Репортаж от Wedoany，По мере того как глобальный энергетический переход, электрификация автомобилей и развитие искусственного интеллекта стимулируют резкий рост спроса на редкоземельные и редкие металлы, североамериканские алюминиевые компании и предприятия по управлению отходами ускоряют извлечение таких критически важных материалов, как скандий, галлий и редкоземельные элементы, из бокситовых остатков (красного шлама). Компания ElementUSA планирует инвестировать 850 миллионов долларов в строительство объекта мощностью 1 миллион тонн скандия, галлия и редкоземельных элементов в год. Компания Rio Tinto уже успешно извлекла первый первичный галлий и планирует создать коммерческое производство мощностью 40 тонн в год. Alcoa и METLEN также продвигают свои проекты по производству галлия. Эти меры направлены на снижение полной зависимости США от импорта редкоземельных и критически важных металлов, при этом Китай в настоящее время обеспечивает более 90% мировой переработки и очистки редкоземельных элементов и 98% первичных поставок галлия.
Редкоземельные элементы — это группа из 17 мягких тяжелых металлов, включающая 15 лантаноидов, а также скандий и иттрий, которые обычно делятся на легкие и тяжелые редкоземельные элементы. Скандий наиболее важен для алюминиевой промышленности, используется в производстве аэрокосмических алюминиевых сплавов для повышения топливной эффективности, коррозионной стойкости и усталостной прочности. Исследователи Wu и другие обнаружили, что редкоземельные элементы могут уменьшить размер зерна алюминиевых сплавов до 50%, повышая предел прочности при растяжении и улучшая высокотемпературную стабильность. Литий и галлий также имеют стратегическое значение: литий используется в литий-ионных аккумуляторах, и в 2024 году на аккумуляторные цели приходилось 87% общего спроса на литий; галлий обладает значительными преимуществами в полупроводниковых соединениях и интегральных схемах, и в настоящее время Китай добывает и производит 98% мировых первичных поставок галлия.
Термин «редкоземельные» происходит от сложности извлечения этих элементов, а не от их распространенности в земной коре. Китай обеспечивает более 90% переработки и очистки редкоземельных элементов, а мировые месторождения с высоким содержанием в основном ограничены Китаем, США, Австралией, Россией, Индией и Бразилией. Согласно данным USGS, в 2025 году добыча на китайских рудниках редкоземельных элементов составила 270 000 тонн, а запасы — 44 миллиона тонн; в США добыча составила 51 000 тонн, а запасы — 1,9 миллиона тонн. США являются вторым по величине производителем редкоземельных элементов, их рудник Mountain Pass эксплуатируется компанией MP Materials Corp. По состоянию на 2022 год подтвержденные и вероятные запасы составляли 18,9 миллиона тонн руды, содержащей около 1,36 миллиона тонн оксидов редкоземельных элементов со средним содержанием 7,06%, и ежегодно производится от 42 000 до 43 000 тонн редкоземельного концентрата, что составляет более 15% мирового производства. США активно инвестируют в новые проекты, включая строительство карьера Round Top Mountain в Техасе компанией Texas Mineral Resources, приобретенной USA Rare Earth, с планом извлекать почти 40 000 тонн сырья редкоземельных и критически важных минералов в день к 2030 году. Компания Rare Element Resources Ltd. в марте 2026 года начала эксплуатацию своего демонстрационного завода по переработке и разделению редкоземельных элементов в Аптоне, штат Вайоминг, и продвигает проект Bear Lodge. Дочерняя компания REalloys, Terves LLC, получила контракт от Агентства материально-технического обеспечения Министерства обороны на разработку модульного производства самария и гадолиния с целевой мощностью 300 тонн в год и сотрудничает с Исследовательским советом Саскачевана для строительства крупнейшего за пределами Китая завода по металлизации тяжелых редкоземельных элементов. Канада открыла свой первый рудник редкоземельных элементов Nechalacho в июне 2021 года, эксплуатируемый компанией Vital Metals. По состоянию на сентябрь 2021 года с карьера North Tardiff было добыто 28 000 тонн руды, а измеренные и указанные ресурсы района Tardiff составляют 192,7 миллиона тонн с содержанием общего оксида редкоземельных элементов (TREO) 1,3%, что составляет 2,5 миллиона тонн TREO. Предварительное технико-экономическое обоснование 2025 года показало, что Tardiff может производить 56 000 тонн редкоземельного концентрата в год в течение первых 11 лет срока службы рудника при содержании 26,4% TREO и 3,3% оксида ниобия. По всей стране насчитывается более 20 активных проектов по редкоземельным элементам с общими запасами и ресурсами 15,2 миллиона тонн оксидов редкоземельных элементов.
Бокситовые остатки (красный шлам) являются побочным продуктом процесса Байера при производстве глинозема. На каждую тонну произведенного глинозема образуется около 1,23 тонны красного шлама. Ежегодное мировое производство превышает 170 миллионов тонн, а накопленный объем составляет от 3 до 4 миллиардов тонн. В 2016 году в Северной Америке работало пять глиноземных НПЗ, а к 2026 году, как ожидается, продолжат работу только завод Atlantic Alumina Company (Atalco) в Граммерси, штат Луизиана, и завод Rio Tinto Vaudreuil в Жонкьере, провинция Квебек, Канада. НПЗ Atalco был введен в эксплуатацию в 1957 году, его ежемесячная мощность по производству глинозема составляет 100 000 тонн. Красный шлам накапливался более 30 лет в шести хвостохранилищах. Компания инвестировала 30 миллионов долларов в установку фильтр-пресса Diemme Filtration GHT2500F, и к середине 2025 года достигла степени сухости более 73% и объема сухого складирования 60%, снизив экологический риск более чем на 35%. Завод Rio Tinto Vaudreuil, основанный в 1936 году, производит 1,5 миллиона тонн глинозема в год, ежегодно образуя около 1 миллиона тонн бокситовых остатков, объем хранения которых составляет от 40 до 70 миллионов тонн. Компания инвестировала 250 миллионов канадских долларов в строительство фильтрационного и оптимизационного завода, оснащенного четырьмя обезвоживающими фильтр-прессами Diemme грузоподъемностью 85 тонн. Концентрация редкоземельных элементов в красном шламе составляет от 500 до 1700 ppm (0,05–0,17 мас.%), что в два-три раза выше, чем в земной коре, благодаря обогащению в процессе Байера. Основные элементы включают церий (300–700 ppm), лантан (80–150 ppm), неодим (90–130 ppm), скандий (120–390 ppm) и иттрий, причем на скандий приходится до 95% экономической ценности редкоземельных элементов.
Компания ElementUSA впервые объявила о планах по извлечению редкоземельных и критически важных металлов из красного шлама, хранящегося на НПЗ Atalco в Граммерси, в 2021 году. В настоящее время рядом с НПЗ строится завод по извлечению, разделению и обогащению стоимостью 850 миллионов долларов с целевой годовой мощностью 1 миллион тонн скандия, галлия и редкоземельных элементов. В сентябре 2025 года компания открыла ускоритель критически важных ресурсов площадью 30 000 квадратных футов в Сидар-Парке, штат Техас, где уже достигнута степень извлечения 50% редкоземельных элементов и 30% скандия с целью нулевого количества твердых отходов. Имея запасы в 35 миллионов сухих тонн, НПЗ в Граммерси может обеспечить извлечение редкоземельных элементов примерно на 30 лет. В сентябре 2022 года ElementUSA подписала контракт с LAlumina на переработку до 15 миллионов тонн красного шлама. В ноябре 2025 года Министерство обороны США выделило ElementUSA грант в размере 29,9 миллиона долларов на создание мощностей по извлечению скандия и галлия на НПЗ в Граммерси, который будет ежегодно извлекать и очищать до 50 тонн галлия, став первым крупным источником первичного галлия в США. В декабре 2025 года ElementUSA подписала обязывающее письмо о намерениях с Metallium, включающее до 10,1 миллиона долларов неразводняющего финансирования для внедрения технологии флэш-джоулевого нагрева. В апреле 2026 года US Critical Materials (USCM) и Колумбийский университет подписали двухлетнее спонсируемое исследовательское соглашение для продвижения проекта по производству галлия, скандия, титана и редкоземельных элементов из красного шлама, в рамках которого будут изучаться образцы красного шлама из разных мест с проведением характеризации и разработки процессов.
Компания Rio Tinto в декабре 2024 года запустила научно-исследовательский проект по оценке потенциала извлечения и рекуперации галлия на глиноземном НПЗ Vaudreuil, а в мае 2025 года совместно с Indium Corporation успешно извлекла первый первичный галлий. Пилотный завод начнет работу в 2027 году на НПЗ в Сагеней, а на том же месте планируется построить демонстрационный завод мощностью до 4 тонн галлия в год. Правительство Канады одобрило безвозвратное финансирование в размере до 18,95 миллиона канадских долларов. Годовая мощность коммерческого завода может достичь 40 тонн, что составит от 5 до 10% текущего мирового производства галлия. Правительство провинции Квебек предоставило финансовую поддержку в размере до 7 миллионов канадских долларов.
В других странах компания Alcoa совместно с правительствами США и Австралии в октябре 2025 года объявила о планах по продвижению разработки завода по производству галлия на глиноземном НПЗ Wagerup в Западной Австралии. Совместное предприятие специального назначения будет создано с Japan Australian Gallium Corporation (совместным предприятием правительства Японии и Sumitomo Corporation) и будет управляться Alcoa. Ожидается, что этот завод будет производить 100 тонн галлия в год. Компания METLEN Energy & Metals в январе 2025 года приняла окончательное инвестиционное решение по проекту стоимостью 295,5 миллиона евро на территории завода Greek Aluminium в Святом Николае, Греция. Целевая общая мощность составляет 2 миллиона тонн бокситов, 1,26 миллиона тонн глинозема (в настоящее время 865 000 тонн) и, впервые, 50 тонн галлия в год. Этот проект позволит Европе полностью отказаться от импорта галлия. Ввод в эксплуатацию бокситового производства запланирован на 2026 год, а производство глинозема и галлия начнется поэтапно с 2027 года, с выходом на полную мощность в 2028 году.
