Возможность истощения руд некоторых металлов в ближайшем будущем и неуклонное снижение качества руд большинства эксплуатируемых месторождений предостерегают, что приведение технологии разработки, экономики и плотности населения в максимально возможное соответствие с изменяющимися запасами минерального сырья потребует серьезных усилий. (Т. S. Lovering, «Mineral Resources from the Land», in: Resources and Man, edited by P. Cloud. 1969, U. S. National Academy of Sciences.)
Редкие металлы определяются как металлы, имеющие распространенность в земной коре ниже 0,1 %. Возможно, кто-то с удивлением обнаружит, что такие обычные металлы, как медь, цинк, свинец и никель, производство которых непрерывно растет, являются геохимически редкими и находятся в одном ряду с золотом, серебром и платиной. Большинство экспертов полагают, что серьезные трудности возникнут в первую очередь с металлами этой группы и что они способны «бросить вызов» развитию технологии. Действительно, недостаток некоторых из них ощущается уже сейчас. Производство серебра и золота уже не удовлетворяет нужд промышленности, поэтому в переработку вовлекаются отвалы и хвосты бывших горнодобывающих предприятий.
Редкие металлы представляют собой группу жизненно важных элементов, которые в нашем столетии ускорили развитие таких технических чудес, как получение и передача электроэнергии, телеграф, радио, телевидение, воздухоплавание, ракетостроение и ядерная энергетика. Так, без широкого снабжения медью значительно медленнее развивалась бы электроэнергетика. Возможность истощения редких металлов угрожает не только существующим техническим и технологическим чудесам, но, вероятно, и тем, которые еще только создаются. Неограниченное снабжение ураном, например, не принесет большой пользы, если будет недостаточно других металлов, необходимых для строительства атомных электростанций и линий электропередач.
Относительная распространенность редких металлов в земной коре мала, но общие их количества все же довольно значительны, поскольку сама кора велика по размерам. Поэтому, казалось бы, имеет смысл рассматривать «среднюю» горную породу в качестве потенциального источника редких металлов. Между прочим, такие предложения уже делались. Однако огромные объемы породы, которые пришлось бы переработать для этого, и громадное количество энергии, необходимое для дробления, исключают возможность реализации этого проекта. Насколько нерентабельным, было бы такое предприятие, видно из табл., в которой даны денежные выражения количества редких металлов в 1 т гранита.
Количество редких металлов в 1 т среднего гранита
Если даже предположить, что будет достигнуто стопроцентное извлечение, мы получим редких металлов на сумму всего 8,42 долл. (по курсу 1982 г.). Добыча и дробление 1 т гранита обойдутся в 8,50 долл., а переплавление такого объема породы будет стоить несколько сотен долларов, так что с экономической точки зрения такое предложение не выдерживает критики. Имеется и другой довод против извлечения редких металлов из обычных горных пород.
Если все-таки использовать гранит, то придется извлекать все содержащиеся в нем металлы — и редкие, и распространенные. Но это приведет к сравнительно большему, чем нужно, производству железа, алюминия и других распространенных металлов и к далеко не достаточному производству редких металлов (олова, серебра, меди), поскольку и те и другие используются нами не в характерной для земной коры пропорции — скорость потребления редких металлов выше, чем тот же показатель для распространенных металлов.
В качестве источника редких металлов мы рассматриваем, конечно, не обычные горные породы, а рудные месторождения — локальные скопления рудных минералов с высоким содержанием необходимых металлов, пригодных для быстрого и рентабельного извлечениям. Нет оснований считать, что такая практика в будущем изменится. Для того чтобы решить, является ли то или иное скопление рудных минералов месторождением, рассматривается целый ряд факторов.
Современные требования промышленности к минимальным содержаниям металлов достаточно высоки, даже если все остальные факторы благоприятны, хотя и наблюдается тенденция к снижению этих требований по мере повышения эффективности добычи в связи с изменением цен. Мы не знаем, насколько в будущем могут снизиться требования к содержанию металлов, поскольку рост затрат на их извлечение может привести к тому, что мы предпочтем обойтись без металлов или место каких-либо редких металлов смогут занять такие заменители, как цемент, керамика, пластмассы или даже распространенные металлы. Технология также является «ресурсом» — ресурсом человеческой изобретательности, очень важным в развитии потенциальных ресурсов редких металлов. И то, что сегодня или даже завтра выглядит безнадежным для эксплуатации в современных условиях, благодаря развитию технологии может стать вполне реальным в будущем.
Редкие металлы в будущем
Редким металлам присущи две особенности, которые порождают неуверенность в удовлетворении потребностей в них в будущем. Первая особенность касается наличия и распределения месторождений: с одной стороны, уже известные рудные объекты невелики по своим размерам, их размещение географически ограниченно, а поиски трудны; с другой — при оценке потенциальных ресурсов мы убеждаемся, что для большинства редких металлов не установлено нетрадиционных, крупных месторождений низкосортных руд. Мы даже не уверены, существуют ли вообще для многих редких металлов какие-либо типы месторождений, содержания полезных компонентов в которых находились бы между минимальными промышленными содержаниями в отрабатываемых сейчас рудах и средними содержаниями в горных породах земной коры. В случае, например, с медью, ясно, что, когда будут истощены существующие ныне месторождения, станут осваиваться большие нетрадиционные источники ее ресурсов. Но для таких металлов, как серебро, вольфрам и ртуть, альтернативных источников сырья пока нет.
Вторая особенность — это сложившаяся структура потребления. Мы наращиваем использование редких металлов гораздо большими темпами, нежели это допускается здравым смыслом, напоминающим, что эти металлы — «редкие». Если бы мы использовали металлы пропорционально их распространенности в земной коре, мы должны были бы потреблять в несравненно больших количествах железо, алюминий и другие распространенные металлы и во много раз меньших количествах редкие металлы. Возьмем для примера мировое производство чугуна в 1981 г. — 550 млн. т. Если предположить, что другие металлы потребляются в полном соответствии с их распространенностью в земной коре, то норма потребления меди должна была бы составить 550 тыс. т в год, свинца — 95 тыс. т, а олова — 14,3 тыс. т в год. В действительности же реальные нормы потребления соответствующих металлов в 15, 35 и 18 раз выше. Это заставляет предположить, что богатые месторождения большинства редких металлов будут истощены задолго до оскудения месторождений распространенных металлов. Цены на них будут расти быстрее, и, возможно, это приведет к тому, что относительные объемы их потребления когда-нибудь все-таки приблизятся к относительной их распространенности в земной коре.