Регионы УрФО начали прорабатывать различные нестандартные технологии извлечения редкоземельных металлов. Среди наиболее инновационных решений эксперты называют методы переработки подтоварной воды — побочного продукта при добыче нефти. В частности, на этом кейсе серьезно концентрируются государственные вузы и научные центры "Газпрома", которые рассматривают отрасль РЗМ как потенциал для диверсификации бизнеса на фоне падения объемов добычи углеводородов. Впрочем, пока существуют только небольшие прототипы таких проектов, которые требуют доработки и дальнейшего внедрения. В альтернативных методах добычи РЗМ разбиралось Накануне.RU.
Тема РЗМ и интерес к новым способам их извлечения оживились после заявлений президента РФ Владимира Путина о возможности совместной работы с США. На днях стало известно о том, что редкоземельные металлы нашли в Югре. Как оказалось, группа ученых из ЮГУ еще в 2023 году провела на территории Ханты-Мансийска исследование химического состава природных вод, в том числе вод родников природного парка Самаровский Чугас.
И научное сообщество ХМАО-Югры готовится представить инновационный метод добычи редкоземельных металлов. По словам ректора Нижневартовского государственного университета (ЮГУ) Сергея Горлова, образовательное учреждение ведет работу с научно-технологическим центром "ЮНИТИ ПАРК" (учрежден правительством ХМАО).
"Вуз решительно настроен на сотрудничество с научно-технологическим центром по нескольким направлениям. Прежде всего, это внедрение новых технологий в нефтегазовой отрасли. А именно, исследование экономически значимой установки с последующей ее эксплуатацией для извлечения солей редкоземельных элементов из подтоварной воды", — заявил Сергей Горлов.
Аналогичные исследования ведутся и в более крупных вузах. Так, только в 2024 году УрФУ зарегистрировал четыре патента в области редкоземельных металлов, а за последние 12 лет университет получил 33 патента на изобретения в этой области.
"Предметом изучения являются вопросы выделения, концентрации и очистки металлов. Это уникальная группа металлов, которые справедливо называют "витаминами промышленности". Их используют в составе многочисленных сплавов для улучшения физических свойств. Они находят применение в электронике, автомобилестроении, атомной промышленности. При этом с развитием технологий расширяется и сфера применения этой группы металлов, поэтому изучение их перспективно и необходимо для формирования в будущем полного производственного цикла использования редкоземельных металлов", — отметил доктор химических наук, профессор кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Владимир Рычков.
К технологии извлечения РЗМ как побочного продукта нефтедобычи уже проявляют интерес крупнейшие добывающие компании. Так, например, "Газпром" рассматривает такую возможность как диверсификацию бизнеса. В научной работе "Извлечение лития из попутных вод нефтяных и газовых месторождений", составленной специалистами компании совместно с ТюмГУ, говорится о необходимости повышения рентабельности бизнеса на фоне ужесточения экологических норм, роста трудноизвлекаемых запасов углеводородов и мирового обвала нефтяного рынка.
"Существует много возможностей диверсификации нефтегазового бизнеса, одним из таких направлений является извлечение элементов из попутнодобываемых пластовых вод. Выделять возможно различные щелочные и щелочно-земельные металлы, маталлоиды, а также галогены, в зависимости от компонентного состава вод, например, литий, бор, рубидий, барий и прочие. Известно, что в настоящее время наблюдается дефицит лития, из-за чего можно наблюдать относительно высокую стоимость литий-ионных аккумуляторов", — говорится в научной статье.
Ученые делают основную ставку именно на извлечение лития. Это объясняется тем, что Россия не занимается производством литиевого сырья, а потребность обеспечивается только импортом. По данным рейтингового агентства АКРА, в 2017 году в страну ввезли 5,23 тыс. тонн карбоната лития преимущественно из Чили (60%) и Аргентины (38%), а также 223 тонны гидроксида лития (80% — из Китая, 20% — из США). В пересчете на металл это полторы тысячи тонн лития, то есть около 3% мирового потребления.
В работе, в частности, предлагается сорбционный метод извлечения лития из попутно-добываемой воды нефтяного месторождения. Рентабельность применения технологии достигается при минимальной концентрация лития — 190 мг/ л и объеме перерабатываемой жидкости — 1,2 млн м3/год.
Впрочем, переработка попутных нефтяных вод — не единственный новый источник получения РЗМ. Энергетические компании работают над технологией переработки золы угольных ТЭЦ с целью их извлечения. Так, например, подобную технологию предлагала ТГК-11. Способ относится к переработке кремнийсодержащего сырья, в том числе золошлаковых отходов ТЭЦ с целью получения ряда продуктов: высокодисперсного диоксида кремния, сульфата алюминия, концентрата редких и редкоземельных элементов.
Впрочем, пока подобные решения находятся в стадии разработки и не имеют широкого практического применения. Потому отраслевые аналитики делают ставку на разработку классических месторождений. По словам промышленного эксперта Леонида Хазанова, запасы РЗМ оцениваются в 28 млн тонн, а с учетом прогнозных ресурсов — еще 7 млн тонн.
"Все эти запасы поделены неравномерно по России. Они сосредоточены в основном в Мурманской области, Якутии, Красноярском крае, Туве и Забайкалье. Запасы Ловоозерского месторождения в Мурманской области, которое единственное в России разрабатывается, около 2 млн тонн. Запасы Томторского месторождения в Якутии, которое пока не разрабатывается, еще порядка 2,5 млн тонн. Технологии добычи все стандартные: либо шахтный способ, либо карьерный, ничего сложного. Что касается технологий переработки, это каскадирование и сорбция. Все они многоступенчатые, сложные и затратные. Но в России они есть еще с советского времени", — пояснил Накануне.RU Леонид Хазанов.
При этом эксперт отметил, что не располагает информацией о возможности извлечения РЗМ из пластовых вод.