До новых магнитов человечество еще не дожило

Эмбарго на экспорт редкоземельных металлов, которое Китай несколько месяцев назад по политическим мотивам установил в отношении Японии, поставило производителей высокотехнологичной продукции перед непростым выбором — либо срочно искать новые источники этого сырья, либо вообще обходиться без него

Зависимость производителей компьютерной техники, бытовой электроники и энерготехнического оборудования от редкоземельных металлов (химических элементов, имеющих в периодической системе Менделеева номера от 57 до 71) сегодня колоссальна. До конца 2010 года потребление этого сырья в мировом масштабе составит 125 тыс. т, а до 2015-го достигнет уже 225 тыс. Причем в этом прогнозе не учитываются потребности в данных металлах набирающего обороты производства турбин ветровых электростанций. Их важнейшей деталью являются постоянные магниты, которые изготавливают из редкоземельного неодима. Еще один такой металл, тербий, в свою очередь, используется для производства так называемого зеленого фосфора — он, в частности, находит применение в плоских экранах телевизоров и мониторов, лазерной технике и экономичных лампочках.

Несмотря на название, редкоземельные металлы встречаются в земной коре чаще, чем золото и платина. Но производство их связано с огромными сложностями. Во-первых, в минералах и горных породах они встречаются не по отдельности, а вперемешку. Поскольку химические свойства этих металлов практически сходны, разделение их — сложный и затратный процесс. Во-вторых, многие месторождения редкоземельных металлов содержат еще и радиоактивные уран или торий. Из-за этого добыча таких металлов является опасной, а в производственном цикле появляются дополнительные процессы.

На сегодняшний день на долю китайских производителей приходится более 90% мировых поставок редкоземельных металлов. Фактический статус монополиста в этой отрасли Китай приобрел за счет наличия богатых месторождений данных металлов, не очень строгих требований к экологичности при их производстве и дешевой рабочей силы. Эти факторы сдерживают наращивание выпуска драгоценного сырья, например, в США, которые до начала 1980-х являлись мировым лидером в этой отрасли.

В связи с этим специалисты занялись поиском альтернативных способов получения редкоземельных металлов. Как вариант рассматривается утилизация вышедшей из строя компьютерной и бытовой техники. Из пущенного в переплавку подобного электронного хлама сегодня повторно добывают золото, серебро и медь. 20% мирового спроса на платину удовлетворяется путем утилизации электроприборов. Можно ли подобным образом добывать и другие металлы — вопрос не столько технический, сколько экономический. Так, например, при нынешних технологиях из электрохлама добывают 25–30% содержащегося в нем палладия. Чтобы довести этот показатель до 40–50%, необходимо наладить дополнительные и более дорогостоящие производственные процессы. Дешевых и эффективных способов выловить каждый миллиграмм ценного металла в утиле пока не придумали. Да и самого вторсырья для этих целей может не хватить. Так, из 20 тыс. старых компьютеров (их средний вес составляет 100 т) в принципе можно извлечь 40 кг неодима. Однако, как посчитали немецкие специалисты, из 1,8 млн. т новой электронной техники, которая ежегодно продается в стране, в утиль поступает лишь около 38%. Остальное потребители либо оставляют пылиться в сараях, либо просто выбрасывают с разным мусором.

Не менее сложен и второй путь — обойтись в производстве электроники без редкоземельных металлов. Один из успешных примеров в этом отношении продемонстрировала компания Tesla Motors. В двигателе ее электромобиля Roadster вместо постоянного магнита используется электрический. Этим же путем пошли и другие представители автопрома. Гибридный двигатель, в котором не используются редкоземельные металлы, анонсировала компания Hitachi. Индукционный двигатель установлен также и в электромобиле BMW Mini E. Но и тут есть своя закавыка — электромагнит более тяжелый и громоздкий, чем постоянный. Поэтому, например, Toyota в автомобилях с гибридными двигателями использует только компактные магниты.
Не очень оптимистичные результаты дали попытки обойтись без редкоземельных металлов в производстве самих постоянных магнитов. Так, ученые из университета Небраски экспериментируют в этом плане с ферро-кобальтовыми сплавами. Однако магниты на их основе оказались вдвое слабее тех, в состав которых входит неодим.

Читайте Comments.ua в Google News