Концентрирование редкоземельных элементов

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Обеспечение экономики Российской Федерации редкоземельными элементами (РЗЭ) занимает важное положение для национальной безопасности, являясь при этом определяющим условием для модернизации промышленности. Глобальное внедрение современных технологий, таких как технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта; технологии новых и возобновляемых источников энергии, включая водородную энергетику; технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения не представляется возможным без применения РЗЭ.

В современных условиях при выборе основного способа разработки месторождений необходимо придерживаться экологического принципа, который заключается в непрерывном восстановлении нарушаемого баланса окружающей среды по мере освоения месторождения РЗЭ.

Разработка месторождений редкоземельных элементов содержит два взаимоисключающих аспекта: наращивание объемов добычи с максимально возможным извлечением полезного компонента и минимизация отчуждаемых для разработки площадей.

Предприятия минерально-сырьевого комплекса, ведущие подземную добычу редкоземельных элементов, по сравнению с карьерами оказывают незначительное отрицательное влияние на окружающую среду. В мире при добыче около 100 млрд т. горной массы образуется около 75 млрд. т. отходов. Огромные пространства России и рассредоточенность добычи и переработки минерального сырья привели к практически полному отсутствию внимания к использованию и переработке отходов. При этом по уровню антропогенной нагрузки на природную среду Россия занимает одно из ведущих мест в мире. При добыче колоссального объема первичного минерального сырья использование извлекаемой горной массы с целью извлечения основного полезного компонента находится на уровне 1 – 10%. В результате некомплексной переработки руды и неполного извлечения полезных компонентов основное количество добытой руды уходит в отвалы, хвосты, в связи с чем образуется большая масса отходов, которые представляют собой техногенные объекты (техногенные месторождения). Данный процесс в сфере добычи полезных компонентов приводит не только к расточительному использованию недр, но и к загрязнению окружающей среды, поскольку складируемые отходы, под действием физико-химических процессов также наносят вред окружающей среде.

Таким образом, одним из рациональных путей решения экологических проблем при разработке месторождений РЗЭ будет комплексное освоение месторождений, которое включает в себя извлечение из промышленных растворов и техногенных отходов основного спектра элементов-примесей, преимущественно РЗЭ.

В настоящее время данный потенциал отходов промышленных предприятий почти не востребован. Единственным элементом, который получают из углей и углеотходов в промышленных количествах, является Ge. Однако на сегодняшний день существуют разработанные технологии, позволяющие извлекать Ga, Sс, U, Y, редкоземельные и некоторые другие металлы.

При комплексной переработке отходов можно одновременно достичь двойного эффекта: снижение экологической нагрузки и развитие редкометальной промышленности. Помимо этого при определенных условиях комплексная переработка способствует увеличению экономической эффективности угольного предприятия.

РЗЭ получают в России главным образом на попутном производстве при переработке полиметаллических руд, что далеко недостаточно для обеспечения растущих потребностей в редких металлах и их производных и зачастую оказывает существенную техногенную нагрузку на окружающую среду.

Актуальной задачей, как с экономической, так и с экологической точек зрения является разработка высокоэффективных технологий для разделения РЗЭ. Технология получения РЗЭ зависит от особенностей минерального сырья. Особую ценность представляют индивидуальные РЗЭ, разработка способов получения которых представляет огромный научный интерес.

В настоящее время в переработку вовлекаются сложные по составу руды с низким содержанием ценных компонентов с использованием гидрометаллургических процессов, в результате чего образуются большие объемы растворов, часто характеризующихся пониженной кислотностью и малым содержанием металлов. Кроме того, имеются большие объемы сточных, оборотных и кислых шахтных вод, сопутствующих эксплуатации горно-металлургических предприятий и представляющих экологическую опасность. Поэтому, необходимо решить задачу, связанную с разделением РЗЭ, что позволит повысить эффективность использования минерального сырья и уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду.