Металлургия редких металлов

метки: Металл, Металлургия, Страна, Редкий, Производство, Запас, Мировой, Россия

Общие сведения о производстве редких цветных металлов. Их руды, минералы, ресурсы, залежи, запасы, состояние современного производства.

1. Современное состояние вольфрамовой промышленности

2. Современное состояние молибденовой промышленности

3. Цены на металлы.

Цель занятия:

Минерально-сырьевая база.

Общие запасы вольфрама 30 стран мира на начало 1999 г. составляли 3.6 млн. т, из них подтвержденные – 2.4 млн. т (таблица).

Весьма разнообразны минеральные разновидности вольфрамовых руд. В числе основных – вольфрамитовый, гюбнерит-сульфидный, касситерит-вольфрамитовый, молибденит-вольфрамитовый, шеелит-сульфидный, шеелитовый, молибденит-шеелитовый минеральные типы коренных руд.

Распределение запасов вольфрама по странам мира приведено на рис.

В недрах стран СНГ запасы вольфрама промышленных категорий учтены рудах 95 месторождений и составляют 3,39 млн. т, из них 3,29 млн. т в коренных рудах (58 месторождений) и 0,1 млн. т в россыпных (37 месторождений).

Более половины суммарных запасов (56,2%) сосредоточено в коренных месторождениях Казахстана, на долю России приходится 40,1%. Незначительные запасы разведаны также в Узбекистане (2,4% от общих по СНГ), Кыргызстане (1,2%) и Таджикистане (0,1%).

Распределение подтвержденных запасов по странам СНГ и их качественная характеристика приведены в таблице.

России

Казахстане

Узбекистане

Кыргызстане

Добыча и производство.

Добыча вольфрамовых руд и производство вольфрамовых концентратов в 1998 г. осуществлялись в 18 странах мира (таблица 8).

В суммарном объеме рудничного производства преобладают вольфрамитовые концентраты. Они производятся в таких странах, как Боливия, Монголия, Мьянма, Перу, Португалия, Руанда. Вольфрамитовые и шеелитовые концентраты выпускаются во Вьетнаме, Китае, России и странах СНГ, Таиланде. Рудники Австрии и Бразилии производят только шеелитовые концентраты.

Более 44% вольфрама в концентратах было выработано на предприятиях девяти ведущих вольфрамодобывающих компаний мира (таблица 5).

Нефть и газ на карте мира

... приведена динамика изменения доказанных запасов в ряде ведущих нефтедобывающих стран мира. Таблица 2 Динамика изменения ... сроки исчерпания нефтяных кладовых планеты перенесли на начало XXI в. Сбудется ли этот прогноз? Скорее всего нет. Доказанные запасы нефти в странах мира постоянно уточняются. В табл. 2 ...

Всего пять ведущих стран-продуцентов обеспечили в 1998 г. почти 96% выпуска вольфрамовых концентратов: Китай – 74.8%, Россия – 11.6%, Австрия – 4.1%, Северная Корея – 2.7%, Португалия – 2.5%.

Узбекистане

Metek Metals Technology»

Потребление и внешняя торговля

Применение вольфрама определяется его исключительными физическими свойствами (тугоплавкость, химическая стойкость и высокая механическая прочность, эмиссионная способность и светоотдача в накаленном состоянии), которые позволяют использовать его в производстве качественных сталей, сверхтвердых и кислотоупорных сплавов, карбидов, боридов и специальных материалов для многих отраслей промышленности. Важнейшей областью использования вольфрама является его применение в виде карбида вольфрама в производстве режущих и износостойких материалов, применяемых в металлообработке, горном деле, строительной индустрии. Вольфрамовая металлическая проволока, электроды и контакты используются в электронике, электротехнике (в осветительных и нагревательных приборах), а также при сварке. Разнообразные вольфрамовые продукты широко применяются в производстве различных видов вооружения и военной техники, теплопоглотителей, сплавов тяжелых металлов, материалов с высокой плотностью, суперсплавов для лопастей турбин, антикоррозионных покрытий и других изделий. В химической промышленности вольфрам находит применение в качестве катализаторов, а также сырья для производства неорганических пигментов и высокотемпературных смазочных материалов.

Конъюнктура мирового рынка.

В ассортимент товаров, поставляемых на мировой рынок, входят вольфрамовые концентраты (около 25% товарной массы), полупродукты переработки – паравольфрамат аммония, оксиды, ферровольфрам (около 30%), карбиды вольфрама и металлический вольфрам в порошке, а также обработанный и необработанный металл (около 40%).

Оценка спроса и предложения первичного вольфрама в мире приведена в таблице

Динамика среднегодовых цен на вольфр-ю продукцию на западноевропейском рынке

Минерально-сырьевая база. Общие запасы молибдена, учтённые в 28 странах мира (без России), на начало 1999 г. оценивались в 13853 тыс. т, в том числе подтверждённые – 8801 тыс. т, или 63.5% общих. Доля общих запасов в мировых ресурсах составляет 47.1%, подтверждённых – 29.9%.

Наиболее крупными запасами располагают пять стран, на долю которых приходится 67.6% общих мировых запасов: это США – 28.3%, Чили – 19.7%, Китай – 8.8%, Перу – 5.8%, Армения – 5%. Суммарные подтверждённые запасы этих стран составляют 68.4% мировых

Добыча и производство. Добыча молибдена в 1998 г. осуществлялась на 57 рудниках в 15 странах, причём почти 70% – на 24 рудниках в пяти странах Северной и Южной Америки: США, Чили, Канаде, Мексике и Перу. Около 20% молибдена было добыто из собственно молибденовых месторождений в США и Канаде, почти 50% получено при разработке медно-молибденовых месторождений Северной и Южной Америки. В Китае и России молибден добывался преимущественно из руд молибденовых, а также молибден-вольфрамовых месторождений (доля последних в мировой добыче не превышает 7%).

Отмечается процесс сокращения мировых производственных мощностей по добыче и дроблению молибденовых руд – в 1997 г. они оценивались в 165 тыс. т (по содержанию молибдена), а в 1998 – уже в 150 тыс. т молибдена в год.

В 1998 г. добыча молибдена несколько увеличилась, но все же не достигла уровня 1996 г. По оценке геологической службы США (U.S. GEOLOGICAL SURVEY MINERALS YEARBOOK— John W. Blossom «MOLYBDENUM», 2000), добыча молибдена в руде в мире в 1999 г. по сравнению с 1998 г. снизилась на 8% — до 124 тыс. т. На долю США приходилось 36% мировой добычи металла, на долю КНР – 22,5%, Чили – 20,2% (таблица 4).

Добыча молибдена в руде, тыс. т

По объемам производства молибдена в концентрате первое место в мире принадлежит США (44-45% мирового производства).

Затем идут Китай (15-15,7%), Чили (14,5-14,7%), Канада (9,5-9,7%) и Россия (5,2-6,3%).

В 1998 г. перечисленными странами было произведено более 95% молибдена в концентрате от общемирового его производства.

Мировое производство молибдена в концентратах, начиная с 1990 г., постепенно снижалось и в 1994г. составило 111,2 тыс. т против 126 тыс. т в 1990 г.

Мировое производство молибдена в концентратах в 1998 г. по сравнению с 1997 г. несколько уменьшилось в результате сокращения выпуска этого вида продукции в США и Китае. Оно приблизилось к максимальному объёму производства середины 90-х годов и составляет 101.2% от уровня, достигнутого в 1995 г. (в 1996 г. оно было на 6% ниже, а в 1997 г. – на 3.9% выше этого уровня).

В последние годы в мире прослеживается отчётливая тенденция увеличения доли молибдена, извлекаемого попутно, при переработке медно-молибденовых руд, и сокращения доли молибдена из руд собственно молибденовых месторождений.

По предварительным и неполным данным, в 1999 г. отмечалось небольшое уменьшение мирового производства молибдена в концентратах, обусловленное снижением мировых цен на молибденовую продукцию.

Объемы мирового производства молибдена в концентрате приведены в таблице 5 (по данным U.S. GEOLOGICAL SURVEY MINERALS YEARBOOK—1999, John W. Blossom «MOLYBDENUM»), распределение производства по странам мира – на рис. 2.

Производство молибденового концентрата

Разразившийся в странах СНГ после распада СССР общий экономический кризис, сопровождавшийся значительным падением промышленного производства, обусловил снижение объемов добычи молибдена и производства его в концентратах. За период с 1992 г. по 1998 г. выпуск молибдена в концентратах (в пересчете на металл) снизился с 7,8 тыс. т до 5,1 тыс. т или на 34,6%

Производство молибдена в концентрате в странах СНГ (тыс. тонн)

Узбекистане

В Узбекистане

«Metek Metals Technology»

Узбекистане

более чем на 5 лет работы предприятия).

Суммарные мощности предприятий Узбекистана по выпуску молибдена в концентрате составляют примерно 900 т в год, что всего на 30% обеспечивает внутренние потребности республики в этом металле. Дефицит покрывается за счет импорта, в основном из России и Армении.

Потребление и внешняя торговля.

Содержание молибдена в сталях различных марок, как правило, не превышает 3-4%. Больше всего его содержится в инструментальных сталях – до 9.5%. Добавление молибдена в сталь делает её гораздо более твёрдой и одновременно вязкой. Металлорежущий инструмент из стали, содержащей молибден, обладает свойством закаливаться в процессе работы. В нержавеющих сталях этот металл повышает легирующие свойства хрома, что важно при их использовании в высокотемпературных коррозийных условиях некоторых химических производств, особенно в нефтеперерабатывающей промышленности. Растет потребление молибдена в новых сферах применения, среди которых: изготовление кузовов автомобилей из листовой стали HSLA, использование молибденовых электродов в магнетронах, производство спечённых из порошка подложек для полупроводников и неодим-железо-боровых магнитов.

Потребление молибдена в мире распределяется следующим образом: Северная Америка — 25%, Западная Европа — 35%, Япония — 17%, остальные регионы — 23%. На долю США, стран Западной Европы и Японии в 1998 г. приходилось 90.2% (в 1997 г. – 89%) потребления молибдена (таблица ).

Конъюнктура мирового рынка.

В 1994 г. ситуация на рынке молибдена в странах Запада изменилась в лучшую сторону и характеризовалась превышением спроса над предложением. По оценкам западных экспертов, потребление молибдена в зарубежных странах увеличилось по сравнению с 1993г. на 7,3% и составило 91,4 тыс. т, в том числе в странах Западной Европы — на 15,8%, в США — на 1,5%, в Японии — на 0,6%. В основном увеличился спрос со стороны продуцентов нержавеющей стали. Общий объем поставок молибдена на рынки западных стан в 1994 г. составил 83,6 тыс. т против 79,1 тыс. т в 1993 г. и 89,8 тыс. т в 1992 г.

Цена на молибден

Редкоземельные металлы

Динамика и структура потребления оксидов редкоземельных металлов в России е.

Области применения	1991 г.		1998 г.
	тонн	%	тонн	%
Нефтяная промышленность	500	17	320	67
Стекольная и керамическая промышленность	900	30	50	10
Металлургия	790	26	13	3
Электронная промышленность	380	13	50	10
Люминофоры	86	3	11	2
Магниты	65	2	8	2
Прочие области	279	9	28	6
Всего	3000	100	480	100

Редкоземельные металлы на мировом рынке

Редкоземельные металлы подразделяются на две группы – иттриевую и лантаноидную (цериевую).

Известно более 100 редкоземельных минералов, но практическое значение имеют немногие из них – монацит, ксенотим, бастнезит, иттросинхизит и лопарит. Содержания окислов РЗМ в этих минералах составляет: в лопарите – 30-35%, в бастнезите – 70-75%, в монаците – 55-60%, в ксенотиме – 55-62%.

Мировые запасы редкоземельных металлов оцениваются в 100 млн. т в пересчете на оксиды, т.е. имеется потенциальная возможность для удовлетворения спроса на них. Основными источниками редкоземельных металлов являются бастнезит из карбонатитовых месторождений, на добычу которого приходится примерно 70% производимого в мире редкоземельного сырья, а также монацит и ксенотим, добываемые из прибрежно-морских россыпей.

Основные промышленные типы месторождений за рубежом – бастнезитовые карбонатиты и россыпи с монацитом и ксенотимом, реже – глинистые коры выветривания гранитов с РЗМ, сорбированными в ионной форме.

Страны	Запасы	Доля в мировых запасах,%	База запасов
Всего	103952	100	122858
Китай	43000	41,4	48000
Страны СНГ	19000	18,3	21000
США	13000	12,5	14000
Австралия	5200	5,0	5800
Индия	1100	1,1	1300
Канада	940	0,8	1000
ЮАР	390	0,4	400
Бразилия	280	0,26	310
Малайзия	30	0,03	35
Шри-Ланка	12	0,01	13
Прочие страны	21000	20,2	21000

Наиболее значительными запасами обладает Китай, где разрабатывается самое крупное в мире месторождение – Баюнь-Обо. В стране сосредоточено около 80% всех мировых запасов РЗМ наименее распространенной иттриевой группы. Большими запасами РЗМ обладают также США, где эксплуатируется одно из самых богатых месторождений цериевой группы – Маунтин-Пасс. Вместе с Баюнь-Обо оно обеспечивает более 80% мировой добычи редкоземельного сырья. Разнообразные промышленные типы месторождений РЗМ имеются в Австралии, в том числе самое богатое из известных в мире месторождений коры выветривания — месторождение Маует-Уэлд (запасы 1 млн. т со средним содержанием оксидов РЗМ 23,6%).

В число других стран с крупными запасами входят страны СНГ, Австралия, Бразилия, Индия, Канада и ЮАР. Тем не менее, как отмечает Дж. Кларк, Китай в настоящее время является единственной страной, способной осуществлять крупномасштабные поставки почти любых редкоземельных продуктов.

Среди стран СНГ на долю России приходится 99,8% всех разведанных запасов РЗМ, которые заключены в основном (60%) в апатит-нефелиновых рудах Кольского полуострова. Однако при переработке этих руд оксиды РЗМ не извлекаются и единственным источником сырья в настоящее время являются лопаритовые руды Ловозерского месторождения, разрабатываемые АО «Севредмет».

В США добычу РЗМ осуществляют две компании, из которых крупнейшей в мире является «Molikorp Inc.», осуществляющая разработку месторождения бастнезита Маунтес-Пасс в штате Калифорния.

Добыча монацита в Австралии за последние 10 лет сократилась более чем в 3,5 раза вследствие снижения качества руд. Весь производимый в стране монацит экспортируется.

Лидирующей в мире страной по переработке руд редкоземельных металлов и выпуску рафинированных РЗМ являются США. Поставщиками монацитового концентрата – основного сырья для производства РЗМ – являются Австралия (75%) и Франция (25%), металлов и их соединений – Китай (75%), Франция (19%) и Япония (3%).

Производство химической редкоземельной продукции осуществляется в небольшом числе стран. Крупнейшими в мире продуцентами являются две компании: французская « R hone P oulenc» и американская «Molicorp Inc.». Переработкой редкоземельного сырья занимаются также компании в Китае, Японии (« Shin — Etsy Chemical Co Ltd » ), Великобритании (фирмы « Rave Earth Products Ltd », « Jonhson Mattheu », « Chemicals Ltd » ), Австрии, Швейцарии (« Fluka » ) и Норвегии.

По данным Министерства промышленности Японии, производство редкоземельных металлов в стране, включая оксиды иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния и тербия, составило : 1998 г. – 4728 т, 1999 г. – 5092 т, 2000 г. – 5625 т.

Крупнейшим потребителями РЗМ являются США, Япония и Китай. Рост спроса в этих странах связан с развитием производства радиотелефонов и гидридных аккумуляторных батарей (мишметалл), фотоаппаратов (оксид лантана), абразивов для обработки оптического стекла (оксид церия) и др.

Потребление РЗМ в США в 1999 г. оценивается в 600 млн. долл., производство – в 32 млн. долл. В физическом выражении потребление РЗМ (в пересчете на окислы) повысилось до 17,7 тыс. т с 11,5 тыс. т в 1998 г. (в 1997 г. – 19,4 тыс. т).

Отраслевая структура потребления РЗМ в США в 1998 г. выглядела следующим образом: производство каталитических фильтров-нейтрализаторов выхлопных газов автомобилей – 35%, стекольная и керамическая промышленность – 31%, металлургия – 14%, производство катализаторов для нефтеперерабатывающей промышленности – 10%, производство постоянных магнитов – 5%, производство люминофоров – 3%, прочие области применения – 2%.

Спрос на редкие земли на китайском рынке в 1998 г. вырос на 3,7% — до 15070 т. Одной из растущих сфер потребления является производство редкоземельных магнитов, объем которого в 1998 г. составил 3150 т.

Конъюнктура мирового рынка и его перспективы

Баланс спроса и предложения на мировом рынке РЗМ был достаточно неустойчив. После быстрого роста спроса со стороны развитых стран, имевшего место в 80-е годы, в 1991-1993 гг. он несколько снизился. На мировой рынок редкоземельных металлов оказали влияние, во-первых, огромный рост производства их в Китае и, во-вторых, наличие крупных запасов от FSU . Предложение начало превышать спрос и избыток поставок привел к тому, что цены на редкоземельные металлы значительно снизились. Кроме того, различные редкоземельные металлы пользуются неодинаковым спросом. Однако, начиная с 1994 г. рынок стабилизировался.

Цены на редкоземельное сырье на рынке США в период 1992-1994 гг. изменились незначительно: на монацитовый концентрат с 0,41 до 0,44 долл./кг содержания оксидов РЗМ, на бастнезитовый концентрат остались стабильными на уровне 2,87 долл./кг содержания оксидов РЗМ. На конец 1999 г. на рынке США цены на бастнезитовый концентрат равнялись 2,87 долл. за кг содержания РЗО, на монацитовый концентрат – 0,73 долл. за кг.

В 1995 г. напряженность с поставками редкоземельной продукции привела к ускорению темпов роста цен практически на всех рынках мира. Однако в начале 1996 г. произошло резкое падение цен и почти до конца 1999 г. стоимость 1 тонны монацитового концентрата (min. 55% оксидов РЗМ) на «свободном» рынке Западной Европы стабильно держалась в пределах 230-270 долл./т.

«American Metal Market»,

Редкоземельные металлы		Оксиды			Металлы
		чистота, %	цена		чистота, %	цена
			мин.	макс.		мин.	макс.
Лантан	La	99,9-99,999	12	14	99-99,99	…	…
Церий	Ce	98-99,99	12	33	99,5	21	40
Празеодим	Pr	96-99,5	7	18	97-99	14	15
Неодим	Nd	96-99,99	14	120	99-99,9	17	19
Самарий	Sm	96-99,9	13	32	96	55	65
Европий	Eu	99-99,99	220	240	99,99
Гадолиний	Gd	99-99,99	22	26	99,99
Тербий	Tb	99-99,99	150	170	99-99,9	335	690
Диспрозий	Dy	95-99,99	50	120	99-99,99	63	140
Эрбий	Er	99-99,99	46	320	99,9	255
Иттербий	Yb	99,9	82	91	99-99,9	260	320
Лютеций	Lu	99-99,99	1500	2500	99,9
Иттрий	Y	99,9-99,999	22	25	99-99,9	71	86

Контрольные вопросы:

1. Какое современное состояние вольфрамовой промышленности

2. Какое современное состояние молибденовой промышленности

3. Цены на металлы.