Министерство энергетики США выделило 67 миллионов долларов американской компании «Элемент США» и Горной школе Колорадо на строительство завода по переработке отходов в редкоземельные элементы. Новое предприятие разместят в городе Грамерси, штат Луизиана, его мощность составит от 150 до 1000 метрических тонн стратегических металлов в год. Сырьем для производства станут бокситовые хвосты — отходы алюминиевых заводов, которые ранее считались бесполезными. Помимо извлечения металлов из сырья, завод будет очищать полученные оксиды до состояния, пригодного для использования в промышленности. Проект позволит сократить зависимость американской промышленности от импорта критических минералов, необходимых для выпуска электроники, аккумуляторов и оборонной техники.

 

Отходы алюминиевого производства станут сырьем

Компания получила эксклюзивные права на использование отвалов бокситовых хвостов принадлежащего компании Atalco алюминиевого завода в Грамерси. В этих отвалах скопилось более 30 миллионов тонн красного шлама — побочного продукта переработки бокситов в глинозем. Материал долгое время считался экологической проблемой: его сложно хранить, а полезные компоненты не извлекали. Однако анализ показал, что в красном шламе содержится более 95% железа, редкоземельных элементов и других критических минералов.

В рамках нового проекта предприятие будет извлекать из сырья следующие металлы:

• диспрозий;
• тербий;
• иттрий;
• гадолиний;
• неодим;
• празеодим;
• самарий;
• лантан.

Все эти металлы относятся к категории стратегических: они используются в производстве магнитов для электродвигателей, полупроводников и медицинского оборудования. Ранее их приходилось импортировать или добывать в ходе экологически вредных рудных разработок.

 

Совместная работа с научными организациями

Компания «Элемент США» была основана в 2021 году, ее специализация — решения по переработке отходов в товарную продукцию и создание инфраструктуры для среднего звена металлургической цепочки. Помимо Министерства энергетики, компания получает поддержку от Военного министерства США: ведомство выделило 29,9 миллиона долларов на строительство демонстрационного завода по извлечению галлия и скандия на той же площадке в Грамерси. Эти металлы используются в полупроводниковой промышленности и аэрокосмической отрасли, их дефицит ощущается по всему миру.

Технологическую часть проекта разрабатывают специалисты Горной школы Колорадо, у которых есть многолетний опыт работы с редкими металлами. Для проверки процессов компания открыла центр валидации в Седар-Парке, штат Техас, где проводят лабораторные и пилотные испытания. Интегрированный процесс переработки сочетает гидрометаллургические и пирометаллургические методы, что позволяет одновременно выпускать чугун и извлекать стратегические металлы. Среди побочных продуктов также будут германий, титан, ванадий, ниобий и тантал.

По оценкам разработчиков, масштабирование проекта даст такие преимущества перед традиционной добычей руды:

1. снижение себестоимости за счет использования готового сырья;
2. диверсификацию доходов от продажи разных металлов;
3. устойчивость к колебаниям цен на отдельные виды сырья.

 

Планы по масштабированию производства

Текущий проект — лишь этап в долгосрочных планах компании. В перспективе «Элемент США» намерена построить полноценное коммерческое предприятие с пропускной способностью около 1 миллиона тонн сырья в год. Оценочные капитальные затраты на строительство составят около 1,1 миллиарда долларов, как сообщает профильное издание.

Генеральный директор компании Эллис Салливан подчеркивает, что проект решает сразу несколько задач: очищает окружающую среду от промышленных отходов и обеспечивает промышленность стратегическими ресурсами.

«Этот проект — важный шаг к созданию внутреннего источника критических минералов и редкоземельных элементов, необходимых для передового производства, полупроводников, энергетических систем и национальной безопасности», — отмечает генеральный директор «Элемент США» Эллис Салливан.

«Объединяя мировой опыт Горной школы Колорадо с коммерческой платформой «Элемент США», мы создаем рабочий механизм извлечения стратегических материалов из бокситовых отходов в промышленных масштабах. Это укрепит цепочки поставок критических минералов США и превратит неиспользуемый промышленный отход в национальный стратегический ресурс», — добавляет он.

По данным компании, масштабирование этого ресурса может обеспечить от 45 до 385% годового спроса США на критические минералы. Это позволит полностью закрыть внутренние потребности в ряде стратегических металлов без импорта.

 

Экологические и экономические выгоды проекта

Традиционная добыча редкоземельных элементов требует разработки месторождений, что наносит ущерб экосистемам и требует огромных затрат. На каждую тонну извлеченного металла рудники производят десятки тонн токсичных отходов, которые нужно утилизировать. Переработка уже накопленных отходов лишена этих недостатков: нет необходимости вскрывать новые пласты породы, а очистка отвалов снижает риск загрязнения почвы и грунтовых вод. Красный шлам токсичен и радиоактивен в малых дозах, его неконтролируемое хранение опасно для населения рядом с заводами.

Попутное производство чугуна делает проект рентабельным даже при низких ценах на редкие металлы. В отличие от рудников, которые специализируются на одном-двух минералах, новое предприятие будет выпускать более десяти видов продукции. Это защищает компанию от резких падений цен на отдельные металлы: если стоимость неодима упадет, выручка от продажи галлия или титана компенсирует убытки.

По данным компании, разработанная технология позволяет извлекать до 90% полезных компонентов из красного шлама, что в несколько раз выше показателей традиционных методов переработки руды. Это делает проект конкурентоспособным даже без государственных субсидий в долгосрочной перспективе.

 

Перспективы мирового рынка редких металлов

Спрос на редкоземельные элементы и критические минералы растет по всему миру: они необходимы для производства электромобилей, ветрогенераторов, смартфонов и военной техники. Большинство стран импортируют эти ресурсы, что создает риски для промышленности при сбоях в цепочках поставок. США активно инвестируют в проекты по добыче и переработке стратегических металлов внутри страны, чтобы снизить зависимость от импорта.

Проект в Луизиане — один из крупнейших в этой сфере за последние годы. Если испытания пройдут успешно, компания сможет начать поставки металлов уже в ближайшие три-четыре года. Это позволит американским производителям электроники и оборонной техники получать сырье без задержек, а также сократит объемы промышленных отходов, накапливаемых в стране.

Переработка промышленных отходов в стратегические ресурсы — растущий тренд в мировой металлургии. Проекты такого типа решают сразу две проблемы: очищают окружающую среду от накопленных десятилетиями отходов и обеспечивают промышленность дефицитными материалами. Успех предприятия в Грамерси может стать примером для других стран, где накоплены миллионы тонн бокситовых хвостов, ждущих своего использования. В перспективе такие технологии могут полностью изменить подход к утилизации промышленных отходов, превращая их из экологической обузы в ценный ресурс.