В геологии редкими обычно называют химические элементы, которые встречаются в природе в малых количествах, менее 0,01% от общего объема земной коры по массе.

На сегодняшний день такие цифры не выглядят столь уж незначительными, но термин «редкие элементы» формировался на протяжении последних 100–200 лет и теперь воспринимается скорее как исторический и традиционный, нежели как строгая научная классификация.

Интересный факт!

В конце 19 века алюминий считался редким металлом и был сопоставим по стоимости с драгоценными металлами, в то время как сейчас он считается относительно доступным и весьма распространённым.

Интересно, что драгоценные металлы, такие как платина и другие металлы платиновой группы, которые также встречаются не так часто, зачастую не отнесены к категории «редких».

В среднем к редким элементам относят около 60 химических веществ, из которых более 50 составляют металлы, а остальные являются инертными газами (Не, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn).

Среди металлов, помимо лития, в группу редких попадают, к примеру, бериллий, ванадий, титан, молибден, вольфрам, галлий, индий, германий, селен и теллур.

В свою очередь, редкие металлы довольно условно делятся на легкие, тугоплавкие, рассеянные, радиоактивные и редкоземельные.

Интересный факт!

Однако следует учитывать, что эти металлы присутствуют в природе в очень малых количествах. Это значит, что для их извлечения необходимо переработать значительные объемы руды, что делает этот процесс сложным и затратным.

Масштабы производства и области применения редких металлов ещё окончательно не стабилизировались и продолжают быстро развиваться. Термин появился в литературе примерно в 20-е гг. ХХ в.

Как очевидно из названия группы, большинство редких металлов мало распространены, а часто и рассеяны в земной коре; их извлечение из сырья и получение в чистом виде связаны с большими технологическими трудностями. В этом причины относительно позднего открытия, изучения и технического освоения редких металлов.

Мировые запасы РЗМ

По данным USGS от 2023 года (United States Geological Survey, научное агентство США, занимающееся изучением природных ресурсов), Россия занимает 4-е место в мире по запасам редкоземельных металлов.

В ТОП-10 стран входят:

• Китай – 1 место
• Вьетнам – 2 место
• Бразилия – 3 место
• Индия – 5 место
• И сами США – на 7 месте

При этом Китай является абсолютным лидером по добыче и запасам с общей долей добычи РЗМ ~80%–95% в зависимости от элемента.

В феврале 2025 Минприроды экстренно подсчитал, сколько у редких металлов в России.

По данным ведомства, их общие запасы (29 видов) в России на данный момент составляют 658 млн тонн.

Балансовые запасы редкоземельных металлов составляют 28,5 млн тонн, сосредоточенных на 18 разведанных месторождениях.

Это составляет около 20% от общемировых запасов. Однако, несмотря на значительные ресурсы, доля России в мировой добыче редкоземельных металлов не превышает 1%, а переработка таких металлов внутри страны практически отсутствует.

Основными причинами такой ситуации являются высокие капитальные затраты, необходимые уже на начальных этапах реализации проектов, отсутствие промышленно апробированных технологий переработки сырья, а также значительная удаленность месторождений от объектов инфраструктуры.

Немного об истории

История открытия редкоземельных элементов занимает более столетия. Первый элемент, иттрий, был открыт в 1794 году шведско-финским химиком Юханом Гадолином (1760 — 1852). В честь Ю. Гадолина минерал, из которого учёный извлёк иттрий, был назван гадолинитом.

Последний из редкоземельных элементов, прометий, был открыт в 1945 году. Что характерно, открыли этот элемент физики, работавшие на атомном реакторе в рамках «Манхеттенского проекта», то есть работ по созданию атомной бомбы. Радиоактивный прометий был слишком короткоживущим элементом, и распадался за несколько минут. То есть, химикам с их многомесячными анализами там было делать нечего.

Что же такое редкоземельные элементы?

Как и следует из названия, они, во-первых, сравнительно редко встречаются в земной коре и, во-вторых, образуют тугоплавкие, практически не растворимые в воде окислы (такие окислы в 19 веке и ранее назывались «землями»).

Все редкоземельные элементы являются металлами и имеют схожие свойства. По атомной массе они делятся на легкие (скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий) и тяжелые (гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций).

Все они характеризуются серебристо-серым оттенком и обладают схожими химическими свойствами.

Чаще всего они встречаются в рассеянном состоянии, то есть в виде примесей в составе различных минералов, где они смешаны с другими элементами. Именно эта особенность делает процесс их выделения и очистки чрезвычайно сложным и трудоемким.

Применение РЗМ

Редкоземельные металлы применяют в различных отраслях промышленности (радиоэлектронике, при-боро - и машиностроении, металлургии, химической, стекольной и керамической промышленности и др.). Их используют в производстве постоянных магнитов, катализаторов для крекинга нефти, синтеза каучука, люминофоров, порошков для полировки линз и микро-чипов.

Редкоземельные металлы занимают центральное место в производстве множества современных электронных устройств. Их часто называют «витаминами промышленности», так как даже небольшие добавки этих элементов в сплавы или соединения способны значительно повысить их физико-химические свойства.

Однако важно учитывать и другую сторону медали: даже минимальное количество редкоземельных металлов, необходимое для производства, значительно увеличивает стоимость финального продукта. При этом эти элементы могут даже отсутствовать в самом конечном продукте. Например, в нефтеперерабатывающей отрасли катализаторы на основе церия и лантана используются для преобразования нефти в бензин, но сами металлы не сохраняются в составе получаемого топлива.

При этом применение редкоземельных металлов свидетельствует о высоком уровне технологического развития производства и именно эти элементы станут незаменимыми в процессе перехода к более совершенным технологиям, включая био- и нанотехнологии, атомную и космическую промышленность, а также «зеленую энергетику».

Именно поэтому редкоземельные металлы рассматриваются как стратегически важные ресурсы, а наличие их в стране играет критическую роль для обеспечения национальной безопасности и технологической независимости.