиции в индустрию редкоземельных элементов, чтобы перенести самые грязные части производства за пределы Китая, но все еще находящиеся под финансовым контролем Китая, тем самым переместив загрязнение в более бедные страны.

Устойчивое и социально справедливое производство редкоземельных металлов в конечном счете зависит от готовности потребителей и производителей платить больше за материалы, которые производятся с соблюдением этических норм. Кроме того, механизмы как внутри правительства, так и за его пределами должны обеспечивать реальное внедрение устойчивых методов производства.

Просмотр страницы в формате PDF >>

---

Стенограммы видео

Какие распространенные заблуждения относительно редкоземельных элементов?

Редкоземельные элементы не так уж редки.

Джули Клингер (заместитель директора, Инициатива по землепользованию и средствам к существованию, Глобальный центр политики развития):

Первое неправильное представление о редкоземельных элементах заключается в том, что они на самом деле содержатся в названии, и я не виню людей за то, что они запутались. Редкоземельные элементы не являются редкостью. На самом деле они довольно распространены. Те, которые мы используем чаще всего, так же распространены, как медь или свинец, и на самом деле вы можете найти их на каждом континенте и на дне океана, и они также используются в наших технологиях вокруг нас. Это первое заблуждение. Я бы сказал, что вторым в наше время является то, что Китай в настоящее время производит больше всего редкоземельных элементов, но это не потому, что в Китае больше всего редкоземельных элементов. По всему миру насчитывается более 800 потенциально пригодных для разработки месторождений, и они более или менее равномерно распределены по земной коре. Но многие люди склонны думать, что Китай поставляет большую часть редкоземельных элементов, потому что их больше всего. И это еще одно большое заблуждение.

Редкоземельные элементы не радиоактивны.

Эрик Шелтер (директор Центра устойчивого разделения металлов):

Я думаю, что второй [вопрос], который мне часто задают, это радиоактивность редкоземельных элементов, потому что мало что известно об этом. об этих странных элементах в нижней части таблицы Менделеева. А так ответ нет. По большому счету редкоземельные элементы не радиоактивны. Есть один пример, прометий, но он не встречается в земной коре в значительном изобилии. А большинство остальных не обладают сколько-нибудь значительной радиоактивностью. Так что они так же безопасны и безобидны, как медь и никель, если уж на то пошло.

Редкоземельные элементы делают экологически чистые технологии возможными и менее чистыми.

Гвен Бэйли (исследователь, KU Leuven):

Да, я думаю, что один из — опять же, возвращаясь к вашему вопросу о том, что удивительного узнать о ваших исследованиях — это то, что эти экологически чистые материалы не Так чисто, и люди этого не понимают. Почти каждый, кто думает, что ездит на электромобиле, считает, что он всегда более экологичный, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. И исследования показали, что это не всегда так на 100%. Иногда это так, но не всегда.

Кредиты: Проект редкоземельных элементов стал возможен благодаря щедрому гранту Роя Эддлмана, основателя Spectrum LifeSciences.

Иллюстрации и анимация: Клод Ли
Музыка: «Leafeaters» Podington Bear
(c) 2020 Институт истории науки

Каковы реальные последствия добычи и производства редкоземельных элементов?

Джули Клингер (заместитель директора, Инициатива по землепользованию и средствам к существованию, Глобальный центр политики развития): 

Одна из вещей, которая произвела на меня наибольшее впечатление, когда я проводил полевые работы во Внутренней Монголии — это место, где добывали и перерабатывали редкоземельные элементы в течение 40 с лишним лет. Знаете, фактически город был построен вокруг предприятий по добыче и переработке редкоземельных элементов.

Одна из вещей, которые произошли после моих первых двух посещений там — и я бы не просто поехал на пару дней, я бы поехал по крайней мере на пару недель, иногда на шесть, восемь или десять — это то, что Я заметил, что у меня появились эти язвы на коже, и я действительно не знал, что это такое. И поэтому я спросил местного друга, и они сказали: «О, это только из-за воды. Мы все получаем их». Я сказал: «Ну, что ты имеешь в виду? Это вода, в которой я принимаю душ, или это вода, которую я пью, или что это?» И они сказали: «Ну, на самом деле это и то, и другое», а потом как-то странно посмотрели на меня, и сказали: «Разве ты не заметил, что у многих людей здесь они выглядят как порезы, царапины или раны?» на их лице или на их коже?» И есть много людей, у которых в более тяжелых случаях действительно есть деформации костей и тому подобное. И я спросил, откуда это, и они сказали: «О, это от добычи. Это происходит из-за химических веществ, которые используются в горнодобывающей промышленности, а также из-за загрязняющих веществ, которые поступают с редкоземельными элементами и не контролируются должным образом». И поэтому я изучил это немного подробнее, и оказалось, что в Китае было проведено много исследований, чтобы понять масштабы проблемы. И оказывается, что загрязнение от горнодобывающей промышленности привело к тому, что в некоторых деревнях смертность от рака составляет каждый седьмой взрослый, рак, который напрямую связан с пожизненным воздействием загрязнения от горнодобывающей промышленности. Кроме того, это загрязнение действительно влияет на детей, и были проведены надежные исследования, которые также показали, что на когнитивное развитие около 40% детей в регионе — а это регион с населением около 6 миллионов человек — повлияло воздействие некоторых химических загрязнителей. И через некоторое время я понял, что могу сказать, кто из местных, а кто в гостях или кто был там на более короткий срок, просто взглянув на их кожу, зубы и тому подобное. И для меня узнать это, а затем использовать свой ноутбук, использовать свой мобильный телефон, это было для меня очень многообещающим. И это помогло мне понять, что мы можем делать вещи гораздо лучше. Нам не нужно создавать огромные человеческие страдания, чтобы иметь наши ноутбуки и наши айфоны. Мы можем сделать лучше.

Кредиты: Проект редкоземельных элементов стал возможен благодаря щедрому гранту Роя Эддлмана, основателя Spectrum LifeSciences.

Иллюстрации и анимация: Клод Ли
Музыка: «Горб» Медведя Подингтона
(c) 2020 Институт истории науки

Фото:

Промышленное предприятие в Баотоу, Внутренняя Монголия. (ebenart)
Фермеры пострадали от свалки отходов редкоземельных элементов, которые отравили водоснабжение и землю вокруг города Баотоу во Внутренней Монголии. (Фредерик Дж. Браун/AFP через Getty Images)

Факты о редкоземельных элементах

Редкоземельные элементы (РЗЭ) представляют собой группу из 15 элементов, относящихся к ряду лантанидов в периодической таблице элементов вместе со скандием и иттрием. Последние два элемента проявляют сходные свойства с лантаноидами и встречаются в одних и тех же рудных телах. РЗЭ являются ключевыми компонентами многих электронных устройств, которые мы используем в повседневной жизни, а также в различных промышленных приложениях.

Ключевые факты

• Канада обладает одними из самых больших известных запасов и ресурсов (измеренных и обозначенных) редкоземельных элементов в мире, которые оцениваются в более чем 15,1 миллиона тонн оксидов редкоземельных элементов в 2022 году9.0240
• Производство постоянных магнитов является крупнейшим использованием РЗЭ в мире, на него приходится 43% от общего спроса в 2021 году.
• Китай является крупнейшим в мире производителем, который в 2021 году произвел около 168 000 тонн РЗЭ, что составляет 61% мировой добычи полезных ископаемых.
• Во многих странах, включая Канаду, есть ресурсы редкоземельных элементов, но для производства РЗЭ требуются сложные процессы разделения и очистки.

Узнайте больше о редкоземельных элементах

Использование

Производство

Международный контекст

Использование

РЗЭ используются в различных отраслях промышленности, включая электронику, чистую энергетику, аэрокосмическую промышленность, автомобилестроение и оборону.

Производство постоянных магнитов является крупнейшим и наиболее важным конечным применением РЗЭ, на которые приходится 43% спроса в 2021 году.

Постоянные магниты являются важным компонентом современной электроники, используемой в сотовых телефонах, телевизорах, компьютерах, автомобилях, ветряных турбинах. , реактивные самолеты и многие другие товары.

РЗЭ также широко используются в высоких технологиях и «зеленых» продуктах из-за их люминесцентных и каталитических свойств.

Использование редкоземельных элементов, 2021 г.

Текстовая версия

На этой диаграмме показан мировой спрос на РЗЭ по секторам рынка в 2021 г. Наибольшее применение приходится на производство магнитов (43,2%), за ними следуют катализаторы (17,0%), полировальные порошки (11,2%). ), металлургическая (7,1%), стекло (6,4%), аккумуляторные сплавы (3,6%), керамика (3,0%), люминофоры (0,5%), пигменты (0,3%) и другие продукты (7,6%).

Добыча

Несмотря на то, что в настоящее время Канада не является коммерческим производителем РЗЭ, в ней реализовано несколько перспективных геологоразведочных проектов и одни из крупнейших запасов и ресурсов (измеренных и обозначенных) РЗЭ в мире. Запасы и ресурсы Канады оцениваются в 15,1 млн тонн оксидов редкоземельных элементов.

В 2021 году в рамках проекта Нечалачо был инициирован маломасштабный демонстрационный проект по добыче РЗЭ. Трехлетний проект расположен к юго-востоку от Йеллоунайфа в Северо-Западных территориях. Материал измельчается и сортируется на месте и будет транспортироваться в Саскатун, Саскачеван, для дальнейшей обработки.

Канадские проекты в области РЗЭ

Текстовая версия

На этой карте показано расположение, статус и стадия некоторых канадских проектов в области РЗЭ.

Северо-Западные территории

• Проект Nechalacho T-Zone и Tardiff-Zone – активен на стадии обработки
• Проект базальной зоны Нечалачо – активен на стадии ТЭО

Британская Колумбия

• Проект Уичида – активен на этапе предварительной экономической оценки

Альберта

• Черносланцевый проект SBH – приостановлено/приостановлено на стадии предварительной экономической оценки

Саскачеван

• Проект Alces Lake – активен на стадии разведки
• Проект Falcon Point — активен на этапе оценки ресурсов
• Исследовательский совет Саскачевана (SRC) Проект завода по переработке редкоземельных элементов – активен на стадии обработки

• Проект предприятия Vital Metals по переработке редкоземельных элементов в Саскатуне – активен на стадии переработки

Онтарио

• Проект Clay-Howells – приостановлено/приостановлено на стадии оценки ресурсов
• Проект Lackner Lake – приостановлено/приостановлено на этапе оценки ресурсов
• Проект на озере Эллиот – приостановлено/приостановлено на этапе оценки ресурсов
• Проект Lavergne-Springer – активен на этапе оценки ресурсов

Квебек

• Проект Эльдор (Ашрам) – активен на этапе предварительной экономической оценки
• Проект Strange Lake – активен на стадии предварительной экономической оценки
• Проект Montviel – активен на стадии оценки ресурсов
• Проект демонстрационного завода по переработке редкоземельных элементов в Сен-Бруно – активен на стадии переработки
• Проект Crater Lake – активен на стадии предварительной экономической оценки
• Проект Квиджибо – активен на стадии предварительной экономической оценки
• Проект Кипава (Зевс) – активен на стадии ТЭО
• Niobec — Проект Зоны РЗЭ – неактивен на стадии оценки ресурсов

Ньюфаундленд и Лабрадор

• Проект Red Wine – активен на этапе оценки ресурсов
• Проект Порт-Хоуп-Симпсон (Фокстрот) – активен на стадии предварительной экономической оценки

РЗЭ подразделяются на «легкие» или «тяжелые»:

• Легкие РЗЭ (лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний и скандий) естественно более распространены, чем тяжелые РЗЭ, и, как правило, в глобальном масштабе имеются в избытке. Празеодим и неодим, используемые в ветряных турбинах и электромобилях, являются исключениями и пользуются большим спросом.
• Тяжелые РЗЭ (тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций и иттрий) производятся в основном в Китае, и их предложение более ограничено, чем легких РЗЭ. Глобальные усилия по выводу на рынок новых ресурсов продолжаются.

Многие из самых продвинутых канадских проектов по разведке РЗЭ содержат высокие концентрации тяжелых РЗЭ, имеющих мировую ценность, которые используются в высоких технологиях и экологически чистой энергии.

Узнайте больше о важности редкоземельных элементов.

Международный контекст

Китай является крупнейшим в мире производителем РЗЭ, на долю которого приходится 61% мирового годового объема добычи полезных ископаемых, оцениваемого в 168 000 тонн на 2021 год. На США, Бирму (Мьянму), Австралию и Таиланд приходится большая часть остальных шахтное производство. Китай остается практически единственным производителем ценных тяжелых РЗЭ.

Мировая добыча РЗЭ по странам, 2021 г. (стр)

Рейтинг	Страна	тыс. тонн	Процент от общего числа
1	Китай	168,0	60,6%
2	США	43,0	15,5%
3	Бирма (Мьянма)	26,0	9,4%
4	Австралия	22,0	7,9%
5	Таиланд	8,0	2,9%
—	Другие страны	10,1	3,6%
—	Итого	277,1	100,0%

Соединенные Штаты были крупнейшим в мире поставщиком РЗЭ до появления Китая в середине 1990-е. Китай был практически единственным поставщиком РЗЭ в мире до 2012 года, когда ныне обанкротившийся американский производитель Molycorp Inc. и австралийская компания Lynas Rare Earths Ltd. начали коммерческое производство.

Мировая добыча РЗЭ, 2012–2021 гг. (p)

Текстовая версия

На этом графике показана добыча РЗЭ в Китае по сравнению с остальным миром в период с 2012 по 2021 гг. остальной мир составлял 10 000 тонн. Годовая добыча полезных ископаемых в Китае оставалась относительно стабильной, колеблясь от 95 000 тонн и 105 000 тонн с 2012 по 2017 год. Добыча рудников в остальном мире увеличилась с 6 000 тонн до 27 000 тонн за тот же период. В 2018 году годовая добыча полезных ископаемых начала быстро расти в Китае и других странах мира. Производство в Китае увеличилось до 120 000 тонн в 2018 году и достигло 168 000 тонн к 2021 году. Точно так же производство в остальном мире увеличилось до 70 000 тонн в 2018 году и достигло 109 000 тонн к 2021 году.

Примечания и источники

(p) предварительно

Итоги могут отличаться из-за округления.

Использование

• Использование редкоземельных элементов, 2021 г.
  • Вуд Маккензи

Производство

• Запасы и ресурсы
  • Natural Resources Canada, составлено на основе отчетов компании
  • Включает запасы и полезные ископаемые (оцененные или выявленные). Хотя ресурсы РЗЭ в Канаде продолжают существовать, проекты могут быть приостановлены, а юридические лица, разрабатывающие эти ресурсы, могут больше не быть платежеспособными или сместить акцент на другие месторождения полезных ископаемых или бизнес-сегменты.
• канадских проектов РЗЭ
  • Сайты компаний, пресс-релизы и отчеты NI-43-101

Международный контекст

• Мировая добыча РЗЭ в разрезе стран, 2021 г. (p)
  • Геологическая служба США
• Мировая добыча РЗЭ, 2012–2021 гг.