ЛУЧШЕЕ В СЕТИ: НОВАЯ НЕФТЬ

РОССИЯ ПЛАНИРУЕТ СТАТЬ ЛИДЕРОМ В ДОБЫЧЕ СТРАТЕГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

Ученые РАН разработали технологию извлечения лития из пегматитов с выходом 98%

Завершается разведка Колмозерского месторождения редких металлов. В результате страна войдет в тройку лидеров по запасам лития — стратегически важного элемента для современной промышленности.

НЕМНОГО ИСТОРИИ и ПОЭЗИИ
ВЕЛИКИЙ ДМИТРИЙ МЕНДЕЛЕЕВ

Дмитрий Иванович Менделеев (27 января [8 февраля] 1834, Тобольск — 20 января [2 февраля] 1907, Санкт-Петербург) — российский химик, ученый-энциклопедист, педагог и общественный деятель.
Открыл один из фундаментальных законов природы — периодический закон химических элементов — и на его основе создал периодическую систему химических элементов.
Также: автор трудов по химии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, экономике, народному просвещению (более 500 печатных работ).
Заложил основы теории растворов, изобрел промышленный способ фракционного разделения нефти, бездымный порох, создал физическую теорию весов, предложил приёмы точного взвешивания, восстановил прототипы древнерусских мер и др.

Основной закон неорганической химии — Периодический закон химических элементов, где фундаментальная основа и сущность открытия Менделеева гласит: с ростом атомной массы химических элементов их свойства меняются не монотонно, а периодически. После определённого количества разных по свойствам элементов, расположенных по возрастанию атомного веса, свойства начинают повторяться.
По легенде ученый увидел главную таблицу хим. элементов во сне.

Сон Д.И. Менделеева
Самый лёгкий водород
Появился у ворот.
Он летуч и невесом,
Выше всех поднялся он.
А под ним одновалентный
Поселился литий вредный
Не дай Бог водой облить
Будет щёлочью дымить.
Слева литий, справа бор
Между ними вышел спор:
Литий: я металл, хоть мягковат,
Неметаллу я не брат.
Тут бериллий всё поправил
Амфотерный ряд составил:
Он и с литием, и с бором-
Хитрый малый, одним словом...
(Елена Румянцева. Открытие Периодического закона)

ДЕНЬ СЕГОДНЯШНИЙ
Зачем нужен свой литий, запасы
Первые материалы для литий-ионных аккумуляторов синтезировали в начале 1990-х. Это позволило перейти на более легкие, компактные и емкие батареи, которые стали основой новой электроники. С тех пор спрос в мире только растет. Если в маленькой батарейке этого металла менее грамма, то в аккумуляторе автомобиля Tesla — 1,7 килограмма.

Литий также используют при производстве стекол и керамики, в нефтехимии, медицине, ядерной отрасли. В 2022-м в мире добыли 130 тысяч тонн. Ожидается, что к 2030 году потребности в нем вырастут в десять раз.

Россия занимает третье место в мире по запасам лития. С 1941-го его добывали рудным способом на Завитинском месторождении в Забайкалье. По объемам производства СССР уступал только Соединенным Штатам.

С 1970-х применяют более дешевую технологию — извлечение лития из природных рассолов с повышенной концентрацией минеральных веществ. Для этого в специальные резервуары собирали воду из соленых горных озер. Когда она испарялась, получался раствор с высоким содержанием редкого металла. Эта методика хорошо подходила для жарких стран. Основными экспортерами стали Аргентина, Чили и Боливия, а цены на карбонат лития упали с восьми-девяти до трех-трех с половиной тысяч долларов за тонну.

По этой причине в 1997-м Россия свернула добычу, несмотря на то что забайкальское месторождение освоили только на 40 процентов. С тех пор Новосибирский завод химконцентратов, «Халмеком» и Красноярский химико-металлургический завод закупали сырье за границей — в Латинской Америке и Китае. Вопрос самостоятельной добычи остро встал после заморозки в прошлом году поставок из Аргентины и Чили.

В то же время некоторые страны — например, Австралия — сохранили отрасль. Это принесло им огромную выгоду: цены на металл к концу 2022-го взлетели выше 80 тысяч долларов за тонну.

Литий необходим для выпуска алюминиевых полуфабрикатов, электроники, лазерной техники, используется в авиакосмической индустрии, атомной энергетике. Его независимая добыча — стратегическая задача.

Более 70 процентов балансовых запасов лития содержится в пегматитовых месторождениях. В России это самый перспективный источник.
Пегматитами называют жильные горные породы магматического происхождения, богатые редкими металлами. По сути, это застывший миллионы лет назад в трещинах бурлящий расплав. Богатейшие комплексы находятся на Кольском полуострове.

В 1947 году ученые Геологического института Кольского филиала Академии наук открыли там Колмозерское месторождение, содержащее более 500 тысяч тонн лития. Это почти 24 процента всех запасов страны. Вдобавок оно обогащено ниобием, танталом, бериллием, рубидием, цезием.

Год назад лицензию на эксплуатацию месторождения получило ООО «Полярный литий» — совместное предприятие «Росатома» и ГМК «Норильский никель». Сейчас завершаются полевые работы, по итогам которых Россия войдет в тройку мировых лидеров по запасам. Добычу планируют начать уже в 2026-м.

Проект разработки Колмозерского месторождения предполагает выпускать 45 тысяч тонн карбоната и гидроксида лития, которые используются в производстве аккумуляторных батарей.
Компании планируют наладить масштабное производство высокотехнологичной продукции и создать более тысячи рабочих мест, а также обеспечить импортозамещение литиевого сырья и батарейных компонентов.

Извлечение лития — многостадийный химический процесс, включающий в себя высокотемпературный обжиг и выщелачивание.
Наиболее эффективна сернокислотная технология, при которой извлекают порядка 90 процентов лития в форме карбоната или гидроксида.
В Институте химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И. В. Тананаева КНЦ РАН методику модернизировали, добившись максимального извлечения — 98 процентов — и высокой степени очистки.

Из полученного карбоната лития синтезировали твердые электролиты со структурой NASICON, которые, как пишут авторы в недавнем докладе, считаются наиболее перспективными для твердотельных литий-ионных аккумуляторов.

Для этой технологии нужно много серной кислоты, поэтому рядом должно быть ее производство, указывает исследователь. Поставщиком может стать Кольская ГМК в Мончегорске , где перерабатывают медно-никелевые концентраты, а попутно из улавливаемых сернистых газов производят кислоту.

«Колмозерский проект стартует в правильное время, когда стремительно растет спрос на литий в производстве электротранспорта и накопителей энергии. С учетом заявленных в других странах проектов по добыче лития нам необходимо двигаться быстро. Партнерство с «Росатомом» обеспечивает проекту максимальный набор компетенций и совместную интеграцию во все переделы батарейной отрасли» - прокомментировал производственный директор «Норникеля» Сергей Степанов.

Колмозерское месторождение – наиболее перспективное литиевое месторождение в России. Помимо лития оно содержит берилий, ниобий и тантал. В ближайшее время там начнут дополнительную геологоразведку. Выход на полную мощность планируется к 2030 году.

«Проект имеет стратегическое значение и поможет снизить зависимость от импортных поставок сырья. Кроме того, разработка месторождения даст импульс созданию новой отрасли по производству отечественных аккумуляторных батарей, высокотехнологичной продукции для атомной промышленности, космической отрасли, транспорта, осуществления деятельности в Арктической зоне России», - заявил министр промышленности и торговли Денис Мантуров.

От добычи до производства
В России задумались о замыкании всей цепочки — от добычи лития до производства товаров. Сейчас перерабатывают купленный за рубежом концентрат и отправляют на продажу. Металлический литий, в том числе для аккумуляторов, выпускает только химико-металлургический завод в Красноярске.

С разработкой Колмозерского месторождения и расположенного чуть севернее Полмостундровского, страна закроет свои потребности в этом металле.
Минромторг рассчитывает получить к 2030-му 85 тысяч тонн в год карбоната (гидроксида) лития.

Остается проблема спроса. Раньше планировали отправлять добытое сырье в Китай для производства катодных материалов, сообщил генеральный директор ООО «Полярный литий» Игорь Демидов, выступая на III Научно-практической конференции «Минерально-сырьевая база металлов высоких технологий: Освоение, воспроизводство, использование» в ВИМС в ноябре прошлого года. По его словам, это "априори проигрышная история".

Катодные материалы синтезируют из сульфата никеля, кобальта, марганца и гидроксида лития. Все это можно получить самим, уверен Демидов. Для этого надо запустить на площадке Кольской ГМК пилотную установку с мощностью две-пять тысяч тонн. Этого должно хватить для "гигафабрик" по выпуску накопителей энергии, которые возводят в Калининградской области и Новой Москве. А КамАЗ займется их установкой в новые электромобили.

Импорт только карбоната лития обходится России как минимум почти в четыре миллиарда рублей в год. По мнению промышленного эксперта Леонида Хазанова, разработка Колмозерского месторождения сэкономит значительные средства, полностью обеспечит внутренний спрос и развитие экспорта.

"Благодаря совместному проекту «Норильского никеля» и «Росатома» будет сформирована единая технологическая цепочка — начиная от добычи сырья и его переработки в концентрат и заканчивая выпуском литий-ионных аккумуляторов и электромобилей. В результате Россия совершит настоящий прорыв на мировой рынок, разрушив доминирование на нем Чили, Австралии, Китая и Аргентины",— подчеркивает эксперт.

Объемы добычи составят до 45 тысяч тонн карбоната и гидроксида лития в год. Геологоразведочные работы планируют завершить через несколько лет, а выйти на проектную мощность — к 2030 году, сообщает Минпромторг.

Напомним, что ГМК с июня 2022 года консультируется с представителями народа саами, местными общинами, оленеводами и общественными организациями в связи с развитием Колмозерского проекта. Компания планирует предложить коренным народам Мурманской области процедуру свободного предварительного осознанного согласия на проект освоения месторождения и придерживается стратегии устойчивого роста с обязательным учетом интересов местных сообществ и экологических рисков.

«В зеркале Арктики видно, кто ты есть и какова цена твоей личности, твоих поступков, твоего ума и таланта быть человеком. Чувство Арктики – это подарок судьбы, это – божественное богатство и морозоустойчивость к «общественным мнениям»
ЮННА МОРИЦ «Мыс Желания»