SBfuture

Редкоземельные металлы (группа лантаноидов + скандий, иттрий и лантан) – это, пожалуй, самые востребованные компоненты для микроэлектроники, в самолетостроении, в медицинской аппаратуре и приборах навигации, а также в других высокотехнологичных отраслях промышленности. На их физических свойствах, например, основан самый мощный на Земле магнит – неодимовый, – обладающий внушительной силой притяжения и неимоверной стойкостью к размагничиванию. Но будет сильным заблуждением считать, что эта группа металлов столь редко встречается на Земле, как можно подумать из названия. Суммарное содержание редкоземельных химических элементов в земной коре составляет ~100 грамм на тонну – и это очень внушительные показатели. Свинец, который никто и не думает называть «редким» металлом, встречается в 7 раз реже, а вольфрам и того меньше – в 52 раза реже редкоземельной группы! Для сравнения данные по содержанию в земной породе известных каждому из нас металлов:

• Вольфрам - 1,9 грамм на тонну;

• Свинец - 14 грамм на тонну;

• Цинк - 70 грамм на тонну;

• Никель - 80 грамм на тонну;

• Хром - 100 грамм на тонну;

• Цирконий - 130 грамм на тонну.

Как видно, часть из них встречается гораздо реже, но уровень их добычи более чем удовлетворяет потребности мировой экономики. А редкоземельных металлов всегда не хватает. В чем же подвох?

Это историческое название закрепилось из-за того, что найти крупное месторождение с большим содержанием «редкозёмов» в породе невозможно. Если сильно утрировать, то они равномерно распределены по поверхности планеты (и даже растворены в морской воде!) и обнаружение какого-то места, где их концентрация в 2-3 раза выше, чем средние значения, тут же приводит к присвоению статуса «месторождения редкоземельных металлов», несмотря на то, что для их извлечения нужно перерабатывать сотни тысяч кубометров земной породы практически варварским способом. И все это может быть ради одной тонны в год заветного элемента.

Исторически РФ обладает значительным потенциалом в сфере добычи и обработки редкоземельных металлов. Начав промышленную добычу с 1950-х годов, СССР к середине 1980-х годов достиг объемов в 8 500 тонн в год. Страна занимала второе место в мире по производству редкоземельных металлов, контролируя всю цепочку – от добычи до выпуска конечной продукции. С распадом Советского Союза распалась и кооперация предприятий – часть мощностей осталась за рубежом, а технологии были утеряны из-за ухода ценных специалистов на пенсию и по естественным причинам. Сегодня Российская Федерация вынуждена восстанавливать свои компетенции, ориентируясь по большей части на свои научные изыскания и вновь обретенные технологии производства на базе отечественного оборудования и станков. И России уже есть, чем похвастаться и на что опереться в рамках независимости от иностранных – прежде всего, западных – технологий.

Месторождения в России

На долю Российской Федерации приходится, по разным оценкам, от 20% до 25% запасов редкоземельных металлов. Однако добывается мало — доля в мировой добыче менее 1%. Потребляется и того меньше, около 0,6%.

Доцент кафедры экономики университета МИСиС Рафаэль Абдулов
(Источник: https://www.kommersant.ru/doc/7534511)

• Ловозерское месторождение в Мурманской области. Единственное на сегодняшний день месторождение в России, где производится товарная добыча редкоземельных металлов (празеодим, самарий, европий, лантан и гадолиний). Здесь происходит добыча лопаритовой руды, которая обогащается на месте и отправляется на переработку на Соликамский магниевый завод – уникальное предприятие в России, где происходит 100% добычи российского ниобия и тантала. После выделения ценных элементов, в оставшемся концентрате оставалось огромное (для «редкозёмов», конечно) количество ценнейший металлов, которые до недавнего времени Россия не извлекала. Этот концентрат – ценнейший экспортный продукт, который уходил на запад, где технологии позволяли использовать его полностью, извлекая из него все доступные редкоземельные металлы. Но так было до 2025 года, о чем будет сказано дальше по тексту.

• Томторское месторождение в Якутии. Считается одним из самых значимых в мире по запасам редкоземельных элементов (ниобий, скандий, иттрий). Месторождение в настоящее время готовится к разработке одной из дочерних структур корпорации «Ростех», но основная проблема проекта - отсутствие развитой инфраструктуры в регионе.

• Хибинские месторождения в Мурманской области. Группа уникальных месторождений апатит-нефелиновых руд. Являются одним из крупнейших в мире источников фосфатного сырья (апатита) и содержат значительные запасы редкоземельных элементов (Юкспорское месторождение). Разработкой месторождения занимается холдинг «ФосАгро», который на данный момент не вышел на промышленную добычу редкоземельных металлов (добыча носит экспериментальный характер с целью «обкатки» технологий).

Помимо этого, есть порядка шести локаций, в которых подтверждено повышенное содержание редкоземельных металлов на тонну грунта, но которые никак на данный момент не осваиваются. Это связано либо с отсутствием должной инфраструктуры для разработки (например, сильная удаленность от «цивилизации»), либо с отсутствием нужных технологий обогащения, которые обеспечивали бы экономическую рентабельность разработки месторождений. К таким в России относятся:

• Ярегское месторождение в Коми;

• Белозиминское месторождение в Иркутской области;

• Селигдарское месторождение в Якутии

• Чуктуконское месторождение в Красноярском крае;

• Катагинское месторождение в Забайкальском крае;

• Улуг-Танзекское месторождение в Туве;

• Шаргадыкское месторождение в Калмыкии.

Компетенции России по добыче редкоземельных металлов

• В 2021 году компания «РУСАЛ» первая в мире разработала и внедрила алюминиево-скандиевые сплавы (оксид скандия). Мировая добыча оксида скандия оценивается всего в 20 тонн, из которых на отечественную компанию приходится 1,5 тонны. Продукция РУСАЛа используется в судостроении. Алюминиево-скандиевые сплавы относятся к сверхлегким и позволяют снижать вес корабля, что в свою очередь дает сильную экономию топлива. Технология «РУСАЛа» также стала первой в мире, которая позволила использовать отходы глинозёмного производства для получения оксида скандия из отходов.

• В 2024 году по заказу Росатома в России запущено опытное производство по разделению редкоземельных металлов на Соликамском магниевом заводе. Суть технологии заключается в том, что обогащенную руду, после выработки из нее ниобия, тантала и титана, растворяют в азотной кислоте. Из получившегося раствора извлекают церий путем электроокисления и экстракции. А из оставшегося раствора — уже лантан, неодим, празеодим, самарий, гадолиний и европий. Опытная линия уже может обеспечить потребности России, например, в неодиме (напоминаю, что из него делаются самые мощные магниты в мире). Но мощность, по заверению Росатома, будет наращиваться, а глубина переработки руды увеличиваться с привлечением специалистов из корпорации «Ростех». Уникальность проекта для России заключается в использовании отечественного оборудования и технологий, что делает его полностью независимым от иностранных поставок.

• В 2025 году ученые Белгородского государственного университета разработали технологию извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса — отхода производства минеральных удобрений. «В отвалах фосфогипса только на одной площадке в городе Балаково содержится около 100 тыс. тонн редкоземельных металлов, что позволяет обеспечить потребности отрасли на 50 лет. По итогам исследований нами запатентована технология переработки фосфогипса, позволяющая получать мелкодисперсный порошок, пригодный для экстракции суммы редкоземельных металлов с последующим их разделением без использования дорогостоящих органических кислот», - директор инжинирингового центра Белгородского госуниверситета Иван Никулин.

В 1901 году состоялась первая церемония вручения Нобелевской премии – на сегодняшний день самой престижной международной награды, основанной частным лицом для поддержания научных исследований, революционных изобретений или крупного вклада в культуру и развитие общества. О Нобелевской премии и ее лауреатах знают практически все, а вот о том, что за 70 лет до Альфреда Нобеля российский промышленник и меценат Павел Демидов основал высшую российскую (и с некоторыми оговорками «международную») негосударственную премию для ученых не знают даже многие россияне. О Демидовской премии не рассказывают в школе, о ее выдающемся вкладе в становление многих российских ученых и открытий, о которых знают во всем мире – не известно практически никому. А ведь без Демидовской премии не было бы:

• Таблицы Менделеева;

• Открытия нового химического элемента «рутения»;

• Уникальной методики лечения переломов по Пирогову и издания его «Полного курса прикладной анатомии человека»;

• Первой русской школы физиологии Сеченова и его исследований центральной нервной системы человека;

• Первых работ на русском языке по интегральным вычислениям и аналитической геометрии;

• Первого русского курса по китайской грамматике (по которому проходит обучение до сих пор) и русского-китайского словаря;

• Издания книги «История России в рассказах для детей» Александры Ишимовой, с которой начинается знакомство с историей родной страны во многих семьях и сегодня;

• Важных географических исследований русского Севера и Дальнего востока, и даже первого русского кругосветного путешествия под руководством Крузенштейна!

Павел Николаевич Демидов

Павел Николаевич Демидов – русский промышленник и меценат - 4 октября 1830 года обратился к императору Николаю I с просьбой принять его пожертвования для учреждения именной премии «за оригинальные творения во всех отраслях человеческих познаний... за учебные книги, излагающие полную систему какой-либо науки и могущие стать наряду с лучшими сочинениями сего рода в России... и в чужих краях». По задумке мецената это должно было способствовать «преуспеянию наук, словесности и промышленности в своем Отечестве», а правом определения достойных денежной награды и почетной медали должна была обладать Академия наук Российской Империи. Ходатайство было удовлетворено императором, и 17 апреля 1831 года была учреждена Демидовская премия, ставшая на ближайшие 35 лет высшей наградой Российской империи за научные достижения.

Павел Демидов вошел в историю России не только, как учредитель именной научной премии, но как один из самых известных меценатов и благотворителей России. Ряд ученых оценивают вклад Демидова в благотворительную деятельность в 3 миллиона рублей (более 7 млрд рублей в современном эквиваленте) – просто сумасшедшие даже по тем временам деньги. На денежные средства мецената и при его непосредственном участии было сделано (только крупные и известные проекты):

• В 1829 году учрежден фонд помощи вдовам и сиротам офицеров и солдат, погибших в ходе русско-турецкой войны 1828-1829 гг. П.Н. Демидов жертвует на эти цели 500 тысяч рублей - сумма была капитализирована, и на получаемые с нее проценты оказывалась помощь нуждающимся. Это была крайне прогрессивная и значимая поддержка, учитывая общую неразвитость системы социальной защиты населения не только в Российской империи, но и во всем мире XIX века. Такой щедрый жест не остался без внимания императора Николая I, который пожаловал Демидова в камергеры Двора Его Императорского Величества.

• С 1831 по 1835 года, будучи гражданским губернатором Курской губернии, П.Н. Демидов на личные средства построил четыре больницы для лечения больных холерой в регионе (эти исторические события известны как «Первая эпидемия холеры в России»). До этого он пожертвовал 50 000 рублей на борьбу с холерой в Москве.

• В 1834 году пожертвовал вместе с родным братом Анатолием приблизительно 200 000 рублей на открытие первой в Санкт-Петербурге детской больницы.

• По инициативе и на средства П.Н. Демидова в 1841 году был учрежден Музей естественной истории и древности в Нижнем Тагиле (современный Нижнетагильский музей-заповедник "Горнозаводской Урал").

Кроме этого Павел Николаевич Демидов по сути заложил «первый камень» в будущую российскую систему социальной защиты и пенсий по старости. Так, он ежегодно выделял по 5 000 рублей «на пособия служителям и мастеровым в нужных случаях», а все служащие его предприятий получали пожизненную пенсию, составляющую половину их жалования (эта система действовала при жизни Демидова).

Демидовская премия в XIX веке

Первое присуждение Демидовской премии состоялось в 1832 году. Ее лауреатами стали Магнус Георг фон Паукер за работу «Метрология России и немецких её провинций» и Юлий Андреевич фон Гагемейстер за работу «Розыскания о финансах древней России», которые получили полную премию с денежным вознаграждением в 5000 рублей. Еще 2 работы были отмечены половинной премией в 2500 рублей: Дмитрий Матвеевич Перевощиков «Руководство к астрономии» и Николай Герасимович Устрялов «Сказания современников о Дмитрии Самозванце». Согласно воле благотворителя, премия должна была присуждаться ежегодно и еще 25 лет после смерти Павла Николаевича Демидова. При жизни мецената состоялось 9 церемоний награждения, а за 34 года существования Демидовской премии - с 1831 по 1865 гг. - ученым было выделено 55 полных и 220 половинных премий. Всего за этот период Академией наук было рассмотрено 903 научные работы, из которых 275 были признаны достойными престижной награды. Отдельным видом поощрения было получение субсидий на издание научных трудов (ежегодно П.Н. Демидов на эти цели вносил дополнительные 5000 рублей), которые находились в рукописях и не могли претендовать на получение престижной награды мецената.

Примечательно, что премия присуждалась не только за развитие прикладных знаний по экономике, технике и естественным наукам, но и за вклад в обогащение русской словесности, филологии и истории. Претендовать на премию могли и иностранные ученые. В соответствии с «Положением о Демидовской премии» (Источник: Сборник постановлений по Министерству народного просвещения. Т. 2. Царствование императора Николая I. 1825-1855. Отделение первое. 1825-1839. — СПб.: Тип. Императ. акад. наук, 1864) премии присуждались за оригинальные сочинения (уже опубликованные и в рукописях) на русском языке. Работы на других языках могли участвовать в конкурсе лишь тогда, когда «рассуждали о предмете, имеющем прямое отношение к России». За 34 года существования премии было отмечено 275 книг, в основном по:

• истории — 53 работы;

• филологии — 46 работ;

• географии — 28 работ;

• геологии и горным наукам — 20 работ;

• биологии — 20 работ;

• математике и механике — 20 работ;

• химии и физике — 13 работ;

В 1865 году была учреждена государственная Ломоносовская премия (указ правительства Российской империи от 8 марта 1865 года), которая неофициально считается наследницей Демидовской награды и которая вручалась до 1918 года включительно.

Возрождение Демидовской премии в России

История Демидовской премии стала замечательным примером поддержки отечественной науки меценатами–предпринимателями. С развалом СССР и наступлением тяжелой экономической ситуации российская наука и ученые нуждалась в поддержке со стороны общества как никогда. В 1993 году по инициативе главы Уральского отделения РАН Геннадия Месяца и при активной поддержке правительства Свердловской области и ряда частных уральских предпринимателей и предприятий был создан негосударственный Демидовский фонд для финансирования возрожденной Демидовской премии. Размер премии составляет 2 000 000 рублей (Источник: https://demidov.uran.ru/).

«Главной нашей проблемой начала 1990-х годов, безусловно, было финансирование, и не только «зарплатное», обеспечивающее повседневные нужды ученых. Для людей, плодотворно занимающихся тяжелейшим и, как правило, малозаметным для общества умственным трудом, всегда было важно иметь хороший стимул для работы, серьезный ориентир, дающий новые возможности, авторитет. В СССР такими ориентирами были высокие премии, их же практически ликвидировали. Не стало самой престижной Ленинской, исчезла премия Ленинского комсомола для молодых. Государственная сохранилась, но скорее символически. Нужно было как-то заполнять эту брешь, придумывать что-то свое. И тут очень кстати ко мне пришли уральские историки и философы и напомнили о демидовской награде. Зашла речь и о ее аналогии с нобелевской…»

Академик Г.А. Месяца, глава уральского отделения РАН

По сравнению с исторической наградой, современная Демидовская премия претерпела ряд изменений в процедуре отбора и порядке награждения:

• Учёные награждаются не за отдельный научный труд, а по совокупности работ.

• Будущие лауреаты определяются не на конкурсной основе, а путём опроса профильных специалистов.

• Окончательное решение выносят пять комиссий и комитет по премиям, в который входят крупнейшие действующие учёные России.

Лауреатами обновленной Демидовской премии стали такие выдающиеся ученые с мировым именем как: физики А.М. Прохоров, Б.В. Раушенбах, Ж.И. Алферов, историки Н.Н. Покровский и В.Л. Янин, филологи Н.И. Толстой и А.А. Зализняк, математики Н.Н. Красовский, Л.Д. Фадеев и В.А. Садовничий, химики Н.К. Кочетков и Г.А. Толстиков и другие.

Примечательно, что Жорес Алферов стал вначале лауреатом Демидовской премии (в 1999 году), а лишь потом – Нобелевской (в 2000 году).

Представление и награждение четырех новых лауреатов Демидовской премии происходит ежегодно 8 февраля, в День российской науки

Более того, существовала специализированная литература по добыче этого уникального продукта. Например, издание 1915 года «Муравьиные яйца и мурашка. Их сбор и приготовление». Что удивительно, эта книга была отдельно одобрена военной цензурой, что лишний раз подчеркивает важность и значимость этого «агробизнеса» для российской экономики.

Муравьиные яйца и мурашка (томленые муравьи) на протяжении многих веков служили высококачественным кормом для птиц, рыб и некоторых видов животных. Даже современные корма зачастую в своем составе имеют «муравьиную» основу, а на специализированных сайтах можно приобрести яйца насекомых в чистом виде. Начиная с XVII века, муравьиные яйца постоянно упоминаются в различных изданиях в качестве рекомендованных кормов при содержании и разведении певчих птиц, что, впрочем, не было основано на каких-то глубоких научных исследованиях. Люди, скорее, подмечали, что птицы и рыбы с удовольствием потребляют насекомых и их личинки в пищу, предпочитая их другим видам кормов. Лишь в 50-х годах XX века был окончательно открыт уникальный состав муравьиных яиц – аминокислоты, протеины, полисахариды, а также богатый набор витаминов и микроэлементов. В наше время вытяжки из муравьиных яиц используются в качестве иммуномодуляторов и как экстренная помощь «уставшей» иммунной системе человека. Стоит ли удивляться, почему муравьиные яйца так любят птицы и рыбы?

В России, как было сказано выше, производство муравьиных яиц было поставлено на поток. Причем спрос на продукцию был как внутри страны, так и за рубежом. Российские дворяне, купцы и знатные люди часто разводили певчих птиц и держали пруды с ценными сортами рыбы. Это было одним из внешних проявлений роскоши: подчеркивало статус человека и экономическое благополучие его семьи. Певчие птицы и их содержание требовало немалых экономических затрат – стоит ли удивляться, что денег на корма для «дорогих игрушек» тоже не жалели. Историк Елена Кормчина, чья область научных интересов затрагивает в том числе историю возникновения коррупции и офшоров в Российской империи второй половины XVIII – первой половины XIX века, приводят такое любопытное открытие: «Я нашла однажды в архиве дело о том, как опять-таки один из Воронцовых вез телегу муравьиных яиц из Брянска в Москву. И эта транспортировка была недешевой, потому что нанималась подвода и крестьянину выплачивались харчевые. Я даже сначала решила, что неправильно прочитала. Зачем везти муравьиные яйца из Брянска в Москву? Через четыре месяца поисков в совершенно другом деле я нашла точный ответ на этот вопрос: он вез эти муравьиные яйца для того, чтобы кормить соловьев! И если соловьи — предмет роскоши, тогда понятно, почему он не считается с затратами, везя им корм» (Источник: курс «Блеск и нищета Российской империи» от 2016 года, https://arzamas.academy/materials/998)

Добыча муравьиных яиц приобретала во многих регионах империи по-настоящему хищнический характер. Европа не могла покрыть спрос на насекомых и продукты их жизнедеятельности за счет собственных внутренних ресурсов. К XIX веку площадь лесов стремительно сократилась до критических значений, а популяция муравьев снижалась. В России же наоборот – были огромные неосвоенные территории и предприимчивые люди. Например, в Курской губернии массовое разорение муравейников привело к снижению плодородия полей – муравьи принимают активное участие в почвообразовании и играют не последнюю роль в качестве чернозема. Однако, стоит отметить, когда «муравьиная лихорадка» сошли на нет в 10-е годы XX века, плодородие курских земель довольно быстро восстановилось, как, впрочем, и популяция муравьев. А еще были на Курщине села, где разведение муравьев было организовано в более-менее «капиталистическом» формате, когда муравейники находились непосредственно на окраинах населенных пунктов, а сами муравьи превратились в «одомашненных насекомых». Но так было не везде.

В «муравьином бизнесе» активно участвовали крепостные – не только в качестве подневольных рабочих, но и вполне как самостоятельные экономические единицы. Это позволяло им накопить денег на выкуп и обрести долгожданную свободу (ведь ни для кого не секрет, что ряд бывших крепостных благодаря предпринимательской жилке стали богатыми и успешными людьми, например, род купцов Елисеевых). Технология добыча муравьиных яиц была довольно примитивна, но невероятно эффективна. Наверное можно сделать смелое предположение, что она была более-менее одинакова в XIX веке во всех губерниях, поэтому можно обратиться к описанию этого процесса в селениях ингерманландских финнов.

«Занимались ингерманландские финны и таким уникальным промыслом, как сбор муравьиных яиц, которые употреблялись для корма птиц и рыбок. Особенно широко сбор был распространён в Северной Ингерманландии. Делалось это следующим образом: найдя муравейник, вблизи очищали и утаптывали землю (делали ток), выкапывали вокруг канаву, которую наполняли водой, чтобы муравьи не расползлись. Затем просеивали весь муравейник через решето на ток, а сверху насыпали сухие листья. Муравьи немедленно начинали таскать яйца из мусора под листья. Крестьяне приходили через несколько часов и забирали уже сложенные яйца. Муравьиные яйца сбывались в Петербурге, а оттуда шли даже за границу.» (Источник: О.И. Конькова, В.А. Кокко «ИНГЕРМАНЛАНДСКИЕ ФИННЫ. Очерки истории и культуры», стр. 57, https://www.phantastike.com/history/ingermanlandskie_finny_ocherki_ist_i_kul/pdf/).

К началу XX века – в основном вокруг столицы – возникли первые муравьиные фермы, которые производили яйца на экспорт в промышленных масштабах. Они существовали и вели успешную экономическую деятельности до начала спада «муравьиного бизнеса».