Мировой взлёт интереса к редким и редкоземельным металлам для России оказался поводом рассчитать собственный баланс: какие запасы разведаны, где расположены и насколько рентабельна добыча. А с учётом многолетней нефтяной и газовой ориентации отечественной экономики логичным становится поиск истины… в воде, точнее в гидроминеральном сырье, например в промышленных водах нефтяных месторождений.
И это настоящий жидкий «Клондайк»! Новые технологии извлечения позволяют добывать из вод литий, рубидий, цезий, ниобий, скандий, а кроме того йод, спрос на который тоже растёт.
Почему Россия — один из признанных мировых лидеров по запасам редкоземельных металлов в советском прошлом — прекратила их добычу? Ответов на этот вопрос много, но, пожалуй, наибольший вес имело отсутствие достаточного спроса и высокая стоимость добычи РЗМ из руд. Но теперь ситуация меняется: редкие и редкоземельные металлы, как нефть и газ, становятся своего рода «топливом» для разогрева и ускорения высокотехнологичных отраслей.
Как пояснил председатель правления российской Ассоциации редких и редкоземельных металлов Игорь Демидов в интервью «Стране Росатом», вся линейка этих элементов сегодня задействована в высокотехнологичных отраслях. Например, постоянные магниты для генераторов и электродвигателей производятся на основе неодима, празеодима, диспрозия и всей группы редкоземельных элементов. В ядерной энергетике выгорающие добавки в урановом топливе тоже включают РЗМ.
Радиоэлектроника, аккумуляторы, оптика, рентгеновские установки, конденсаторы, средства связи и компьютеры, катализаторы, легирующие добавки для специальных сплавов и инновационных материалов — всё это производят с участием редкозёмов. Закономерно, что развитие их внутреннего производства включено сразу в несколько государственных программ, в том числе «Технологии новых материалов и веществ», цель которой — к уже к 2030 году выйти на стопроцентную независимость от импорта. Речь в числе прочего идёт о создании полной цепочки производства лития.
Кондиционными считаются воды, содержание элементов в которых превышает в мг/дм3: рубидия — 3, цезия — 0,5, калия — 1000, стронция — 300. Недаром промышленные воды называют «жидкой рудой».
Литиеносные провинции
Возможности добычи этого металла из гидроминерального сырья вызывают особый интерес. Промышленными специалисты называют подземные воды, содержащие полезные ископаемые в концентрациях, позволяющих извлекать их для производства. Ещё в прошлом веке сибирская «Экостар-Наутех» разработала и апробировала технологию получения лития и брома на базе рассолов, рассказала Екатерина Михеева, ведущий специалист Центра ОМСН ФГБУ «Гидроспецгеология».
Выступая в конце прошлого года на второй научно-практической конференции Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья (ВИМС), эксперт отметила, что анализ геологического строения территории России позволил выделить перспективные локализации литиеносных промышленных вод в Пермском крае, в Западной и Восточной Сибири, Оренбургской области, Дагестане и Якутии.
Важным, но не единственным преимуществом подземных вод как сырьевого источника является низкая себестоимость добычи, ведь эксплуатация водных месторождений редких элементов и РЗМ не требует капиталоёмких и долгосрочных вложений в горные разработки. Поэтому во многих странах мира учёные и инженеры ищут истину в воде, то есть исследуют новые методы извлечения этих элементов именно из промышленных вод.
Это комплексный, малоотходный, обладающий большим эксплуатационным потенциалом метод, который может применяться для разработки промышленных вод нефтегазоносных провинций, кимберлитовых трубок и других объектов, где уже развернуты производственные площадки, а значит, и затраты будут меньше.
Одним из наиболее доступных источников литиеносных промышленных вод являются кимберлитовые трубки. В поликомпонентных рассолах трубки «Удачная» в Якутии среднее содержание лития достигает 148 мг/л, пишут сотрудники «Гидроспецгеологии» Екатерина Михеева и Ярослав Егоров в своей статье «К вопросу о содержаниях лития и попутных компонентов в подземных водах перспективных площадей территории России».
Воды Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции содержат повышенные концентрации не только лития, но также йода, брома, бора, стронция, магния, рубидия, цезия, германия. Впрочем, есть и минусы, связанные с приоритетом режима эксплуатации месторождений для добычи основных полезных ископаемых. Запуск сопутствующего производства из гидроминерального сырья нужно увязать с основными целями и планами добывающих компаний. Однако интерес к таким проектам становится все «горячее».
В начале 2024 года на Юрубчено-Тохомском и Куюмбинском месторождениях «Роснефть» испытала технологию получения карбоната лития из пластовой воды с помощью мобильной установки с применением сорбента. Технологию разработала дочерняя компания «Красцветмета». За два с небольшим месяца удалось получить более 300 кг карбоната лития. Затем аналогичные испытания прошли в Оренбургской области.
Попробуем рассолы?
Впечатляющие концентрации редкоземельных металлов содержатся в рассолах Волго-Уральской, Тимано-Печорской и Северо-Кавказской нефтегазоносных провинций. Кроме того, к числу самых перспективных источников отечественных редких и редкоземельных богатств эксперты относят и кимберлитовые трубки. Поликомпонентные рассолы трубки «Удачная» в Якутии, поясняет Екатерина Михеева, только лития содержат 148 мг/л. По мнению исследователя, для промышленного
освоения достаточно от 10 мг/л. А новые сорбенты позволяют использовать и воды победнее.
Изучением редкоземельного потенциала Республики Саха может заняться кластер РЗМ, который планируется здесь создать. Как отмечает заведующий лабораторией Института горного дела Севера им. Н. В. Черского, доктор технических наук Андрей Матвеев, у Якутии в целом большие возможности в плане добычи редкозёмов.
Ученые Института нефтегазовой геологии и геофизики тоже ратуют за развитие технологий получения редкоземельных металлов из рассолов вместо затратной добычи из руды. По словам заведующего лабораторией гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири ИНГГ Дмитрия Новикова, создание небольших редкоземельных производств на лицензионных участках добывающих компаний нефтегазовой отрасли может стать прибыльным делом. Особенно на тех участках, где объёмы добычи падают. К положительным эффектам такого сценария учёный относит ускоренное развитие инфраструктуры для добычи из гидроминерального сырья.
При этом г-н Новиков среди прочего делает акцент на подтоварных водах, которые получаются при очистке сырой нефти от пластовой воды после отстаивания в резервуарах. По его мнению, это может оказаться не менее рентабельным, чем добыча промышленных компонентов из рассолов Сибирской платформы.
При размещении расcольных производств на месторождениях нефти и газа недропользователи получают и ещё одно весомое преимущество — экологическое. Переработка попутных рассолов из скважин — занятие трудоёмкое и требующее вложений, ведь они плохо поддаются наземной очистке. А с извлечением востребованных в экономике редкоземельных компонентов утилизация неизбежно превращается в капитализацию.
Йод — медицинский и космический
Отвлечёмся от животрепещущей темы РЗМ и обратим внимание на другие полезные элементы, которыми богато гидроминеральное сырьё. Один из них, несомненно, йод. Почему сегодня выгодно добывать данный элемент? Во-первых, во всём мире цены на этот незаменимый для производства многих полезных вещей компонент стабильно растут в течение 5 лет.
Ведущими его поставщиками на мировом рынке являются Чили и Япония. Кроме того, в десятку входят Азербайджан, Туркменистан, Иран. На Земле 95% добываемого йода получают из рассолов. Основная добыча приходится на попутные воды нефтяных месторождений. В Чили йод добывают из натриевой селитры, а участки разработки находятся на тех же знаменитых высокогорных солончаках, откуда извлекают литий.
Если говорить о сферах применения йода, то их перечень постоянно растёт: помимо привычных фармацевтических препаратов, пищевых добавок для людей и кормов для животных, это косметика, рентгеноконтрастные материалы, производство жидкокристаллических дисплеев, нейлона и синтетического каучука. А кроме того, космические технологии: йод — важный компонент для ионных двигателей.
В СССР йод извлекали из природных вод, и его выпускали Бакинский йодный, Ново-Нефтечалинском йодобромный (Азербайджан), Челекенский химический, Небид-Дагский йодный (Туркмения), Троицкий йодный заводы и Уральский ПО «Галоген».
Пока добыча полезного элемента в стране идёт на самых малых оборотах. До прошлого года почти 90% йода в страну поставляли из-за границы. Почему так произошло? Как пояснила Екатерина Михеева, на госбалансе, по данным на 2024 год, стояло всего 6 йодных месторождений: Славяно-Троицкое, Леонидовское, Астраханское, Краснокамское, Тюменское и Северодвинское.
Но, как и с РЗМ, ситуация кардинально меняется. В прошлом году в Приморском муниципальном округе Архангельской области было выявлено крупнейшее в России месторождение йодных вод. Их особенность в том, что оно находится неглубоко — на уровне около 100 метров, а обычно этот показатель превышает отметку в километр. Запасов хватит на 25 лет при планируемой производственной мощности 120 тонн йода в год.
Как оказалось, месторождение очень удачно расположено: на территории опережающего развития «Столица Севера», где предполагают создать производства в сфере косметологии, фармацевтики и оборонно-промышленного комплекса. После выхода на проектную мощность инвесторы обещают закрыть до 50% потребности России в этом компоненте.
А мы вернёмся к тезису о широком распространении пластовых вод, которые могут и должны стать источником добычи. Пожалуй, главной проблемой на данный момент эксперты считают недостаток данных, подтверждённых пробами и другими исследованиями. Они необходимы для промышленных масштабов освоения гидроминерального сырья. Но время пришло: будущее за этим экологичным и сравнительно недорогим способом извлечения стратегических металлов и других полезных и нужных элементов.
Текст: Мария Кузнецова
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.