Переосмислення домінування Китаю у рідкоземельних елементах

Автор: Зейі Ян
Оновлено у травні 2025 року

Вступ: Ілюзія дефіциту

У міру загострення геополітичних напружень між Китаєм і США, Пекін знову скористався своїм впливом на світовий ринок критично важливих мінералів, посиливши експортні обмеження на важкі рідкісні землі (HREE). Цей крок, оголошений у квітні 2025 року, може призвести до збоїв у постачанні високопродуктивних магнітів, напівпровідників і новітніх технологій чистої енергії. Проте, незважаючи на майже монопольне становище Китаю в обробці, ці “рідкісні” елементи не є геологічно дефіцитними і не стикаються зі стратегічними викликами. У цьому детальному аналізі ми розглянемо технічні основи сектора рідкісних земель, оцінюємо реальний вплив експортних обмежень Китаю та досліджуємо комерційні і регуляторні прориви, які можуть змінити ринок.

Експортні обмеження Китаю: Обсяг та механізми

У квітні 2025 року Китай розширив свою систему ліцензування експорту, включивши сім HREE: самарій (Sm), гадоліній (Gd), тербій (Tb), диспрозій (Dy), лютецій (Lu), скандій (Sc) і ітрій (Y). Ці елементи обробляються на сучасних підприємствах за допомогою технологій екстракції розчинників та іонного обміну, що дозволяє досягати чистоти понад 99,5%. Нова політика вимагає, щоб усі експортери по всьому світу отримували дозволи від Міністерства торгівлі Китаю, що фактично централізує контроль за постачаннями.

Ключові технічні вимоги в рамках ліцензування:

• Мінімальна вимога до чистоти: ≥ 99,5% REO (оксид рідкісних земель) на партію
• Скорочення експортних квот: зменшення на 30% порівняно з рівнями 2024 року
• Обов’язкові сертифікати екологічної відповідності, що підтверджують рівень pH стічних вод, радіонуклідів і стабільність відходів

Чому рідкісні землі насправді не є рідкісними

Геологічно 17 рідкісних елементів (REE) зустрічаються в земній корі так само часто, як мідь або свинець. Їх “рідкість” зумовлена двома чинниками:

• Дисперсна мінералогія: REE зазвичай містяться в складних поліметалічних рудах, таких як бастнезит, монацит і глини, що адсорбують іони, що вимагає багатоступеневої гідрометалургійної обробки.
• Виклики розділення: Лантаниди мають майже ідентичні іонні радіуси, що вимагає використання систем екстракції розчинників — часто з використанням ді(2-етилгексил)фосфорної кислоти (D2EHPA) або четвертинних амонієвих реагентів — для досягнення високої селективності.

У світі запаси, що можуть бути видобуті, перевищують 130 мільйонів метричних тонн оксидів рідкісних земель (REO). Тільки родовище гори Уелд в Австралії та шахта Mountain Pass у США (яка належить компанії MP Materials) становлять понад 20% відомих запасів. Запропонований проект Nechalacho в Канаді та місце Kvanefjeld у Гренландії ще більше диверсифікують потенційні джерела.

Короткостроковий вплив: Запаси, переробка та посередницька торгівля

У короткостроковій перспективі компанії США та Європи звернулися до наявних запасів і потоків переробки. Досягнення в міському видобутку — зокрема, автоматизована розбирання та кислотне вилучення магнітів на основі неодиму, заліза та бору (NdFeB) — можуть відновити до 95% вмісту Nd, Dy і Tb. Методи флуорування та кальцієвого відновлення дозволяють безпосередньо відокремлювати матеріали з електронних відходів на пілотних масштабах.

Крім того, посередники в Бельгії, Малайзії та ОАЕ продовжують виконувати роль хабів для повторного експорту. Згідно з останніми даними митниці, більше 60% відправлень германію, призначених для напівпровідникових заводів США, проходять через Антверпен, що робить пряму блокаду Китаю менш ефективною.

Нові методи видобутку та технології переробки

Прориви в молекулярному розпізнаванні та біовилуговуванні можуть кардинально змінити відновлення REE:

• Мембрани з інженерно зміненими лігандами: Композити з оксиду графену, функціоналізовані фосфонатними групами, демонструють в 10 разів вищі коефіцієнти розділення для Dy/Fe в порівнянні з традиційними процесами SX.
• Біовилуговування екстремофілів: Структури Acidithiobacillus ferrooxidans, адаптовані до високих концентрацій лантанидів, можуть вибірково розчиняти монацит за 72 години при контрольованих умовах pH 1.5.
• Печі для водневого відновлення: Пілотні реактори в Національній лабораторії Оук-Рідж досягають 90% виходу REO, використовуючи водневу атмосферу при 500 °C, що усуває потребу у флуоруючих агентах.

Альтернативні технології магнітів

Щоб зменшити залежність від Dy і Tb, провідні виробники оригінального обладнання досліджують нові склади магнітів:

• Феритно-композитні магніти: Керамічні ферити, змішані з наноструктурованими частинками кобальту, досягають енергетичних показників (BH_max) 25–30 MGOe.
• Магніти на основі заліза-нітрид (Fe₁₆N₂): Експериментальні тонкі плівки демонструють коерцитивності понад 15 kOe без вмісту рідкісних земель.
• Сплави з високою ентропією: Багатокомпонентні сплави, що містять Fe, Ni, Co і Mn, демонструють перспективи для застосувань при помірних температурах (≤ 150 °C) з <5% зниженням продуктивності.

Екологічні та регуляторні виклики

Хоча Геологічна служба США повідомляє про значні обсяги запасів, внутрішній видобуток стикається з труднощами:

• Терміни отримання дозволів: Відповідно до Закону про національну екологічну політику (NEPA), затвердження нових майданчиків для видобутку може займати більше п’яти років, враховуючи оцінки впливу на навколишнє середовище (EIS) та періоди громадських коментарів.
• Управління відходами: Обробка REE генерує залишки, що містять торій, що вимагає інженерних сховищ з глиняними підкладками та моніторингу підземних вод протягом до 30 років.
• Згода громади: Місцевий опір у регіонах, таких як Вісконсин і Аляска, затримав кілька проектів через питання використання води та впливу на ландшафт.

Геополітичні та економічні перспективи

Суворе виконання Китаєм може скоротити глобальне постачання HREE до 15% у 2025 році, що призведе до зростання цін на спот-ринку Шанхайської товарної біржі (SHFE) для Dy₂O₃ на 20% у річному вимірі. Однак зростаючі інвестиції в Австралії, Канаді та США — підкріплені 3 мільярдами доларів державного та приватного фінансування — свідчать про зміни. Закон Європейського Союзу про критичні сировини має на меті забезпечити 10% споживання з внутрішніх або союзних джерел до 2030 року.

Висновок: Поворотний момент

Одноразова стратегія Китаю підкреслює швидкоплинність його монополії. Завдяки новітнім методам видобутку, інноваціям у переробці та стратегічним запасам США та їх партнери формують стійкість. Хоча поточний дефіцит може призвести до волатильності цін у короткостроковій перспективі, технічна винахідливість і диверсифіковані ланцюги постачання свідчать про те, що частка Китаю на ринку важких рідкісних земель може досягти піку — і, можливо, зменшитися — протягом наступних п’яти років.