(статья опубликована в журнале «Промышленность Казахстана», №5, октябрь 2008 г.)
Постоянное увеличение спроса на редкоземельные элементы связано с разнообразными областями их применения. Редкоземельные элементы играют ключевую роль в производстве материалов для высокотехнологичных сфер потребления, таких как электронная и электрооптическая отрасли, информационные технологии, биомедицина, охрана окружающей среды, энергосбережение. Они используются в производстве люминофоров, промышленной керамики, катализаторов для нефтеперерабатывающей и автомобильной промышленности, сверхпроводников, постоянных магнитов, высококачественного стекла, волоконной оптики, кислородных сенсоров, лазеров, аккумуляторных батарей с длительным сроком эксплуатации для электромобилей, кино- и фотоаппаратуры. Кроме того, РЗЭ находят широкое применение в традиционных сферах потребления, в частности металлургии.
Хотя уже сейчас существует широкий спектр сфер потребления редкоземельных металлов, в условиях наблюдаемой тенденции к повышению их производства, вполне вероятно появление новых отраслевых рынков сбыта. Средняя импортная цена редкоземельных металлов, например в Японии, за последний год повысилась более чем вдвое. В долговременной перспективе прогнозируется дальнейшее увеличение спроса на редкоземельные элементы, а, следовательно, и повышение цен.
Основными источниками РЗЭ являются минералы бастнезит, монацит, лопарит, фосфорит, апатит. В мире имеется лишь небольшое число месторождений этих минералов, рентабельных для разработки. Крупные месторождения монацита расположены в Австралии, Бразилии, КНР, Индии, Малайзии, ЮАР, Шри-Ланке, Таиланде и США. Однако добыча и переработка монацита сейчас значительно сократились как вследствие поступления на рынок других видов сырья, так и по экологическим соображениям (ввиду содержания в нем радиоактивного тория). В этой связи основной упор, в настоящее время, делается на баснезитовые месторождения. Наибольшая часть мировых экономических ресурсов бастнезита сосредоточена в КНР и США.
Китай вообще обладает крупнейшими в мире ресурсами редкоземельных элементов. Согласно оценке специалистов в стране сконцентрировано более 40% всех мировых запасов РЗЭ. По сведениям Industrial Minerals на втором месте в мире по запасам редкоземельного сырья находится СНГ. В России РЗЭ залегают на лопаритовом месторождении Кольского полуострова. Достаточно богато редкоземельными элементами, в частности, иттрием, российское Катугинское месторождение. Запасы редких земель имеются в Киргизии на месторождении Ак-Тюз. США занимают третье место в мире по природным запасам редкоземельных элементов. Крупным месторождением бастнезита, не разрабатываемым в настоящее время, является Mountain Pass (шт. Калифорния).
В Казахстане проведены работы по изучению элементного состава и оценке геохимического спектра более 30 месторождений. Полученные результаты свидетельствуют о том, что высоким содержанием редкоземельных элементов, редких металлов и золота характеризуются урановые месторождения. В них преимущественно накапливаются легкие лантоноиды (лантан, церий), среди редких металлов преобладают гафний и сурьма. Максимальное содержание тяжелых лантоноидов (иттербий, лютеций) отмечаются в месторождениях Заозерное и Тастыкольское Коксенгирского рудного узла. Выявлены высокие концентрации самария, лютеция, скандия, гафния, сурьмы, циркония, ниобия, иттрия, европия на некоторых участках Грачевского узла. Высоким содержанием редкоземельных элементов и редких металлов отличаются месторождения Балхашского узла, концентрирующего тантал, гафний и отчасти европий, иттербий, лютеций. По специфическому набору редких металлов и редкоземельных элементов выделяется группа Шоккарагайских рудопроявлений и аномалий. В оловорудных зонах месторождений Донецское и Сырымбет выявлены лантан, церий, самарий, европий, иитербий, лютеций, скандий, гафний в ряде случаев золото, а в колумбите Лосевского месторождения - промышленно высокие содержания самария, иттербия, скандия, гафния и урана. Кроме урановых руд, по данным Института геологических наук, редкоземельные элементы залегают в титано-редкоземельном месторождении Кундыбай, редкометалльных - Верхнее Кайракты, Жанет, Южный Жаур, Коктенколь, Верхнее Эспе, Йосор, Карасу, в фосфоритовом массиве Каратау и карбонатитовых - Дубравский, Красномайский и Барчинский.
Учитывая, что природные рудные скопления любых металлов не воспроизводятся, остро встает проблема эффективного и экономичного использования накопленных техногенных отходов горно-металлургического и химического комплекса, которые отличаются высоким содержанием недоизвлеченных основных и сопутствующих ценных компонентов. Широкое использование техногенных минеральных образований в Казахстане позволит повысить ресурсосбережение в огромных масштабах за счет экономии эксплуатационных и капитальных затрат на разведку и добычу минерального сырья, а также отчасти решить экологическую проблему. Среди техногенных отходов, богатых редкоземельными элементами, следует отметить фосфогипс – продукт переработки фосфоритов и апатитов на минеральные удобрения, отвальные кеки вольфрамового производства, а также промпродукты переработки урановых руд. Содержание редкоземельных элементов в данных техногенных отходах составляет 0,5-0,6 %, что соответствует некоторому рудному сырью. Техногенное сырье, в отличие от минерального, вскрывается легче в связи с измененным фазовым составом. Поэтому технология получения концентрата РЗЭ из промышленных отходов не требует больших капитальных затрат и сравнительно проста в осуществлении.
В настоящее время в Казахстане практически отсутствует собственное производство редкоземельных элементов, хотя имеются все необходимые предпосылки для его создания и развития. Ранее производителем редкоземельных металлов в республике являлся Иртышский химико-металлургический завод. С 1999 года он разделен на две части и продан в частную собственность отдельными лотами: ТОО «Иртышская редкоземельная компания» («ИРЗК»), где перерабатывают привозные концентраты с получением редкоземельных металлов и АО «ИХМЗ», где имеются мощности по производству ниобия. Однако «ИРЗК» не загружена в полную мощность, в связи с отсутствием в Казахстане производства редкоземельных концентратов. В настоящее время в республике активно разрабатываются технологии получения редкоземельных концентратов из рудного и техногенного сырья.
Такие предприятия, как ТОО «Целинный Брадентон Кемикалс» в г. Степногорске, завод по производству минеральных удобрений в г. Таразе имеют возможность разместить на своей территории мощности по переработке техногенных отходов с получением концентратов редкоземельных элементов. Получение конечной продукции, соединений РЗЭ, можно организовать на ТОО «ИРЗК». Таким образом, просматривается замкнутая цепочка производства РЗЭ в Казахстане, что особенно важно на сегодняшний день, т.к. создание и развитие редкоземельной отрасли в республике позволит вывести промышленность Казахстана на качественно новый технический уровень.