Освоение нового месторождения руды с высоким содержанием редкоземельных металлов

 © strana-rosatom.ru

АРМЗ отвечает за реализацию направления «Редкие и редкоземельные металлы» в рамках дорожной карты «Технологии новых материалов и веществ».

Редкие и редкоземельные металлы (РМ и РЗМ) используются в высокотехнологичных отраслях промышленности — энергетике, в том числе ядерной, автомобильной и авиакосмической отраслях, электронике, медицине.

Они нужны для создания сверхпроводников, магнитов, люминофоров, лазеров и т. д. По оценкам АРМЗ, не меньше 40 % технологий, которые правительство России признало критическими, не создать без РМ и РЗМ.

Однако академик Александр Ферсман не просто так назвал РЗМ витаминами промышленности: они нужны, но в небольших количествах. А малые объемы производства — это высокие затраты и небольшая выручка. В России особенно, поскольку отрасли, где востребованы РМ и РЗМ, развиты слабо, а на внешних рынках господствует Китай. Проще купить, чем вкладываться в создание горнодобывающих предприятий.

Однако из-за того, что РМ и РЗМ нужны для стратегических отраслей, на правительственном уровне ставится вопрос о создании производств в России. АРМЗ ищет варианты, которые решат сразу две задачи: обеспечат поставки на внутренний рынок и принесут прибыль. Ниже — несколько проектов, в которых холдинг готов участвовать.

1. Туганский ГОК

Комитет по стратегическим партнерствам, слияниям и поглощениям «Росатома» одобрил вхождение АРМЗ в состав акционеров Туганского ГОКа «Ильменит», который разрабатывает ильменит-цирконовое Туганское месторождение. АРМЗ планирует стать владельцем 25 % акций с возможностью нарастить долю до контрольной, свыше 50 %.

 © strana-rosatom.ru

24 мая 2021 года ООО «Объединённые урановые предприятия» (ООО «ОУП», входит в контур управления Уранового холдинга «АРМЗ»/Горнорудный дивизион Госкорпорации «Росатом») заключило соглашение с АО «Туганский горно-обогатительный комбинат «Ильменит» (АО «ТГОК «Ильменит»).

В рамках соглашения планируется осуществить строительство горно-обогатительного комбината на базе россыпного титан-циркониевого месторождения Туганское в Томской области.

Мощность по переработке позволит обеспечить стабильность, безопасность и бесперебойность поставок стратегически важных концентратов — циркониевых, титановых и рутил-лейкоксеновых для нужд Госкорпорации «Росатом» и других крупных российских предприятий.

Строительство первой очереди ГОКа в настоящее время находится в финальной стадии, физический пуск производства запланирован на IV квартал 2021 г.

 Проект будет первым полномасштабным производством по направлению редких и редкоземельных металлов в рамках дорожной карты Российской Федерации «Технологии новых материалов и веществ». ООО «ОУП» в рамках соглашения приступило к финансированию АО «ТГОК «Ильменит» с лимитом свыше 500 млн руб. Средства направляются на завершение строительно-монтажных работ. Это позволяет ООО «ОУП» получить 25% акций предприятия, с правом на дальнейшее увеличение доли.

Сейчас на предприятии строится первая очередь ГОКа. До конца 2021 года будет запущена обогатительная фабрика и начнется промышленное производство. Годовая производственная мощность первой очереди составит около 570 тыс. т руды с получением примерно 360 тыс. т кварцевого песка и 16 тыс. т концентратов, содержащих титан и цирконий.

Именно в них заключается ценность для «Росатома». Цирконий используется для изготовления оболочек твэлов, титан — для транспортного оборудования, медицинских изделий. Еще один продукт — кварцевый песок.

Туганский ГОК будет поставлять кварцевый песок для производства стеклотары и листового стекла в Сибирский и Дальневосточный федеральные округа.

 © strana-rosatom.ru

Один из товаров Туганского ГОКа — рутил-лейкоксеновый концентрат. Рутил и лейкоксен — это минералы, из которых извлекают титан. Но, возможно, и отходы переработки лейкоксеновых руд пригодятся «Росатому». Есть научные работы, обосновывающие создание из них синтетических титаносиликатов для извлечения из ОЯТ радиоактивных изотопов: цезия‑137, стронция‑90 и европия‑152.

Объем инвестиций в создание первой очереди — 3,6 млрд рублей, освоение которых будет завершено в нынешнем году. Затем предприятие планирует нарастить объем производства до 6,9 млн т руды в год.

2. Воскресенские отвалы

(на заглавной фотографии статьи отображены Воскресенские отвалы)

Второй проект АРМЗ — извлечение редкоземельных металлов из фосфогипса, отходов «Воскресенских минеральных удобрений». Предприятие и отвалы расположены в подмосковном Воскресенске. Оператор проекта — компания «Скайград», с ней АРМЗ подписало соглашение о сотрудничестве. АРМЗ будет наращивать свою долю владения в компании по мере роста инвестиций.

В нынешнем году АРМЗ выполнило технический аудит производства, провело due diligence (комплексную проверку работы компании) и инвестиционную оценку проекта. Экспертиза показала, что комбинат по переработке отходов сможет производить 4 тыс. т редкоземельных металлов в год.

Впрочем, в структуре доходов предприятия РЗМ с долей около 50 % будут не единственным продуктом: примерно 30 % придется на гипсовую продукцию, еще 20 % — на удобрения.

«Скайград» и АРМЗ при поддержке Минпромторга уже ведут переговоры с крупнейшими участниками рынка отделочных материалов России — компаниями «Кнауф» и «Волма».

ГК «Скайград» активно занимается развитием отечественной отрасли редкоземельных металлов (РЗМ).

ООО «ЛИТ» была разработана уникальная технология экстракционного разделения группового редкоземельного концентрата на индивидуальные оксиды РЗМ на базе использования абсолютно нового высокоэффективного оборудования собственного производства. В 2018 г. было запущено опытно-промышленное производство в г. Королеве Московской обл.

 © strana-rosatom.ru

Фотография пилотной установки для изучения извлечения РЗЭ из пульпы фосфогипса (Королев)

Первые партии выпускаемой продукции (карбоната церия влажного, оксидов церия, лантана, неодима, азотнокислого раствора лантана, карбонатов средней и тяжелой группы РЗМ) успешно прошли проверки качества и реализованы потребителям. Работа предприятия показала, что технология конкурентоспособна, продукция удовлетворяет мировым требованиям как по качеству, так и по себестоимости.

В связи с этим принято решение о строительстве крупного промышленного производства (ООО «Скайград Инновации»). Объем переработки до 2000 т в год. Предприятие будет базироваться в г. Пересвет Московской обл. Помимо индивидуальных оксидов легкой группы РЗМ будет обеспечено получение оксидов среднетяжелой группы, в том числе оксидов иттрия, европия, самария, гадолиния и диспрозия.

Первая очередь комбината по плану будет запущена до 2024 года. К 2026 году мощность комбината составит примерно 1 млн т фосфогипса в год — столько «Воскресенские минеральные удобрения» накапливают ежегодно. Рост отвалов прекратится. В перспективе возможно дальнейшее наращивание мощности. Это снизит нагрузку на окружающую среду, так как будут перерабатываться уже накопленные отвалы.

Данный проект кроме серьезного прорыва в промышленном производстве РЗМ решает и актуальную экологическую проблему по всей России:

Фосфогипс — крупнотоннажный отход производства минеральных удобрений. В настоящее время в отвалах промпредприятий России накоплено свыше 200 мл. тонн фосфогипса (Воскресенск, Балаково, Череповец, Мелеуз, Волхов, Уварово). Ежегодно эти цифры увеличиваются на десятки миллионов тонн.

 © strana-rosatom.ru

Фотография Гипсонакопитель АО «Метахим» г.Волхов

В отвалах фосфогипса содержится более 1 млн.т РЗЭ. Их выделение может существенно изменить ситуацию с редкоземельными элементами не только в России, но и в мировой экономике.

Вовлечение фосфогипса в переработку решает не только вопрос выбора новых сырьевых источников РЗЭ и химически осажденного гипса, но и ряд экологических проблем, связанных с загрязнением окружающей среды вредными примесями фтора, фосфора, стронция и др.

3. Томторская руда

 © ysia.ru

Томтор — месторождение, известное высоким содержанием ниобия и редкоземельных металлов. В апреле 2021 года совладелец месторождения «Полиметалл» опубликовал резюме первичной оценки рудных запасов Буранного — участка Томтора.

На 31 декабря 2019 года запасы составили 11,4 млн т руды с 0,7 млн т оксида ниобия со средним содержанием 6,0 % и 1,7 млн т оксидов редкоземельных металлов со средним содержанием 14,5 %.

«Томтор, таким образом, стал третьим в мире месторождением редкоземельных металлов по запасам», — делает вывод компания.

Предполагаемая мощность комбината составит 160 тыс. т руды в год. Он будет производить оксид ниобия и феррониобий, а также оксиды РЗМ.

Но чтобы проект заработал, надо решить вопрос складирования радиоактивных хвостов. Такое право сейчас есть только у предприятий «Росатома». Единственное предприятие с действующим хранилищем, пригодным для размещения отходов Томтора, — ППГХО.

Поэтому завод по переработке руды Томтора будет построен в Краснокаменске. Однако, чтобы складировать томторские отходы на ППГХО, требуется изменить действующее законодательство.

«Росатом» работает над тем, чтобы Госдума утвердила поправки не позднее конца нынешнего года.

Справочно:

Томторское редкометалльное месторождение находится в Оленёкском улусе Якутии, на северо-западе региона. Оно было открыто в 1977 году.

Разведка Томтора и оценка содержащихся в его недрах богатств длились больше 20 лет: в конце 1990-х годов был представлен предварительный отчет о содержании руд на участке Буранном Томторского месторождения. Доразведка проводилась уже в 2014-2016 годах.

Общие прогнозные ресурсы Томтора оцениваются в 154 млн тонн руды; запасы кондиционных руд участка Буранный по промышленным категориям B+С1 составляют более чем 42,7 млн т, в том числе запасы пентоксида ниобия — 1,3 млн тонн, суммарные запасы оксида редких земель — 3,2 млн

 © old.sakhaparliament.ru

Томторское редкометалльное месторождение — одно из крупнейших в мире по запасам редкоземельных минералов: монацита, пирохлора, ксенотипа, группы крандаллита, а также таких элементов, как ниобий, иттрий, скандий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий и титан.

Согласно проекту, на участке Буранном организуют добывающее производство мощностью более 160 тыс. тонн руды в год. На этом горнодобывающем предприятии откроется более 300 новых рабочих мест, прежде всего для местных жителей.

Руду Томтора доставят на гидрометаллургический комбинат в город Краснокаменск в Забайкалье, еще одно дочернее предприятие «ТриАрк Майнинг». Комбинат, на котором будет создано 1100 рабочих мест, введут в эксплуатацию к 2024 году.

Переработка сырья пойдет на специализированной закрытой площадке Росатома, там же будут храниться и отходы производства. Конечной продукцией станут феррониобий, коллективный концентрат и разделенные оксиды редкоземельных металлов.

Отдельный вопрос — транспортировка руды из Якутии, с Томторского месторождения, в Забайкальский край, к месту переработки.

Согласно одному из вариантов, который сейчас рассматривается как основной, сырье будут доставлять с месторождения по зимникам в поселок Хатанга (север Красноярского края), оттуда — через Хатангский порт по Северному морскому пути, а далее по железной дороге в Краснокаменск.

4. Месторождение Зашихинское

АРМЗ присматривается и к Зашихинскому месторождению, которым владеет компания «Техноинвест Альянс». Ценность для АРМЗ представляет тантал, ниобий и цирконий. Ресурсы месторождения — 158,6 тыс. т оксида ниобия, 15,6 тыс. т оксида тантала и 266 тыс. т оксида циркония. «Техноинвест Альянс» готовит ТЭО ГОКа, на его основе АРМЗ примет решение о форме участия в проекте.

 © strana-rosatom.ru

Зашихинское тантал-ниобиевое месторождение, расположенное в Нижнеудинском районе Иркутской области, характеризуется самым высоким среди российских месторождений содержанием оксида тантала в руде (около 0,03%).

Компания ЗАО «ТЕХНОИНВЕСТ АЛЬЯНС» с 2005 года занимается геологоразведкой месторождения и технологическими испытаниями проб его руды.

Освоение Зашихинского месторождения позволит снять зависимость страны от импорта танталовой продукции и значительно снизить зависимость от импортной ниобиевой продукции (прежде всего, феррониобия).

На основе результатов изучения Зашихинского месторождения может быть оценен объем выпуска товарной продукции в варианте планируемой производительности ГОКа по руде 1,0 млн тонн в год.

Более 70% производимого оксида ниобия (99,8%) будет перерабатываться в феррониобий, что позволит закрыть фактически треть потребностей России в этом легирующем сплаве.

Объем производимого оксида тантала будет даже превышать потребности страны в нем.

• Производственные цепи

В АРМЗ признают, что в проектах, которыми интересуется холдинг, РЗМ не основной источник доходов. «Полагаю, что в России сейчас невозможно построить промышленное предприятие, экономика которого полностью была бы основана на производстве РЗМ. Их можно получать только вместе с другими продуктами. В воскресенском проекте это гипс, на Томторе — ниобий.

Альтернатива — организовывать мелкотоннажные опытно-промышленные производства при вузах, где ведется и производство, и апробация новых технологий, и обучение студентов.

Но эти производства появятся, только если такую деятельность будет поощрять Минобрнауки», — отмечает Руслан Димухамедов, директор по развитию бизнеса «Атомредметзолота», курирующий направление РЗМ.

Главная задача российских производителей РМ и РЗМ — обеспечение надежного сбыта. АРМЗ работает над соглашениями с конечными потребителями. Наличие соглашений позволит более успешно вести переговоры с банками и госструктурами о схемах финансирования РЗМ-проектов.

Использованы дополнительные материалы из источников:

Редкие и редкоземельные металлы. Крупные инвестпроекты России | Добывающая промышленность

01.09.2021

Россия располагает колоссальными запасами редких и редкоземельных металлов, но по объёмам производства «висит» на последних местах мирового рейтинга. По данным Геологической службы США (USGS), на долю нашей страны приходится менее 2% общемирового производства РЗМ.

Напомним, что во времена Советского союза дело обстояло ровным счётом наоборот. Высокоразвитая отрасль фактически была упразднена после распада СССР, и с тех пор мы импортируем стратегически важные ресурсы.

Для восстановления прежних позиций была разработана стратегия развития промышленности РМ и РЗМ до 2035 года.

В неё включили крупные инвестпроекты по добыче «редкоземов» — в этой статье мы рассмотрим самые нашумевшие инициативы бизнеса.

Освоение Томтора

В Оленёкском улусе Якутии расположилось одно из крупнейших комплексных редкометалльных месторождений России и мира — Томтор. На участке залегает целый ряд «экзотических» полезных ископаемых: ниобий, титан, иттрий, скандий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий и другие. Общие прогнозные ресурсы месторождения оцениваются в 154 млн тонн руды.

Богатства Томтора обнаружили ещё в 1977 году, однако до промышленного освоения он так и не дошёл. С 2014 года лицензионным участком владеет подразделение «Триарк Майнинг» (9,1% принадлежит «Полиметаллу») — ООО «Восток Инжиниринг».

Предприятие было создано специально для отработки Томторского месторождения. Промышленное освоение решено начать с самого разведанного участка «Буранный». Его запасы по категориям B+С1 превышают 42,7 млн т, из них 1,3 млн т приходится на пентоксид ниобия. Общие запасы оксида редких земель составляют 3,2 млн т.

«Восток Инжиниринг» реализует проект в рамках стратегии социально-экономического развития Арктической зоны до 2035 года. Для Томтора построят гидрометаллургический комбинат в забайкальском городе Краснокаменске, где уже действует предприятие «АРМЗ» «ППГХО». Площадка выбрана с учётом уже развитых логистической и производственной инфраструктуры, в том числе для хранения и переработки отходов.

Согласно проекту, производительность гидрометаллургического комбината составит 160 тысяч т руды в год. Предприятие будет выпускать феррониобий, оксиды празеодима и неодима, а также оксиды среднетяжёлой группы редкоземельных металлов.

threearc.ru

Осенью 2020 года компания «Триарк Майнинг» представила первичную оценку минеральных ресурсов участка «Буранный». На момент конца января 2019 года выявленные ресурсы были оценены в 13,2 млн т руды с высоким содержанием скандия, ниобия, тербия и иттрия. Содержание оксида ниобия составляет 5,9%, редкоземельных оксидов — 15%, что соответствует 0,8 и 2 млн т соответственно.

На очереди — первичная оценка запасов и завершение предварительного технико-экономического обоснования проекта. Данный этап «Триарк Майнинг» хочет закончить до конца текущего года.

К этому же времени компания рассчитывает получить положительные заключения экспертиз на проектную документацию. На 2022-2023 годы запланировано выполнение строительно-монтажных работ и начало добычи. Выпустить первую партию руды инвестор намерен в 2024 году.

Туганский ГОК: почти готов

Туганское месторождение ильменит-цирконовых рудных песков расположено в Томской области, вблизи областного центра. Лицензионным участком с большим промышленным содержанием минералов, содержащих титан и цирконий, с 2002 года владеет АО «ТГОК Ильменит».

Стоит отметить, что предприятие ещё в то время провело большую работу для начала отработки запасов месторождения.

В 2003-2005 годах на базе участка Южно-Александровский построили открытый карьер вместе с горно-обогатительным комбинатом.

Затем «ТГОК Ильменит» запустил опытное производство по добыче и обогащению минеральных песков мощностью 125 тысяч т в год, которое впоследствии переросло в промышленное освоение.

Поэтому освоение Туганского месторождения — один из немногих текущих проектов, который близится к реальному старту. С учётом высокой перспективности участка в следующие годы произошло значительное укрупнение проекта.

На площадке «ТГОК Ильменит» уже развита немалая часть инфраструктуры, к тому же отработана технология добычи и переработки ильменитового и цирконового концентратов. Данную продукцию предприятия опробовали на производстве реальные потребители, они же говорили о готовности закупать её в будущем.

ilmenite.ru

В последние годы инвестор активно расширял производственные мощности, в частности, стартовали реконструкция действующей промплощадки и строительство новых инфраструктурных объектов Туганского ГОКа для полномасштабного производства РЗМ. После реализации проекта предприятие сможет выпускать в промышленных масштабах циркониевые, титановые и рутил-лейкоксеновые концентраты, а также кварцевые пески для стекольной промышленности.

В июне 2021 года строительство Туганского ГОКа вышло на завершающий этап, ввод в эксплуатацию запланирован на 4-ый квартал этого года. Мощность ГОКа увеличится до 575 тысяч т рудных песков в год. По оценкам специалистов, комбинат закроет потребности российской промышленности в цирконии на 40%, а через 5 лет — на все 100%.

В этом году к проекту «ТГОК Ильменит» присоединился горнорудный дивизион «Росатома» «АРМЗ». ООО «Объединённые урановые предприятия» подписало с предприятием соглашение о вхождении в проект: «дочка» госкорпорации решила поддержать инвестора, обязавшись выделить более 500 млн рублей на завершение строительства ГОКа с возможностью получить 25% акций актива и право на увеличение доли.

Подробнее о проекте — в интервью с директором ООО «Объединённые урановые предприятия» Русланом Димухамедовым.

Зашихинское месторождение — на два региона

Зашихинское месторождение тантал-ниобиевых руд расположено в Нижнеудинском районе Иркутской области. В данный момент оператором проекта выступает ЗАО «Техноинвест Альянс» (30% принадлежит ЧТПЗ).

Балансовые и забалансовые запасы участка составляют 34,5 млн т руды, в которой содержится порядка 105 тысяч т пентаоксида ниобия и 8,5 тысячи т пентаоксида тантала. По расчётам, промышленное освоение Зашихинского позволит на 100% покрыть потребности отечественной промышленности в танталовом сырье, а также значительную часть потребностей в ниобии.

«Техноинвест Альянс» намерен построить на базе редкометалльного месторождения крупный горно-металлургический комбинат. По проекту добычной актив включит в себя карьер, участок дробления, обогатительную фабрику, а также отвал вскрышных пород и хвостохранилище. На карьере планируется ежегодно получать чуть более 1 млн т руды.

Технология обогащения руды уже опробована в опытно-промышленных масштабах. В ЗАО «Техноинвест Альянс» хотят достичь объёмов производства на уровне 6,8 тысячи т колумбитового и 7 тысяч т циркониевого концентратов.

Колумбитовый концентрат будет перерабатываться в Забайкалье, на химико-металлургическом комбинате в Краснокаменске. Предполагается, что здесь же будут производить оксиды тантала и ниобия. В будущем компания хочет расширить промплощадку завода для производства диоксидов циркония из циркониевого концентрата, а также выделения из обоих концентратов суммарных оксидов РЗМ.

Сегодня на всех уровнях обсуждаются возможные варианты создания оптимальной логистической инфраструктуры для доставки концентратов из Иркутской области в Забайкалье.

В проекте ЗАО «Техноинвест Альянс» указано, что для транспортировки будет построена подъездная автодорога из двух участков, которые соединят Зашихинское месторождение с сетью региональных и федеральных автодорог.

В Тулуне компания обустроит пункт перегрузки концентратов, выпускаемых ГОКом, на ж/д транспорт с последующей доставкой на забайкальский химико-металлургический завод.

Зашихинский ГОК должен заработать в конце 2024 года. Предполагается, что комбинат объединят в единый кластер с погранпереходом в Забайкальске для организации поставок продукции в Китай.

Возрождение Тырныаузского ГОКа

Тырныаузское месторождение названо в честь своего «прародителя» — города Тырныауз (Кабардино-Балкария). Стратегически важные полезные ископаемые: вольфрам и молибден — «разместились» в труднодоступной высокогорной местности.

Сразу отметим, что это далеко не новый проект: активная добыча на Тырныаузском месторождении началась в 1940 году. Продукция Тырныаузского ГОКа направлялась преимущественно на нужды оборонной промышленности. В 1942-ом в ГОК пришлось уничтожить, чтобы ценнейшие ресурсы не достались наступающим немцам. 

Тем не менее после ВОВ вольфрамо-молибденовое производство отстроили заново. Предприятие просуществовало до рубежа нулевых: в 2001 году комбинат прекратил деятельность из-за сложностей с реализацией продукции.

Производство закрылось, и огромное количество вольфрамо-молибденовой руды осталось неосвоенным.

К редким металлам, заключённым в высокогорье, пытался подобраться не один инвестор, но до практической фазы никто проект не доводил.

В конце 2017 года Роснедра объявили тендер на приобретение лицензионного участка с целью возобновления отработки запасов Тырныаузского месторождения. В 2018 году участок получило ООО «Эльбрусский горнорудный комбинат» (ЭГРК, учреждено госкорпораций «Ростех»).

Скриншот: youtube.com

По данным «Ростеха», балансовые запасы Тырныаузского месторождения составляют 209,5 тысячи т триоксида вольфрама (содержание — 0,432%) и 36,6 тысячи т молибдена (содержание — 0,076%). Оператором проекта назначили ООО «Невгидромет», совсем недавно компания представила комплексный проект восстановления Тырныаузского ГОКа.

«Невгидромет» планирует вложить 1 млрд рублей в строительство нового гидрометаллургического производства для переработки вольфрамовых и молибденовых руд. Предприятие планируется разместить в индустриальном парке «Невинномысск». Проект включает строительство подземного рудника, обогатительной фабрики, гидрометаллургического завода и необходимых инфраструктурных объектов.

По планам, объёмы добычи на руднике составят 1,5 млн т руды в год. Тырныаузский ГОК будет ежегодно выпускать до 5 тысяч т триоксида вольфрама и 1,5 тысячи т оксида молибдена. Гидрометаллургический завод должны ввести в эксплуатацию в 2022-2023 годах.

Что добывают на Арктике?

Месторождения редкоземельных элементов

Месторождения редких земель, как правило, комплексные, вместе с ними залегают и добываются циркон, ильменит, рутил, торит, керамическое сырье, магнетит, барит, флюорит; иногда редкие земли сами являются попутными компонентами и извлекаются уже при технологической переработке руд.

Эндогенные месторождения редких земель представлены магматическими, пегматитовыми, карбонатитовыми и гидротермальными типами, экзогенные — остаточными месторождениями кор выветривания, россыпями и осадочными морскими.

Магматические месторождения. К магматическим отнесены месторождения нефелиновых сиенитов с лопаритом, а также апатитовые и апатит-нефелиновые.

Все эти месторождения комплексные: редкие земли, преимущественно цериевой группы, входят в состав минералов, содержащих титан, тантал, ниобий или фосфор, добываются вместе с ними и извлекаются попутно, при химическом или химикометаллургическом переделе лопаритовых и апатитовых концентратов.

Характеристика основных месторождений приведена при описании месторождений апатита, тантала и ниобия.

Гранитные пегматиты. Пегматиты с редкими землями, выделенные А. Е. Ферсманом в самостоятельный тип, довольно широко развиты среди пород древнего кристаллического фундамента, преимущественно гнейсов.

Они обычно характеризуются неправильной, в первом приближении линзо- или жилообразной формой и зональным строением, часто очень четко выраженным благодаря последовательной смене зон, различающихся минеральным составом и структурой.

Пегматиты этого типа сложены в основном олигоклазом, микроклином, кварцем, в подчиненном количестве входят альбит, мусковит, биотит. Редкометальная минерализация чрезвычайно разнообразна; в них находятся собственные минералы редких земель (монацит, ортит, чевкинит, ксенотим, иттриалит, гадолинит и др.

), тантало-ниобаты простые (колумбит) и сложные, содержащие редкие земли (самарскит, фегусонит, обручевит, эвксенит и др.), а также уранинит, торит, циртолит, иногда берилл, сподумен, лепидолит.

Содержание и запасы редких земель в пегматитах невелики и не имеют самостоятельного промышленного значения, но редкоземельные минералы в небольшом количестве извлекаются попутно при добыче керамического сырья.

Карбонатиты. В поздних карбонатитах, формирование которых связывают с гидротермальными стадиями минералообразования, редкие земли преимущественно цериевой группы накапливаются до промышленных концентраций.

Поздние карбонатиты обычно приурочены к системам трещин (радиальным вокруг крупных карбонатитовых массивов и линейным), штокверковым зонам и зонам брекчий.

Форма рудных тел линзо- или жилообразная, нередко они секут ранние карбонатиты, в том числе и карбонатиты с танталом, ниобием и цирконием, и могут выходить за пределы карбонатитового массива во вмещающие породы.

Наиболее широко распространены и представляют наибольший промышленный интерес анкеритовые и анкерит-доломитовые карбонатиты, главные минералы которых: анкерит, доломит, рибекит, крокидолит, хлорит, кальцит.

Редкоземельные минералы разнообразны: это фторкарбонаты (паризит, бастнезит, реже синхизит, карбо-цернаит, бербанкит), меньшее значение имеют фосфаты (монацит, флоренсит), кроме того редкие земли входят в состав апатита и пирохлора.

Кроме редких земель практическую ценность могут представлять ниобий, медь, цинк, свинец, молибден, стронций, торий, апатит, барит, флюорит.

Гидротермальные месторождения. Пространственно и генетически гидротермальные месторождения редких земель связаны с массивами щелочных граносиенитов, шонкинитов, шонкинит-сиенитов и приурочены к зонам тектонических нарушений.

Месторождения обычно комплексные: они разрабатываются на железо и редкие земли (преимущественно цериевой группы), попутно с ними добывают барит и флюорит. Из некоторых месторождений этого типа также попутно могут добывать ниобий, торий, уран.

Запасы железа в отдельных месторождениях оцениваются в сотни миллионов тонн, запасы редких земель — в миллионы тонн при содержании Tr2O3 от 1—5 до 30% (обычно, 5—10%).

Руды отличаются сложным минеральным составом. Главные минералы — карбонаты кальция, магния и железа, магнетит, гематит, барит, флюорит, кварц; в небольшом количестве присутствуют сульфиды (пирит, молибденит, сфалерит, галенит). Минералы редких элементов также многочисленны, из них наиболее распространены бастнезит, паризит, синхизит, монацит, торит.

Среди месторождений этого типа наибольшей известностью пользуется и наибольшими запасами отличается Маунтин-Пасс в Калифорнии (США). Месторождение находится в докембрийской метаморфической толще, прорванной массивами докембрийских биотитовых гранитов, сиенитов, шонкинитов и многочисленными дайками биотитовых шонкинитов и гранитов.

Рудные линзообразные тела приурочены к шонкинит-сиенитовому штоку, наиболее крупное из них Салфайд-Куин вытянуто в меридиональном направлении на 700 м при ширине до 200 м. Кроме линзообразных тел развиты многочисленные карбонатные жилы протяженностью сотни метров.

Главные минералы тела Салфайд-Куин — кальцит, анкерит, доломит, сидерит, стронциевый барит, баритовый целестин, кварц, бастнезит и паризит. Основной промышленный минерал — бастнезит, содержание которого в рудах обычно 5—10%, местами 60%.

Попутно с бастнезитом добывается барит.

Среднее содержание Tr2O3 в рудах 5%, а на эксплуатируемых участках 8—10%. Разведанные запасы редких земель этого месторождения составляют 25 млн. т, прогнозные около 100 млн. т.

Россыпные месторождения развиты широко, имеют важное промышленное значение, характеризуются большими запасами редкоземельных минералов.

Месторождения обычно комплексные — минералы редких земель (главным образом монацит, реже ксенотим и эвксенит) находятся в них совместно с цирконом, минералами титана (ильменитом, лейкоксеном, рутилом), тантало-ниобатами (колумбитом, танталитом, эвксенитом), касситеритом и др.

Россыпи ближнего сноса (делювиальные и пролювиальные) довольно широко распространены вблизи массивов монацитоносных пород различного возраста: гранитов, гнейсов, мигматитов, граносиенитов и др., но они обычно невелики и промышленное значение их ограниченно.

Более крупными запасами Tr2O3 (в отдельных случаях 500— 600 тыс. т) отличаются аллювиальные россыпи (Бразилия, США).

Наибольшее промышленное значение среди россыпных месторождений имеют прибрежно-морские, протягивающиеся на большие расстояния вдоль побережий Индии, Бразилии, Австралии, США (Флорида).

В разрабатываемых россыпях монацита содержится 0,3—12 кг/м3, иногда 20 кг/м3 (Шри-Ланка, Мозамбик), а запасы оцениваются в сотни тысяч и миллионы тонн (Индия, Австралия).

Монацит добывается вместе с цирконом и минералами титана (ильменитом, рутилом) и отделяется от них при обогащении.

Метаморфизованные россыпи известны в Канаде (Блайнд-Ривер) и США (Палмер и др.). Рудные минералы в них представлены монацитом, браннеритом, которые ассоциируют с уранинитом, ураноторитом, ильменитом, рутилом. Запасы Tr2O3 в рудах этих месторождений оцениваются в сотни тысяч тонн, а на месторождении Блайнд- Ривер 1,2 млн. т.

Кроме собственных месторождений дополнительным источником редких земель являются апатиты, из которых они могут извлекаться попутно при получении минеральных удобрений.

Редкоземельные месторождения – особенности, сложности и перспективы

     В последние несколько лет резко вырос интерес к редкоземельным металлам.

Это связано c изменением конъюнктуры рынка и развитием технологий, определяющих рост спроса на металлы и их сплавы, обладающие уникальными технологическими свойствами.

При этом стоимость некоторых лантаноидов, таких как тербий, лютеций, диспрозий, европий, сопоставима и в ряде случаев превышает стоимость золота и платины.

     К редкоземельным металлам (РЗМ) относят химические элементы побочной подгруппы III группы периодической системы Менделеева: скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Скандий (Sc), однако, не всегда относят к РЗМ.

Название “редкоземельные” дано в связи с тем, что они, во-первых, сравнительно редко встречаются в земной коре и, во-вторых, образуют тугоплавкие, практически не растворимые в воде окислы (такие окислы в начале 19 в. и ранее назывались “землями”).

В состав группы редкоземельных металлов входят элементы двух подсемейств, — цериевого (лёгкие — La, Се, Рг, Nd, Sm, Eu) и иттриевого (тяжёлые — Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). Несмотря на повсеместную распространенность редкозмельных элементов, их концентрации в земной коре достаточно низкие.

Месторождений характеризующихся высокой концентрацией редкоземельных элементов, позволяющих вести экономически эффективную добычу, чрезвычайно мало. Лантаноиды распространены в природе неодинаково, и элементы с четными атомными номерами встречаются значительно чаще, чем нечетные. Это обстоятельство сказывается на масштабах производств и ценах на редкоземельные металлы.

     В зависимости от конъюнктуры рынка и потребностей отраслей промышленности интерес к освоению месторождений и переработке РЗМ менялся. В последние годы он заметно возрос, в России и странах СНГ можно отметить повышенный интерес к месторождениям РЗМ со стороны иностранных инвесторов. Это обусловлено особенностями рыночной политики последних нескольких лет.

Китай, обладая обширной сырьевой базой, фактически монополизировал рынок РЗМ, ведя жесткую маркетинговую политику. В настоящее время Китаем контролируется около 95% рынка редкоземельных металлов. Введение Китаем ограничений на экспортные поставки РЗМ привело к панике на рынке, резкому росту цен и риску потери источника сырья для отдельных отраслей промышленности.

     Столь жесткие ограничительные меры, введенные Китаем, обусловили интерес высокотехнологичных компаний к формированию собственной ресурсной базы, в том числе за счет участия в проектах отработки месторождений редкоземельных металлов. Этим объясняется активность западных и азиатских корпораций к проектам по освоению месторождений и рудопроявлений редкоземельных металлов на территории СНГ, прежде всего в России, Казахстане и на Украине.

     Освоение редкоземельных месторождений в СНГ, несмотря на наличие спроса на конечную продукцию на мировом рынке, сопряжено с рядом сложностей, в т.ч.:

• – cложностями привлечения финансирования в проекты стадии Гринфилд; – достаточно сложным строением месторождений редкоземельных металлов, как правило, представленных комплексными рудами; – сложностями извлечения отдельных элементов, возникающими при обогащении руд редкоземельных металлов и на последующем металлургическом переделе;
• – проблемами лабораторной базы, необходимой для химических и минералогических исследований руд РЗМ.

     Необходимо отметить, что при работе на территории России следует учитывать особый статус редкоземельных месторождений, зачастую относящихся к стратегическим. Это накладывает определенный отпечаток на открытость информации о месторождениях и возможность участия иностранного капитала в их освоении.

В тоже время на государственной уровне фактически отсутствует работоспособная программы по проведению геологоразведочных работ с целью поиска новых месторождений.

Стратегический статус редкоземельных месторождений вполне оправдан, учитывая их значимость для обеспечения обороноспособности страны и необходимость развития современных отечественных инновационных производств.

     Фактически в России существует одно горнодобывающее предприятие, ведущее добычу руд, содержащих редкоземельные минералы – Ловозерский ГОК. В лопаритовых рудах Ловозерского месторождения содержание РЗМ достигает 1,12%. Извлечение редкоземельных металлов осуществляется попутно с титаном, танталом и ниобием.

     Обогащение рудного сырья Ловозерского ГОКа производится на Обогатительной фабрике «Карнасурт», расположенной в пос. Ревда Ловозерского района Мурманской области.

Главным рудным минералом является лопарит – минерал подкласса сложных оксидов, соединение, содержащее в переменных количествах оксиды титана, ниобия, тантала, редкоземельных элементов, стронция и тория.

В лопарите редкоземельные элементы относятся преимущественно к цериевой группе с преобладанием оксидов церия и лантана. В технической литературе лопарит обозначается формулами: (Na,Ce)TiO3, (REE,Na)(Ti,Nb)O3, (Na,Ce,Ca)(Ti,Nb,Ta)O3, (Na,Ce,Ca)2(Ti,Nb)2O6.

     Обогащение руды на фабрике осуществляется по развитой гравитационной схеме с доводкой гравитационного чернового концентрата электрической и магнитной сепарацией.

     Обогатительная фабрика выпускает один товарный концентрат – лопаритовый, характеризующийся содержанием лопарита на уровне ~95 % и его извлечением > 80 %. Химический состав лопарита непостоянный, содержание диоксида титана изменяется в пределах 36-40 %, пентаоксид ниобия – 6-15 %, пентаоксида тантала – 0,6-0,8 %. Содержание ΣTR2O3 достигает 34 %, в среднем составляя ~29 %.

Лопаритовый концентрат для дальнейшей переработки направляется на Соликамский магниевый завод (СМЗ). В основе технологического цикла СМЗ заложено производство магния путем электролиза солей магния с получением металлического магния и хлора. Хлор используется в качестве реагента для переработки сложного по составу редкометального сырья – лопаритового концентрата.

Производство по переработке комплексного редкометального сырья на СМЗ введено в действие в начале 70-х годов прошлого века. Принципиальная технологическая схема переработки лопаритового концентрата на РЗМ приведена ниже. Редкоземельной продукцией Соликамского магниевого завода являются карбонаты редкоземельных металлов, выпускаемые по ТУ 1767-004-00545484-2002.

Содержание ΣTR2O3 в карбонатах составляет ≥40 % с извлечением >95 %.

     Продукция Соликамского магниевого завода отличается высоким качеством и востребована на мировом рынке. Почти вся она поставляется за рубеж, в Эстонию, Австрию, США и другие страны.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема переработки лопаритового концентрата Ловозерского ГОКа на Соликамском магниевом заводе.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема переработки лопаритового концентрата Ловозерского ГОКа на Соликамском магниевом заводе

     Следует отметить, что неоднократно к данному производству проявляли интерес зарубежные (в т.ч. швейцарские, американские и японские) инвесторы. При разрыве производственных цепочек по переработке редкоземельного сырья и спроса со стороны промышленности в 90-е годы производство на комбинате стагнировало.

После резкого роста цен на РЗМ в конце 2000-х годов эффективность добычи лопарита на Ловозерском ГОКе увеличилась.

Передача контроля над данным рудником иностранному капиталу могла быть сопряжена с рядом рисков для государства, и весьма неслучайно, что были приняты превентивные меры, направленные на сохранение контроля над предприятием.

     Несмотря на существенный износ основных фондов, при соответствующем финансировании Ловозерский ГОК обладает большим потенциалом для роста производительности и повышения рентабельности разработки месторождения.

ГОК обладает значительной ресурсной базой. Запасы руды участка Умбозеро Ловозерского месторождения составляют около 28 млн. т, в том числе полезного минерала – 1,2 млн. т.

Кроме редкоземельных металлов в составе лопаритовых руд содержится значительное количество оксидов ниобия и тантала.

     Также следует отметить перспективы включения в отработку соседних участков недр, характеризующихся достаточно высоким содержанием редкоземельных металлов, в т.ч. с возможностью открытой добычи. Так, запасы руд участка Аллуайв составляют около 180 млн. т, месторождения Чингласуай – свыше 16 млн. т лопаритовых руд и 546 млн. т эвдиалитовых руд.

     В России были приняты поправки к законодательству, ограничивающие возможности контроля иностранного капитала в проектах отработки стратегических месторождений. Зарубежные инвесторы также рассматривают проекты по промышленному освоению месторождений редкоземельных металлов в странах СНГ.

Большинство из данных месторождений находится на стадии Гринфилд или в процессе опытной эксплуатации. Нужно отметить, что российский капитал обладает высокими стартовыми возможностями для реализации проектов в странах СНГ, включая протекционизм, «лояльность» местных властей, транспортную доступность и т.д.

Тем не менее, к сожалению, российские инвесторы не столь активны, как их зарубежные коллеги из Китая, Японии и других стран.

     Говоря о месторождениях руд, содержащих редкоземельные металлы, следует указать на существенное отличие их геологических и технологических характеристик. Однако практически на всех месторождениях редкоземельные элементы являются частью комплексных руд, включающих различные полезные компоненты.

При этом самостоятельных минералов источников РЗМ немного и зачастую редкоземельные металлы присутствуют в виде изоморфных примесей к другим минералам, или входит в состав комплексных минералов, включающих несколько полезных компонентов. Это накладывает сложности на геологический учет и технологию переработки руд.

Зачастую приходится искать баланс между извлечением РЗМ и других полезных компонентов.

     Последнее обуславливает соответствующий единый подход к переработке сырья данных месторождений.

Это, в первую очередь, – извлечение основного ценного компонента со сравнительно высоким целевым извлечением, во вторую очередь – попутное извлечение РЗМ в некий продукт с более или менее значимым достигаемым уровнем извлечения.

И под «достигаемым уровнем» в данном случае следует понимать, что РЗМ извлекаются в продукцию по принципу «как получится», либо вовсе никак не извлекаются.

     Такая картина наблюдается практически на всех эксплуатируемых российских месторождениях и месторождениях СНГ, независимо от того, какой минерал или элемент является целевым.

Исключением является Ловозерский ГОК, но не потому, что там имеет место целевой подход к излечению РЗМ, а лишь потому, что редкоземельные элементы наряду с титаном, танталом и ниобием присутствуют в составе минерала – лопарита – и их извлечение соответствует извлечению лопарита в лопаритовый концентрат.

В условиях роста цен на РЗМ происходит пересмотр статуса уже отрабатываемых месторождений или поставленных на баланс (титан-циркониевые, фосфористого сырья и т.д.).

Даже при относительно невысоких концентрациях редкоземельных элементов, ранее не рассматривавшийся, как источник доходности, в новых экономических реалиях стимулируется интерес к поиску технологий переработки с целью максимального извлечения редкоземельных элементов. Фактически месторождения приобретают статус комплексных, при этом в некоторых случаях вклад РЗМ в капитализацию проект освоения месторождения «паритетен» или превалирует над полезным компонентом ранее рассматривавшегося в качестве «основного» или «единственного».