Острая стратегическая недостаточность

«Ограничения Китая на редкоземельные металлы и другие продукты нарушают правила торговли и должны быть отменены. Эти шаги ущемляют права наших производителей и потребителей в Евросоюзе и по всему миру», – заявил еврокомиссар по торговле Карел де Гюхт.

На Китай приходится 97% мировых запасов редкоземельных металлов, которые необходимы для производства радиоэлектроники, оптики, мобильных телефонов и компьютеров.

И это первый случай, когда Евросоюз, США и Япония подали совместный иск в ВТО. Участие Японии в данном разбирательстве вызвано тем, что она является крупнейшим потребителем редкоземельных металлов.

Пекин заявляет, что введение квоты на экспорт сделано для того, чтобы уменьшить вред окружающей среде и не допустить исчерпания ресурсов.

Крупнейшие экономики в свою очередь заявляют, что введение запрета на экспорт приведёт к резкому скачку цен».

ИЗОБИЛЬНЫЙ, НО РЕДКИЙ

В качестве первой иллюстрации важности международного спора – история одного элемента, по многим химическим свойствам сходного с так называемыми редкоземельными металлами (РЗМ). В это семейство в строгом смысле слова включены только 15 очень похожих друг на друга элементов, идущих в таблице Менделеева подряд, начиная с лантана. Их подразделяют на две группы: иттриевую (тяжёлые РЗМ), включающую гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций, и цериевую (лёгкие РЗМ) – лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий и европий. Диапазон их распространённости в земной коре довольно широк: от 0,003% по массе для лантана до 0,00008% для тулия и лютеция. О них подробнее расскажем ниже. Но зачастую к редкоземельным причисляют и ещё два довольно сходных как химически (ибо находятся в той же третьей колонке таблицы Менделеева), так и физически: иттрий и тему этого рассказа – скандий.

Это металл (как большинство металлов, в чистом виде серебристого цвета). Плотность немногим больше, чем у алюминия. Но при этом температура плавления приближается к температуре плавления стали. Этого металла на планете в 60 раз больше, чем серебра, чуть меньше, нежели свинца, и почти в 500 раз больше, нежели ртути, тем не менее, на мировом рынке этот металл дороже золота.

В начале 1869-го года гениальный русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев разослал по всем научным учреждениям страны и зарубежья «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве». Эта работа ещё не была периодической системой, с которой каждый из нас познакомился в виде знаменитой таблицы в школьном кабинете химии – наглядное табличное представление появилось только через два года.

Но что важно: в этой таблице стояли пустые клетки для 21-го, 31-го и 32-го элементов, причём в них были уже вписаны, например, вычисленные теоретически атомные веса и многие свойства неизвестных веществ. Элемент 21 Дмитрий Иванович назвал экабором, исходя из того, что он следует под элементом «бор», а слог «эка» – производное от санскритского «один». 31-й и 32-й элементы получили условные названия «экасицилий» и «экаалюминий».

В том же году Менделеев теоретически вычислил и весьма подробно описал все ключевые физические и химические свойства трёх «пустых» элементов.

Уже при жизни Менделеева – всего через 8 лет после публикации его таблицы – шведский химик Нильсон, работая над выделением редкоземельного элемента иттербия, случайно обнаружил новый редкоземельный элемент. Его свойства удивительным образом совпадали со свойствами описанного Менделеевым экабора. В честь своей родины Нильсон назвал этот элемент скандий.

В 1875-м году открыт элемент галлий – тот самый экаалюминий, а в 1886-м году – германий – экасицилий. Далее по предсказанию Менделеева уже после его смерти – в 1920-х годах – открыты рений и гафний.

Скандий воистину стал крылатым металлом XXI века. Дело в том, что крошечные добавки его к алюминию резко изменяют свойства сплава. Скандий очень дорог из-за трудности добычи, но на легирование алюминия его нужно так мало, что затраты более чем окупаются. Например, примесь 0,1–0,3% скандия увеличивает прочность и теплостойкость алюминиевых сплавов в 3–4 раза, причём они становятся способны к свариванию. В частности, обшивка советского космического челнока «Буран» сделана из алюминий-скандиевого сплава. Такие сплавы очень удобны в конструкциях самолётов, ракет, скоростных поездов и автомобилей.

Скандий повышает и радиационную стойкость многих соединений. В производстве компьютеров используют синтетические гранаты германий-гадолиний-скандиевого состава. Эти же гранаты – но с добавкой неодима и меди – основа многих видов мощных лазерных установок.

Сплав магния и скандия используют в водородной энергетике.

СССР, развивая высокие технологии и глядя в будущее, ещё в начале 1960-х годов начал поиски, разведку и добычу скандиевого сырья. В итоге в течение многих лет СССР занимал первое место в мире по получению скандия. Если во всём остальном мире добывались сотни килограммов, то в СССР ежегодная добыча достигала 10 тонн!