Каждый источник РЗМ содержит практически все промышленно добываемые металлы со схожими характеристиками в собственной специфичной конфигурации. Поэтому технология переработки жестко привязана к виду исходного сырья. Для производства коллективных концентратов, содержащих 60-70% смешанных РЗМ, добываемая руда обычно перерабатывается с использованием флотационного, гравитационного и других методов обогащения, подвергается хлоридному, кислотному или щелочному разложению, выделенные из руды РЗМ могут быть получены в форме промежуточных коллективных продуктов, таких как смешанные карбонаты, хлориды и другие соединения редкоземельных металлов, которые далее служат отправной точкой в технологии разделения - как правило, экстракции из раствора.
Селективная добыча какого-либо редкоземельного металла невозможна - производители вынуждены извлекать из сырья все редкоземельные металлы, и только после этого разделять суммарный концентрат. Ввиду сходства металлов разделение первоначально производится на подгруппы, которые затем делятся на индивидуальные элементы, главным образом, путем дальнейшей экстракции из раствора.
Критическими являются технологии получения высокочистых и сверхвысокочистых оксидов РЗМ (99,999% и выше) и особенно производства металлов и сплавов. Разделительные технологии более универсальны к источникам сырья, хотя специфика производства оксидов легкой, средней и тяжелой группы присутствует. В металлургическом производстве для всех оксидов РЗМ используются в целом схожие технологии восстановления металлов из оксидов, ключевое различие и металлах-восстановителях и методах восстановления (металлотермия, электролиз).
В целом технологическая цепочка производства РЗМ состоит из следующих этапов: добыча, первичная переработка с получением полуфабрикатов в виде коллективного концентрата, разделение и производство чистых индивидуальных оксидов, производство чистых металлов и сплавов.
Характеристика мирового рынка РЗМ
Рынок редкоземельных металлов растет быстрыми темпами - за последние 50 лет его объем увеличился в 25 раз - с 5 до 125 тыс. т в год. Основными сферами применения РЗМ являются производство магнитов (22% от всего объема), конструкционных материалов (19%), катализаторов (18%), высококачественная оптика и стекло (15%). Ключевыми потребителями РЗМ являются страны-лидеры мировой экономики - Китай (54%), Япония и Южная Корея (24%), страны Европы (в основном Германия и Франция, 13%), США (8%). Прогнозируется, что к 2020 г. объем мирового спроса на РЗМ вырастет еще в 1,5 раза и составит 185 тыс. т/год. Предложение на рынке РЗМ в целом будет превышать спрос - за счет избытка лантана, церия и других легких РЗМ. Однако диспрозий, тербий, неодим, иттрий, празеодим и европий останутся дефицитными для крупнейших развитых стран.
Предложение РЗМ на мировом рынке ограничено. До недавнего времени 97% РЗМ производилось в Китае, при контроле им до 42% мировых запасов. Используя преимущества сырьевой базы, отсутствие жестких требований и низкие затраты, китайские производители в течение 15 лет поставляли РЗМ по демпинговым ценам. В результате за 1990-е гг. цены на РЗМ упали в 2-4 раза, что привело к закрытию РЗМ-производств за пределами Китая из-за нерентабельности. Затем Китай локализовал на своей территории цепочку РЗМ-производств и получил доступ к рынкам конечной продукции с высокой добавленной стоимостью.
До середины 2011 г. уровень цен на РЗМ определялся экспортными квотами Китая, который в 2010 г. резко сократил их объем и заявил о возможном прекращении экспорта оксидов РЗМ среднетяжелой группы к 2015-2016 гг. в связи с ростом их внутреннего потребления и исчерпанием сырьевой базы. Это привело к скачку цен на рынке вне Китая - в течение 2010 г. и первой половины 2011 г. цены на РЗМ выросли в 5-10 раз. Страны-потребители РЗМ (США, Япония, Южная Корея и страны ЕС) приняли экстренные меры по развитию научно-технологической базы и поддержке компаний с диверсифицированными источниками сырья. Благодаря этим мерам цены на РЗМ начали снижаться, возврата к "пиковым" значениям цен не будет.
В рамках стратегии создания полного цикла "от месторождения к магнитам" Китай консолидирует производство РЗМ на базе крупнейшего государственного производителя. Из средств федерального бюджета создан специальный фонд реструктуризации производства РЗМ, поддержка отрасли осуществляется посредством формирования стратегических резервов РЗМ.
В США компания Моликорп создала глобальный вертикально-интегрированный холдинг путем поглощения разделительного производства в Эстонии Силмет в 2011 г. и технологического лидера отрасли, компании Нео Материалз в 2012 г. Япония диверсифицирует поставки путем добычи РЗМ в Казахстане, Индии и Вьетнаме (совместно с местными компаниями). В ноябре 2012 г. запущен завод по производству концентратов РЗМ "САРЕКО" (СП "НАК "Казатомпром" и японской Сумитомо), планируются создание завода по разделению РЗМ и производства магнитов. Южная Корея в лице государственной компании КОРЕС участвует в освоении РЗМ-месторождений в ЮАР. Страны ЕС заключают соглашения о сотрудничестве со странами-производителями РЗМ (Германия в 2012 г. подписала соглашения с Казахстаном и Монголией), а также выделяют банковские гарантии на поставки РЗМ.
В результате развития некитайских производителей к 2020 г. доля Китая на рынке РЗМ сократится вдвое. Крупнейшими производителями РЗМ за пределами Китая станут вертикально-интегрированные компании США и Австралии. В то же время "окно возможностей" для вхождения в тройку лидеров среди некитайских производителей для РФ сохраняется.
Редкоземельная промышленность в СССР и Российской Федерации
В СССР существовала развитая РЗМ промышленность полного производственного цикла. Базируясь на отечественном сырье, она выпускала широкую номенклатуру РЗМ продукции высокого качества (от высокочистых оксидов РЗМ до люминофоров, магнитов и высокотемпературных проводников) и обеспечивала не только внутренние потребности, но и экспортные поставки. Суммарное производство РЗМ-продукции в 1991 г. достигало 8,5 тыс. тонн, что составляло порядка 15% мирового рынка и обеспечивало СССР 3 место в мире. При этом РСФСР производила не более 10% конечной РЗМ-продукции: источники наиболее ценного сырья и высокие переделы производства находились в других республиках.
В настоящее время российской РЗМ промышленности, как таковой, не существует. Россия, находясь на втором месте в мире по объему запасов РЗМ, ежегодно производит менее 2 тыс. тонн РЗМ (1,3% мирового рынка). РЗМ производятся в виде продукции начального передела - коллективных карбонатов РЗМ, почти весь объем продукции экспортируется в силу отсутствия в России промежуточных переделов технологической цепочки (разделительное и металлургическое производства). Промышленная добыча РЗМ в России осуществляется на базе единственного сырьевого источника - Ловозерского месторождения (компания-недропользователь ООО "Ловозерский ГОК") с получением рудных (лопаритовых) концентратов, последующая переработка которых осуществляется в ОАО "Соликамский магниевый завод" с получением коллективных карбонатов РЗМ. РЗМ, добываемые в составе апатитовых руд, не извлекаются. Экспортируемые концентраты РЗМ Соликамского магниевого завода перерабатываются до уровня индивидуальных оксидов РЗМ в АО "Силмет" (Эстония) и, в меньшей степени, в ТОО "Иртышская редкоземельная компания" (Казахстан).
Спрос на РМ и РЗМ в Российской Федерации
К 2020 году потребление РМ в России, исходя из зарубежного опыта и с учетом потребностей оборонно-промышленного комплекса, по независимым экспертным оценкам, возрастет по основным металлам (ниобий, молибден, ванадий, бериллий, литий) в среднем в 2 раза.
Текущее потребление РЗМ (индивидуальные оксиды и металлы) российскими производителями отдельных видов высокотехнологичной продукции (магниты, катализаторы, оптика и др.) в России незначительно, составляет порядка 2 тыс. тонн/год, или 2-3% от мирового потребления с соотношением легкой и среднетяжелой группы около 90% и 10% соответственно.
По оценкам крупнейших потребителей, прогнозные потребности экономики РФ в редкоземельных элементах к 2020 г. увеличатся в несколько раз. Для разработки мероприятий Подпрограммы принято следующее изменение сценарных условий по спросу:
2-3 тыс. тонн в год - инерционный сценарий (без развития);
5-7 тыс. тонн в год - базовый сценарий (обеспечение потребностей крупнейших национальных производителей);
12-15 тыс. тонн в год - оптимистический сценарий (ускоренное инновационное развитие, выход на мировой рынок).
В базовом сценарии, выбранном основным, доля России в мировом потреблении РЗМ возрастет незначительно, на 5-6%. Основную долю спроса сформируют неодим, празеодим и диспрозий, в сумме более 40% (в мире - менее 20%).
Потребление РЗМ по компаниям отличается высоким уровнем концентрации. Основным потребителем выступает Госкорпорация "Ростехнологии" - порядка 4 тыс.т/год к 2020 году. Вторым важным потребителем РЗМ являются предприятия оборонно-промышленного комплекса. Число других потребителей РЗМ значительно, однако их текущие потребности невелики. Развитие собственной добывающей отрасли РЗМ создаст окно возможностей для развития инновационных производств у этой группы потребителей.
Распределение объемов потребления РЗМ по сферам применения РЗМ имеет следующую структуру. Ключевой по важности потребитель РЗМ - магнитное производство объемом до 5 тыс. тонн магнитов для альтернативной энергетики, которое потребует около 3 тыс. тонн индивидуальных оксидов РЗМ в год. Для производства магнитов требуются высокодефицитные на мировом рынке неодим, празеодим и диспрозий. Второй по важности потребитель РЗМ - производства катализаторов для нефтехимии (900 тонн индивидуальных оксидов РЗМ в год). Применяемые в катализаторах РЗМ - лантан и церий, потребности в которых могут быть в полной степени удовлетворены любым источником РЗМ. Третьей по важности группой потребителей РЗМ является группа инновационных проектов, включая выпуск автомобильных катализаторов, нейтрализаторов и систем выхлопа; производство пластиковых дисплеев нового поколения, изделий из наноструктурированной керамики, оптического волокна с защитным нанопокрытием из аморфного углерода, монолитного твердосплавного металлорежущего инструмента с наноструктурированным покрытием и другие. С учетом наметившегося в последнее десятилетие тренда на рост потребления высокопрочных сталей и чугуна в автомобильной, строительной и прочих отраслях промышленности, спрос на российские РЗМ со стороны металлургии может возрасти на тысячи тонн в год.
Сегодня внутренний спрос полностью удовлетворяется за счет импорта РЗМ из Китая, что является фактором риска для национальной безопасности и развития отечественной промышленности.
Потенциал развития и ключевые проблемы РМ и РЗМ промышленности в Российской Федерации
Российский потенциал в области добычи и переработки РМ и РЗМ достаточно высок, что определяется в первую очередь значительной минерально-сырьевой базой РЗМ. Другие конкурентные преимущества включают:
наличие действующего производственного РЗМ комплекса - единственного за пределами Китая, продолжавшего функционировать даже во времена ценового демпинга;
наличие у предприятий редкометальной и цветной промышленности технологий (прежде всего - технологий извлечения металлов из минерального сырья, а также технологий производства рафинированных металлов из оксидов), которые могут быть адаптированы к производству редкоземельной продукции;
наличие технологий обращения, включая захоронение, радиоактивных отходов, всегда сопутствующих производству РЗМ, в полном соответствии с установленными экологическими требованиями.
Актуальными проблемами производства РЗМ и продукции на их основе в Российской Федерации являются:
отсутствие действующих производств глубокой переработки РЗМ сырья с высокой добавленной стоимостью (индивидуальные оксиды РЗМ, металлы и сплавы);
технологическое отставание от КНР, США и других производителей, значительное сокращение научного потенциала в области добычи, переработки и использования РЗМ, закономерно вызванное тем, что эти работы не финансировались, начиная с 1990-х годов. Имеющиеся советские технологии разделения и производства металлов требуют модернизации как с точки зрения качества материалов и конечной продукции (низкоэффективные реагенты, недостаточно чистые оксиды, недостаточно мощные магниты и т.д.), так и с точки зрения аппаратурных схем (громоздкое оборудование, низкий уровень автоматизации, невысокая надежность);
далекий от оптимального состав отечественного минерального сырья: основная часть балансовых запасов редкоземельных металлов приходится на содержащие легкую группу апатитовые руды, где среднее содержание оксидов металлов не превышает 0,4 процентов и считается низким в сравнении с месторождениями, находящимися на стадии эксплуатации в других странах;
низкий уровень добычи РЗМ и некоторых РМ (ниобий, бериллий, литий и др.), сложности освоения отечественной минерально-сырьевой базы (большинство месторождений, разведанных еще в советские времена, расположены в тяжелых климатических условиях, не имеют достаточно развитой инфраструктуры, требуют серьезных капитальных вложений в их разработку); переработка техногенных источников находится на стадии лабораторных исследований и опытно-промышленной эксплуатации;
необходимость решения экологических проблем и проблем обращения, включая захоронение, радиоактивных отходов;
практически полное отсутствие кадровой базы и системы подготовки и повышения квалификации специалистов в этой области.
Относительный дефицит неодима, празеодима и критических РЗМ среднетяжелой группы при относительном избытке легкой группы и низком содержании ведет к значительным рискам. Для сведения баланса по всем металлам требуется освоение месторождений как легких РЗМ (для сведения баланса по неодиму и празеодиму), так и месторождений среднетяжелых РЗМ (для сведения баланса по диспрозию). Российская Федерация не участвует в научном обмене в этой сфере и не пользуется преимуществами сотрудничества с технологическими лидерами отрасли путем создания совместных предприятий, локализации производства, слияний и поглощений компаний для передачи ноу-хау и коммерческих секретов.
Совокупность вышеуказанных факторов тормозит технологическое развитие и затрудняет восстановление отечественной РМ и РЗМ промышленности в сжатые сроки.
15.2. Приоритеты государственной политики в сфере реализации подпрограммы, цели, задачи и показатели достижения целей и решения задач, описание основных ожидаемых конечных результатов подпрограммы, сроков и контрольных этапов реализации подпрограммы
Приоритетом государственной политики в сфере реализации Подпрограммы является обеспечение внутреннего спроса на продукцию из редких и редкоземельных металлов и ликвидация импортозависимости в этой области. Это требование неразрывно связано с необходимостью интеграции в глобальный рынок: государственный подход включает завоевание новых позиций в мировой системе разделения труда с переходом от поставок продуктов первичной переработки отечественного сырья в виде коллективного концентрата к инновационной модели развития и развитию экспорта высокотехнологичной продукции с высокой добавленной стоимостью.
Частный российский бизнес не в состоянии самостоятельно сформировать отрасль полного цикла с заданными параметрами производительности из-за неприемлемо высокого коммерческого риска вложений в НИОКР, отсутствия каналов сбыта редкоземельной продукции и средств на инфраструктуру. Без государственной поддержки замыкание технологической цепочки и увязка баланса производства и потребления РМ и РЗМ неосуществимы.
Целью Подпрограммы является создание в Российской Федерации конкурентоспособной редкоземельной промышленности полного технологического цикла для удовлетворения потребностей отечественного оборонно-промышленного комплекса, гражданских отраслей экономики и выхода на зарубежные рынки.
Достижение цели будет обеспечиваться решением следующих задач:
- разработка, освоение и адаптация ключевых технологий производства РМ и РЗМ полного цикла, в том числе разделения и производства чистых индивидуальных оксидов, производства чистых металлов и сплавов, а также производства конечной РМ- и РЗМ-содержащей продукции;
- создание промышленных производств полного технологического цикла (от добычи сырья до производства конечной РМ- и РЗМ-содержащей продукции), при полном обеспечении потребностей создаваемых конечных производств по всей номенклатуре РЗМ;
- создание условий для ввода в эксплуатацию месторождений РМ и РЗМ и комплексного освоения месторождений РМ и РЗМ, в том числе техногенных, для обеспечения промышленных производств полного цикла;
- переоценка старых и подготовка новых запасов природных руд РМ и РЗМ с целью обеспечения создаваемых промышленных производств исходным сырьем РМ и РЗМ на долгосрочный период;
- кадровое обеспечение создаваемой РЗМ промышленности.
При реализации Подпрограммы используется сценарный подход. Показатели, характеризующие конечные результаты реализации Подпрограммы и определяющие ее социально-экономическую эффективность в различных сценариях, представлены в таблице 1.