Название «редкоземельные» не означает, что эти металлы редко встречаются в недрах земли. Некоторые из них попадаются даже чаще, чем медь, свинец или олово, но их концентрация на отдельно взятых участках делает промышленную добычу коммерчески невыгодной. В природе редкоземы преимущественно встречаются в рассеянном состоянии — они наряду с другими металлами входят в состав разнообразных минералов, из которых практически невозможно выделить нужные РЗЭ.
Сегодня из земной коры получают лишь 2-3% от всех применяемых редкоземельных элементов, остальные извлекают из отходов минеральных, в том числе фосфорных, удобрений. Сложность добычи редкоземов приводит к тому, что использование даже небольшого их количества в производстве значительно увеличивает стоимость конечной продукции. При этом РЗЭ не обязательно должны быть в составе получаемого потребителем товара. К примеру, в бензине нет редкоземельных элементов, но для его производства используют цериевые и лантановые катализаторы, цена которых включается в стоимость готового продукта.
Всего известно 17 редкоземельных элементов — 15 лантаноидов, скандий и иттрий. В таблице хим. элементов Дмитрия Менделеева они располагаются под номерами с 57 по 71, а также под номером 21 и 39. Все они обладают схожими физико-химическими характеристиками, в том числе:
Несмотря на сходство редкоземельных элементов между собой, каждый из них занимает собственную технологическую нишу. К примеру, неодим (Nd) и самарий (Sm) чаще всего применяются для создания постоянных магнитов; европий (Eu), тербий (Tb) и диспрозий (Dy) — для люминесцентных источников света; гадолиний (Gd) — для оптической и магнитной регистрации.
С развитием технологий увеличивается и мировое потребление редкоземов: за первое полугодие 2022 года спрос на РЗЭ относительно аналогичного периода 2021 года вырос более чем на 60%. Основные области применения:
По оценкам аналитиков, в ближайшие годы спрос на редкоземельные металлы будет стремительно увеличиваться. В частности, это связано с расширением производства электромобилей и гибридных авто: для изготовления силового агрегата и трансмиссии для одного такого транспортного средства требуется более 2,5 кг постоянных магнитов.
Неодимовые магниты также являются одним из основных элементов ветряных турбин. Сегодня в мире насчитывается около 30 тысяч ветрогенераторов разной мощности, и для производства каждого из них было использовано от 100 до 700 кг постоянных магнитов на каждый мегаватт преобразованной энергии.
Еще одна перспективная отрасль, которая с каждым годом требует все больше редкоземов — робототехника и роботизация производственных процессов. За последние 12 лет производство роботов увеличилось почти в 10 раз. К примеру, в 2010 году в мире было собрано всего 60 тысяч изделий, а в 2022 – только в Китае произведено 366 тыс. единиц роботизированной техники. Эта сфера остро нуждается в непрерывных поставках неодима для постоянных магнитов электродвигателей, также она обеспечивает высокий спрос на другие редкоземельные металлы, необходимые для изготовления датчиков, процессоров, жестких дисков и т. д.
Главный поставщик редкоземельных металлов в мире — Китай. Но в связи с растущим спросом на РЗЭ и их стратегической важностью все больше стран занимаются собственными разработками в области добычи и производства редкоземельных элементов. По предварительным оценкам, Россия находится на 5 месте в мире по природным запасам РЗЭ. Но пока более 90% редкоземов импортируются в страну из-за границы. К 2025 году этот показатель планируют снизить до 50% за счет освоения новых месторождений и строительства крупных перерабатывающих предприятий, которые позволят получать РЗЭ из отходов минеральных удобрений.
