ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2010, том 52, № 5, с. 475-480
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ =
УДК 553.493
НОВЫЙ МЕТОД ПЕРВИЧНОЙ ОЦЕНКИ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ РУД
© 2010 г. В. В. Середин
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 11.05. 2010 г.
Разработан новый метод первичной оценки РЗЭ-сырья, базирующийся на классификации редкоземельных элементов по уровню их востребованности промышленностью. Для первичной оценки предлагается использовать коэффициент перспективности РЗЭ-руд, представляющий собой величину отношения доли дефицитных металлов в сумме всех РЗЭ к доле избыточных: Кпер = (Nd + Eu + + Tb + Dy + Er + Y/E REE)/(Ce + Ho + Tm + Yb + Lu /E REE). Проведен сравнительный анализ РЗЭ-руд различных генетических типов с использованием этого коэффициента. Показано, что предложенный метод позволяет не только легко и просто разбраковывать вновь открытые объекты на ранних стадиях их изучения, но и по-новому оценить возможную роль в решении глобальных сырьевых проблем хорошо известных, в том числе отрабатываемых сейчас, месторождений.
ВВЕДЕНИЕ
Редкоземельные (РЗЭ) руды, возможно, являются самым сложным для оценки видом минерального сырья. С одной стороны, это обусловлено удивительным многообразием генетических и минералого-геохимических типов РЗЭ-руд, имеющих различные технологические свойства, с другой — необходимостью учитывать содержания сразу 15 редкоземельных металлов (14 лантаноидов и иттрий), стоимость и уровень потребления которых отличаются на порядки. Все эти особенности отражаются в том, что такие, казалось бы, незыблемые критерии оценки перспективности любых рудных объектов, как запасы и суммарные содержания металла, в данном случае отступают на второй план. Например, сегодня успешно отрабатываются как гигантские (запасы миллионы-десятки миллионов т) и богатые (содержание РЗЭ 5— 10%) бастнезит-монацитовые месторождения в кар-бонатитах и щелочных магматических комплексах, так и мелкие (запасы 3-12 тыс т) и бедные (РЗЭ — 0.05—0.2%) ион-сорбционные месторождения в корах выветривания.
Такая ситуация определяется прежде всего различиями в индивидуальном составе РЗЭ-руд этих месторождений и их технологических свойствах. Поэтому на первый план выдвигаются именно эти критерии оценки перспективности данного сырья. Очевидно, что на начальной стадии изучения рудных объектов можно использовать только первый критерий, так как данные технологических испытаний всегда появляются гораздо позже информации о концентрациях в рудах всех 15 РЗЭ.
Адрес для переписки: В. В. Середин. E-mail: seredin@igem.ru
Особую остроту проблема оценки перспектив РЗЭ-сырья на основе данных о его индивидуальном составе приобрела в 2009 г., когда мировая экономика столкнулась с очередным сырьевым, на этот раз редкоземельным, кризисом. Причины и возможные пути его преодоления широко освещались во многих печатных и электронных средствах массовой информации (Ыйоп, 2009), а также обсуждались на многочисленных международных конференциях. По общему мнению, выход из создавшейся ситуации есть только один — поиск и скорейший ввод в эксплуатацию новых месторождений. Такие работы сейчас ведутся во многих странах мира. Поэтому вопрос о методе оценки перспективности РЗЭ-руд на основании первых полученных аналитических данных о содержании в руде всех лантаноидов и иттрия приобрел особую актуальность.
Необходимость учета при оценке РЗЭ-сырья вариаций в содержаниях различных лантаноидов и иттрия, часто наблюдающихся даже у руд, однотипных в генетическом и минералогическом отношениях, стала очевидна уже давно (Усова, Солодов, 1989; Со-лодов и др., 1993). Традиционно считается, чем больше в рудах тяжелых РЗЭ, которые гораздо меньше распространены в природе, чем элементы начала лантаноидного ряда, и которые имеют в среднем более высокую стоимость, тем выше качество сырья. Поэтому при его оценке обычно используется либо соотношение в рудах легких и тяжелых РЗЭ, либо их процентный вклад в суммарное содержание данных металлов. Однако на практике использовать этот критерий не так просто в связи с отсутствием общепринятых представлений о том, какие же РЗЭ следует относить к этим группам.
475
7*
Таблица 1. Классификации РЗЭ, используемые при оценке РЗЭ-руд
Легкие РЗЭ Тяжелые РЗЭ Источник
La-Nd Sm-Lu+Y Солодов и др., 1993
La-Sm Eu-Lu+Y www.avalonraremetals.com, 2010
La-Eu Gd-Lu Mariano etal., 2008
La-Gd Tb-Lu+Y Hedrick, 2010
La-Gd Tb-Lu www.matamec.com, 2009
В табл. 1 приведены только несколько мнений по этому вопросу, принадлежащих тем специалистам и сырьевым компаниям, которые используют двухчленную классификацию РЗЭ. Если принимать во внимание точки зрения тех, кто придерживается трехчленной классификации РЗЭ, предусматривающей выделение, наряду с легкой и тяжелой, также средней группы РЗЭ, то существующие расхождения по этому вопросу просто поражают (Hatch, 2009).
Некоторые авторы при оценке промышленной ценности РЗЭ-сырья использовали долю стоимости иттрия и тяжелых лантаноидов в общей стоимости всех РЗЭ в руде (Усова, Солодов, 1989; Креме-нецкий и др., 2004). Подобный подход также не может быть признан удачным, поскольку к неопределенности самого понятия тяжелые РЗЭ здесь добавляется зависимость оценки качества сырья от вариаций цен на отдельные РЗЭ, которые, как показывают последние годы, могут резко и быстро меняться. Кроме того, значительная часть тяжелых лантаноидов до сих пор не находит широкого применения. Их высокая стоимость во многом определяется мизерным объемом производства этих металлов.
Идея использовать критерий — уровень промышленной востребованности разных РЗЭ — впервые была предложена в работе, посвященной методу оперативной оценки рентабельности РЗЭ-руд в корах выветривания (Кременецкий и др., 2004). Эти авторы выделили: 1) металлы, востребованные промышленностью и обеспеченные запасами и ресурсами (La, Се, Nd); 2) металлы, востребованные промышленностью и не обеспеченные запасами и ресурсами (Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Y); 3) невостребованные металлы (Pr, Ho, Tm, Yb, Lu). Не обсуждая правомерность отнесения отдельных металлов, например Pr и Sm, к тем или иным группам, следует отметить, что в разработанном авторами методе этот критерий использовался только в опосредованном виде через суммарную стоимость оксидов металлов второй группы в руде.
В настоящей статье обосновывается метод первичной оценки РЗЭ-сырья, базирующийся на прямом использовании классификации индивидуальных РЗЭ по уровню их индустриальной востребован-
ности, приведенной в соответствие с современными и прогнозируемыми на ближайшее будущее запросами промышленности. Показано, что разработанный метод позволяет достаточно просто и оперативно проводить первичную разбраковку РЗЭ-сырья любого типа.
ПОНЯТИЕ О КОЭФФИЦИЕНТЕ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ РЗЭ-СЫРЬЯ
Согласно последним оценкам (Клп^пойЬ, 2009), соотношение производства и потребления индивидуальных РЗЭ, при условии сохранения современных тенденций в развитии промышленности, через пять лет будет выглядеть следующим образом (табл. 2).
Как показывают эти оценки, суммарное производство РЗЭ (в расчете на оксиды) в 2014 г. будет превышать их потребление на 25 тыс. тонн, и, на первый взгляд, для разговоров о сырьевом кризисе нет никаких оснований. Однако при этом спрос на некоторые элементы (№, ТЬ, Dy, У) будет превышать их добычу. Исходя из точности прогноза, не исключено, что в эту группу попадут также Ей и Ег. Таким образом, эти шесть элементов, принадлежащие, согласно любым классификациям, как к легкой, так и к тяжелой группам, можно отнести к категории дефицитных и потенциально дефицитных РЗЭ. Нетрудно заметить, что почти все они широко используются в альтернативной энергетике и энергосберегающих технологиях. Строго говоря, причина стремительно развивающегося редкоземельного кризиса — это проблема обеспечения поставок на мировой рынок в первую очередь именно этих металлов.
В то же время производство некоторых других РЗЭ будет значительно превышать уровень их потребления мировой индустрией. В абсолютных цифрах максимальное перепроизводство в 2014 г. намечается для Се (16.5 тыс. т). Однако, если опираться на соотношение между производством и потреблением, то самая неблагоприятная ситуация будет наблюдаться для четырех тяжелых РЗЭ (Но, Тт, УЬ, Ьи), поскольку их суммарное производство превысит потребление в 6.5 раз. Очевидно, что все эти элементы можно отнести к категории избыточных для промышленности, а их потребление будет намного ниже уровня их прогнозируемого производства.
Для остальных РЗЭ (Ьа, Рг, Sm, Gd) предполагается относительная сбалансированность между производством и потреблением, Они могут пока рассматриваться в качестве некритических металлов, как в плане дефицитности, так и в смысле опасности значительного перепроизводства.
Это дает все основания применять при первичной оценке перспективности РЗЭ-руд следующую группировку РЗЭ:
Таблица 2. Прогноз (точность ± 15%) глобального спроса и потребления индивидуальных РЗЭ (в тыс. тонн оксидов) в 2014 г. (по Кт§8погШ, 2009; с изменениями)
ЯЕО Производство Потребление Разница Отношение
Ьа 55.10 51.05 4.05 1.08
Се 82.40 65.75 16.65 1.25
Рг 10.00 7.90 2.10 1.27
№ 33.30 34.90 -1.60 0.95
Ят 4.00 1.39 2.61 2.88
Еи 0.90 0.84 0.06 1.07
Gd 3.15 2.30 0.85 1.37
ТЬ 0.40 0.59 -0.19 0.68
Dy 1.80 2.04 -0.24 0.88
У 11.65 12.10 -0.45 0.96
Ег 1.00 0.94 0.06 1.06
Но+Тт+УЬ+Ьи 1.30 0.20 1.10 6.50
Сумма 205 180 25 1.14
дефицитные и потенциально дефицитные — ТЬ, Dy, X Ей, Ег;
недефицитные — Ьа, Рг, Sm, Gd;
избыточные — Се, Но, Тт, УЬ, Ьи.
Позиция отдельных металлов в той или иной группе может в любой момент измениться благодаря массовому внедрению новых научных достижений в производство, поскольку примерно четверть разрабатываемых сегодня технологий будущего базируется на использовании тех или иных РЗЭ. Например, освоение промышленностью выпуска магнитных холодильников (Gschneidneг, РееЪавку, 2008), позволяющих исключить использование экологически опасного фреона, очевидн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.