Остров Минимитори с базой Береговой охраны США. Фото: US Navy
Редкоземельные элементы (РЗЭ) — критически важные материалы для многих передовых технологий благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам. Они применяются в перспективных областях промышленности, включая гибридный транспорт, перезаряжаемые батареи, ветряные турбины, светодиоды, компактные люминисцентные лампы, панели дисплеев, а также во многих медицинских и военных технологиях. Востребованность РЗЭ, особенно в технологиях возобновляемой энергетики и электроники, привела к росту спроса на них в последние годы.
На этом фоне в 2011 году было опубликовано открытие И. Като, который обнаружил высокую концентрацию РЗЭ в океаническом иле на дне Тихого океана. По Като, концентрация элементов там достигает 2230 ppm. В 2013 году в ходе научно-исследовательской экспедиции на рейсе KR13-02 Японского агентства по морской науке и технике подтвердили богатые залежи РЗЭ в иле около острова Минимитори (на фото) с концентрацией 2000-5000 ppm.
Добыча РЗЭ из ила имеет ряд преимуществ, подчёркивают японские исследователи. Во-первых, там особенно высокая концентрация тяжёлых РЗЭ (от европия до лютеция). Во-вторых, практически отсутствуют радиоактивные элементы (уран и торий). В-третьих, ил очень легко добывать и перерабатывать. И самое главное — ресурсы ила в океане практически бесконечны.
Сейчас японские исследователи собрали все имеющиеся данные и составили более полную карту залежей РЗЭ в океаническом иле около острова Минимитори. После исследовательских экспедиций KR13-02, MR13-E02 и KR14-02 в указанный район для отбора керна были направлены ещё три экспедиции MR14-E02, MR15-E01 Leg 2 и MR15-02, чтобы уточнить собранные ранее данные и получить новую информацию.
Карты местности и батиметрические карты исследуемого района. Звёздочками показаны места отбора керна поршневой трубкой, а цветом отмечены исследовательские рейсы, как указано в легенде. Белый прямоугольник на подробной карте — целевая область, в которой проводилась оценка объёма ресурсов
По оценкам учёных, месторождение возле острова Минамитори, содержит более 16 млн т РЗЭ. Конкретно на участках, где взяты пробы, залежи редкоземельных элементов оцениваются в 1,2 млн т, но исследователи экстраполировали их на весь регион около острова площадью 2500 км?. Это прямоугольная область, ограниченная 21°48? и 22°15? северной широты, 153°30 и 154°07? восточной долготы.
Такие огромные залежи РЗЭ «имеют потенциал поставлять эти металлы на полубесконечной основе для всего мира», сказано в исследовании. Опуская забавную фразу про «полубесконечность», в реальности 16 млн т этих элементов хватит мировой промышленности на много столетий. В частности, иттрия, европия, тербия и диспрозия хватит на 780, 620, 420 и 730 лет, соответственно.
Учёные из Университета Васэда и Токийского университета не только составили карту с содержанием РЗЭ в океаническом иле, но и разработали экономически эффективную технологию добычи ила и выделения из него ценных материалов.
На сегодняшний день мировая промышленность сильно зависит от поставок РЗЭ из Китая, который контролирует большую часть мирового рынка. Но в периоды политической напряжённости Пекин ограничивает экспорт этой продукции. Например, в 2010 году японские производители столкнулись с серьёзным дефицитом, потому что Китай ограничил экспорт. Это произошло после того, как Япония арестовала капитана китайского траулера, который участвовал в стычке с японской береговой охраной возле управляемых Японией островов Сенкаку. На них также претендует и Китай, где этот архипелаг называют Дяоюйдао. Японо-китайский территориальный конфликт не исчерпан до сих пор.
Архипелаг Сенкаку. Фото: Reuters/Kyodo
«Огромный объём ресурсов и эффективность переработки полезных ископаемых являются показателями того, что этот новый ресурс может быть использован в ближайшем будущем», — говорится в исследовании.
Научная статья опубликована 10 апреля 2018 года в журнале Scientific Reports (doi: 10.1038/s41598-018-23948-5).
Комментарии (22)
green_worm
12.04.2018 17:23+1Любопытно.
То, что нанесение ущерба таким территориям это отдельный разговор — понятно. При достаточно медленном восстановлении илистых отложений особенно.
А вот то, что лет через 5-10, если начнут разрабатывать данное месторождение, устоявшийся рынок редких элементов обвалится так же, как это произошло с нефтяным рынком после начала использования гидроударных технологий (не помню правильное название) добычи нефти. Или с рынком тех же редких элементов после развала Советского Союза когда начали продавать всё подряд по смешным (для данного рынка) ценам…
Всё интересней и интересней прям.surius
12.04.2018 17:32осле начала использования гидроударных технологий (не помню правильное название)
технология гидроразрыва пласта
pnetmon
13.04.2018 00:28как это произошло с нефтяным рынком после начала использования гидроударных технологий (не помню правильное название) добычи нефти.
Технология гидроразрыва пласта началась применяться с 1940-х годов.
В отечественной нефтедобыче ГРП начали применять с 1952 г. Общее число ГРП в СССР в пиковый период 1958-1962 гг. превышало 1500 операций в год, а в 1959 г. достигло 3000 операций, которые имели высокие технико-экономические показатели. В последующий период число проводимых ГРП снизилось и стабилизировалось на уровне примерно 100 операций в год… а после ввода в разработку крупных высокодебитных месторождений Западной Сибири интерес к гидроразрыву в отрасли практически исчез. В результате с начала 70-х по конец 80-х годов в отечественной нефтедобыче гидроразрыв в промышленных масштабах не применялся. Возрождение отечественного ГРП началось в конце 80-х годов в связи с существенным изменением структуры запасов нефти и газа .
Так когда говорите обвалился нефтяной рынок после начала применения гидроразрыва пласта?
vasimv
13.04.2018 04:29Может речь про сланцевую нефть шла?
green_worm
13.04.2018 09:58В целом начали использовать в 1947 г.
Все верно, подразумевал добычу сланцевой нефти. Спасибо за уточнение.
pnetmon
13.04.2018 11:05А вот то, что лет через 5-10, если начнут разрабатывать данное месторождение, устоявшийся рынок редких элементов обвалится так же, как это произошло с нефтяным рынком после начала использования гидроударных технологий (не помню правильное название) добычи нефти.
Ну конечно добыча сланцевой нефти обвалила нефтяной рынок. Еще прям в 2008 обвалило. Рынок который регулируется не только возможностями и технологиями добычи.
vasimv
13.04.2018 16:13Ну, лично я даты конкретно не помню, но где-то в те времена новости о сланцевой добыче — обвалили, да. Ближневосточные поставщики начали выбрасывать больше нефти на рынок, чтобы не дать развиться новой технологии. Но не получилось, сейчас США добывают больше нефти, чем та же Саудовская Аравия. И добыча постоянно растет, как только цена начинает превышать порог рентабельности сланцевой добычи.
pnetmon
13.04.2018 16:55Где-то в те времена и сланцевая нефть это ближе к 2014 году, но никак не 2008 год.
Было много обвалов цены нефти до начала добычи сланцев.
MockBeard
13.04.2018 11:53промышленная добыча алмазов не обвалила рынок бриллиантов, такие вопросы решаются нерыночными методами
oldbie
12.04.2018 22:39Постойте, я правильно понял иллюстрации — глубина на участке 5-6км? А не многова-то выходит для промышленной разрабокти? Обоенно если учесть что поднимать придется не готовые «16 млн тонн», а породу (т.е. ил) с концентрацией 2000ppm. 2000ppm -> 0.2% -> 500 тонн ила на тонну металлов с глубины 5км, причем каких-то металлов не обязательно самых востребованных.
>Учёные из Университета Васэда и Токийского университета не только составили карту с содержанием РЗЭ в океаническом иле, но и разработали экономически эффективную технологию добычи ила и выделения из него ценных материалов.
Что-то сомневаюсь, хоть редкзем. металлы и не самая дешевая штука. Может кто-то тут разбирается в глубоководной разработке и прояснит?
P.S. не обновил комментарии =(
arheops
13.04.2018 08:40Вполне реально, поскольку ил вымывается. Тоесть фактически не копается, а высасывается на поверхность.
Роботы способные двигатся на такой глубине — есть. За роботом шланг диаметром в метр, висящий на буях каждые 100м и заякорененный на дне. На верху всасывающий насос ниже уровня воды. Выше уровня воды второй для передачи на завод.
Технически — реально.
Выгодно или нет — надо считать.
К тому же отсутсвует стадия размалывания породы(уже размолото), правда, присутствует агресивная среда(морская вода).
dubovcevd
13.04.2018 13:59Всасывающий насос не может создать разность давления на всасе и перед насосом выше 1 атмосферы. Столб воды в трубе высотой в 5 км будет уравновешен водой снаружи.
При такой разности давления вода в трубе длинной 5 км будет подыматся очень и очень, неспешно.
Учитывая, что плотность ила существенно выше воды, он просто будет оседать обратно.
Вам придется углублять насос дабы добиться нужной скорости и производительности.
В идеале насос на дне, но тогда вам придется подымать пятикилометровый столб воды. Такие насосы в принципе существуют, но они явно не рассчитаны на такие производительности, и работу со столь агрессивной и содержащей абразивы средой.
В принципе технически это возможно, но все же не так просто, как вы описали.arheops
13.04.2018 14:09Правильно, не может. Но ему и не надо. Если труба достаточно широка, потери давления будут не больше 1атмосферы.
Врятли его прям поставят один и ровно возле поверхности, но точно, что не один на 5км глубине.
Я как бы упрощенно написал.
Понятно, что для этого дела насосная станция будет выглядеть как турбина гидроэлектростанции большого размера с размером ротора метров в 20-50. Поставят насосы скорее всего вдоль шельфа с опорой на скалу, потом горизонтально подвесят в 5м над дном основной кусок шланга.
Рассчитают концентрацию ила в воде, которую позволяют перекачать наличные насосы и ровно такую и будут качать, подмешивая забортную воду. Скорее всего уравновесят возвратом ила назад в соседнем рукаве(ибо ил все равно девать после переработки некуда).
ErmIg
13.04.2018 16:44Теоретически можно увеличивать площадь острова за счет отвалов пустой породы (ила). Остров не очень большой, потому это может иметь практический смысл, если для размещения перерабатывающих заводов не будет хватать площади.
arheops
13.04.2018 16:54Речь идет о сотнях миллионах тонн. Зеленые не дадут, по любому будут назад закачивать.
teakettle
13.04.2018 11:21Что-то сильно напоминает вброс про сланцевую нефть и сланцевый же газ — много обещаний, попытки обвалить рынок, а в итоге — пшик…
migelle74
13.04.2018 13:12Что значит пшик?
Если по сланцевому газу то, например, США превратилась из нетто-импортера в нетто-экспортера. Штокман, газ с которого собирались продавать в Америку, в итоге ушел в историю.
Сланцевая нефть в итоге стала довольно сильным регулятором цены на рынке — как только цена на рынке начинает опережать себестоимость сланцевой нефти так начинается рост ее добычи.
Попытки обвалить рынок были как раз наоборот, в попытке задушить сланец пока он не развился и не снизил себестоимость.
AlexandrDnepr
Да, только вот ущерб экологии от добычи никто не оценивает!!!
sergku1213
Вообще-то, обычно считалось что извлечение ила из водоема благостно влияет на его состояние, предотвращая заболачивание. Да и японцы — за любой лишний отход удавятся. Скорее всего, даже из оставшегося после извлечения песка найдут что делать, если уж добыли.
mwambanatanga
Тихий океан трудно назвать водоёмом, которому грозит заболачивание.