Редкоземельные металлы играют ключевую роль в современной экономике.
Многие из них необходимы при производстве электроники, электромобилей, ветряных турбин и передовых систем обороны. Однако не все из 17 элементов этой группы имеют одинаковое значение для промышленности и технологий. Какие из них действительно определяют технический прогресс, а какие остаются в тени?
Редкоземельные металлы — это группа из 17 химических элементов, которые играют ключевую роль в современных технологиях. Вопреки видимости, название не означает, что они крайне редки в земной коре. Большинство из них довольно часто встречаются в земле, однако трудность состоит в том, чтобы извлечь их в чистом виде экономически выгодным способом. Другими словами: приобретение редкоземельных металлов очень дорого и зачастую нерентабельно, поскольку они встречаются в небольших, рассеянных количествах и чаще всего в сочетании с другими элементами. А это делает их приобретение и выделение в чистом виде затруднительным и зачастую нерентабельным.
Список редкоземельных металлов:
- Скандий (Sc).
- Иттрий (Y).
- 15 лантаноидов, которые мы делим на легкие и тяжелые.
- Легкие редкоземельные металлы (LREE – Light Rare Earth Elements).
Они имеют меньшую атомную массу (легче), более распространены в природе и их легче извлечь.
Лантан (La), Церий (Ce), Празеодим (Pr), Неодим (Nd), Прометий (Pm), Самар (Sm). - Тяжелые редкоземельные металлы (HREE – Heavy Rare Earth Elements).
Они тяжелее как по весу, так и по добыче, потому что их меньше, они более редки и их труднее добывать.
Европий (Eu), Гадолиний (Gd), Тербий (Tb), Диспрозий (Dy), Гольмий (Ho), Эрбий (Er), Тулий (Tm), Иттербий (Yb), Лютеций (Lu).
Свойства редкоземельных металлов:
- Высокая магнитная проводимость – некоторые из них, такие как неодим или диспрозий, имеют решающее значение в производстве сильных постоянных магнитов.
- Особые люминесцентные свойства – используется в светодиодных экранах, люминесцентных лампах и лазерах (европий, тербий, церий, гадолиний, диспрозий, празеодим, лютеций).
- Химическая и термическая стойкость — позволяет использовать в металлических сплавах, катализаторах и жаропрочных элементах (церий, неодим, празеодим, гадолиний, лютеций, тербий).
- Легкость и механическая прочность – важен в авиационной и автомобильной промышленности (скандий, лантан, церий, неодим, празеодим).
- Способность образовывать сплавы и соединения с другими элементами. – что позволяет точно регулировать свойства материала.
Большинство редкоземельных металлов используются в технике и энергетике, главным образом для производства неодимовых магнитов (электрических и гибридных двигателей, ветряных турбин, аудиоаппаратуры), для производства светодиодных ламп, ЖК-экранов, телевизоров и мониторов, а также для производства батарей и аккумуляторов.
| Металл | Наиболее важные приложения |
|---|---|
| Лантан (Ла) | NiMH аккумуляторы, объективы фотоаппаратов, автомобильные каталитические нейтрализаторы |
| Церий (Ce) | Полировка стекол, катализаторы, специализированные аккумуляторы |
| Празеодим (Pr) | Неодимовые магниты, стеклянные фильтры, галогенные лампы. |
| Неодим (Su) | Неодимовые магниты (динамики, моторы), лазеры, наушники |
| Самар (См) | Магниты SmCo, лазеры, нейтронный контроль в реакторах |
| Европий (ЕС) | Светодиодные лампы, люминесцентные красители, экраны |
| Гадолиний (Gd) | Контраст при МРТ, магнитных материалах, сверхпроводниках |
| Тербий (Тб) | Зеленые пигменты, магниты, лазеры |
| Диспрозий (Dy) | Высокотемпературные магниты, люминесцентные лампы, металлические сплавы. |
| Холм (Хо) | Лазеры, магниты, магнитные материалы |
| Эрбий (Эр) | Лазеры, оптоволокно, тонировка стекол |
| Тул (Тм) | Лазеры, рентгеновские трубки, радиоизотопные батареи |
| Иттербий (Yb) | Лазеры, металлические сплавы, атомные часы |
| Лютеций (Lu) | Катализаторы, научные исследования, ядерная медицина |
| Скандий (Sc) | Алюминиевый сплав (авиационный), светодиодное освещение, аккумуляторы |
| Иттрий (Y) | Магниты, сверхпроводники, керамика, светодиоды |
Какие редкоземельные металлы являются наиболее важными?
Конечно, те, которые имеют ключевые применения в современных технологиях и энергетике и без которых промышленность в ее нынешнем виде была бы невообразима. Наиболее стратегическими элементами являются:
- Неодим (Nd), который буквально обеспечивает возобновляемую энергию и экологически чистые транспортные средства. Неодимовые магниты изготавливаются из неодима, необходимого для производства электродвигателей, ветряных турбин, наушников и жестких дисков. Годовая добыча этого элемента существенно колеблется, но обычно находится в пределах 7-10 тыс. тонн, из которых около 90% добывается Китаем, а остальное — США, Бразилией, Индией, Шри-Ланкой и Австралией.
- Празеодим (Pr) – часто используется вместе с неодимом в магнитах и металлических сплавах.
- Диспрозий (Dy) – повышает устойчивость неодимовых магнитов к высоким температурам.
- Тербий (Тб) – используется в магнитах, производстве красителей и экранов.
Добыча редкоземельных элементов
К сожалению, официальных и достоверных данных как о производстве, так и о потреблении редкоземельных элементов нет. Можно полагаться только на более или менее точные предположения, такие как оценки Геологической службы США (USGS) на 2024 год:
- Добыча всех РЗЭ в мире в 2024 году составит примерно 390 000. тон.
- Около 270 тыс. (около 70%) тонн РЗЭ добыто в Китае.
- Второе место по производству заняли США с объемом производства около 45 000 штук. тонн (11,5%).
- Далее следуют Бирма (31 тыс. тонн), Австралия (13 тыс. тонн), Нигерия и Таиланд (по 13 тыс. тонн), Индия (2,9 тыс. тонн), Россия (2,5 тыс. тонн), Мадагаскар (2 тыс. тонн) и другие страны с символической добычей, например, 300 тонн во Вьетнаме или 20 тонн в Бразилии.
- Разведанные месторождения РЗЭ в мире оцениваются примерно в 90 млн тонн. Половина из них находится в Китае, 21 миллион — в Бразилии. Другими странами с крупными выявленными месторождениями являются Индия, Австралия, Россия (3,8 млн тонн) и Вьетнам.
Стоит написать несколько слов о мировом доминировании Китая в мировом производстве редкоземельных металлов, поскольку оно имеет серьезные последствия практически для всего мира. Поднебесная играет ключевую роль в мировом производстве РЗЭ.
Возьмем два примера, последний из которых касается 2025 года.
2025: Китай вводит ограничения на экспорт редкоземельных металлов.
- В апреле 2025 года Китай ввел ограничения на экспорт семи ключевых тяжелых редкоземельных металлов, а именно самария, гадолиния, тербия, диспрозия, лютеция, скандия, иттрия, а также на продукцию из них, в том числе неодимовые магниты. Кроме того, для каждого отгруженного товара требовалась экспортная лицензия, а также необходимость раскрытия получателя и планируемого использования. С апреля по сентябрь цена на неодим выросла почти вдвое. Это был ответ Пекина на повышение американских тарифов.
- В октябре Китай добавил в список еще пять металлов — гольмий, эрбий, тулий, европий и иттербий. Кроме того, добавлены ограничения, такие как контроль за технологиями и оборудованием, используемыми для добычи и переработки РЗЭ, производства и переработки магнитных материалов. Китай распространил контроль на товары, производимые за пределами государства, если они содержат хотя бы минимальное количество китайских редкоземельных материалов.
- В ноябре 2025 года после встречи лидеров Китая и США некоторые октябрьские ограничения были приостановлены на год.
2010-2012: ограничения на экспорт редкоземельных металлов.
Прекрасным примером того, как Пекин может использовать свое доминирующее положение на рынке РЗЭ, являются экспортные ограничения 2010-2012 годов.
- Точкой обострения стал сентябрь 2010 года. Тогда произошла неформальная блокада экспорта РЗЭ в Япония после спора об островах Сенкаку и Дяоюйдао. Официально Китай не запретил экспорт, но на практике Япония была полностью отрезана от поставок на несколько недель.
- Пекин ввел ограничения на экспорт (квоты) на редкоземельные металлы и ограничил количество компаний, имеющих право на экспорт. Он тоже начал обеспечить соблюдение экспортных пошлин (до ок. 25%) и дополнительные налоги. В то же время был ужесточен экологический контроль.
- В 2011 году меры были ужесточены за счет дальнейшего сокращения экспортных квот (около 35-40% по сравнению с предыдущими годами), дальнейшего сокращения количества экспортных лицензий и сохранения таможенных пошлин и налогов.
- В результате такой политики цены на неодим выросли в несколько раз, как и на диспрозий и тербий, поскольку многие цепочки поставок были прерваны.
Несмотря на то, что все больше стран говорят о необходимости снизить зависимость от Китая в поставках редкоземельных металлов, на практике это довольно сложно. США наиболее привержены этой теме. Она получает металлы из месторождения Маунтин-Пасс в Калифорнии и хотела бы в конечном итоге стать полностью независимой от Китая. Однако предстоит еще долгий путь: майнинг в 2024 году в США составит примерно 45 000. тонн, а в Китае прав в 6 раз больше, около 270 тыс. тон.
