- технологии создания электронной компонентной базы и энергоэффективных световых устройств;
- технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии.
Реализация мероприятий Подпрограммы в полной мере отвечает приоритетам и направлена на реализацию комплексных программ исследований, утвержденных Правительственной комиссией по высоким технологиям и инновациям Технологических платформ "Материалы и технологии металлургии" и "Твердые полезные ископаемые", а также содействие развитию частно-государственного партнерства в инновационной сфере, в том числе в рамках ТП и инновационных территориальных кластеров.
К редким металлам обычно относят 34 химических элемента Периодической системы Д.И. Менделеева: ниобий, тантал, рений, галлий, индий, литий, бериллий, молибден, вольфрам, цирконий, таллий и другие. Литий, бериллий, тантал и ниобий отнесены распоряжением Правительства Российской Федерации (от 16.01.1996 за номером 50-р) к стратегическим металлам и используются:
Литий - при производстве ядерных боеприпасов, систем наведения ракетной и космической техники, легких сплавов для авиации, хим. волокна, электровакуумного стекла, керамики, синтетического каучука и термопластов, химических источников тока;
Бериллий - при производстве ядерных боеприпасов, систем наведения ракетной и космической техники, легких сплавов для авиации и ракетостроения, керамических материалов для электронной промышленности, бериллиевой бронзы;
Тантал - при производстве оборонной продукции, высокоэффективных конденсаторов;
Ниобий - при производстве высококачественных низколегированных сплавов, сверхпроводящих материалов.
Группа редкоземельных металлов из 17 элементов включает иттрий, скандий, лантан и 14 лантаноидов. Из редкоземельных наиболее употребляемыми являются "легкие" - лантан, церий, празеодим и неодим, реже - "средние" (самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий) и еще реже - "тяжелые" (эрбий, тулий, иттербий, лютеций). Первые четыре металла (лантан, церий, празеодим, неодим) являются менее ценными в силу своего более широкого распространения. Остальные, включая иттрий, относятся к группе среднетяжелых РЗМ и больше ценятся на рынке. Критическими при их производстве являются технологии получения высокочистых и сверхвысокочистых оксидов РЗМ (99,999% и выше) и особенно производства металлов и сплавов.
Насчитываются десятки областей эффективного использования редкоземельных элементов, как в военной, так и в гражданской областях промышленности. Быстрорастущие области применения РЗМ связаны с производством гибридных автомобилей, ветроэнергетических турбин, оборонной техники, телекоммуникационной, компьютерной и телевизионной техники, автокатализаторов и катализаторов для крекинга нефти, лазеров, сверхпроводников и топливных элементов, металлургической продукции с особыми свойствами.
Характеристика российской сырьевой базы редких и редкоземельных металлов
Многие месторождения редких и редкоземельных металлов носят комплексный характер, что является обоснованием для объединения в одной программе проблематики развития РМ и РЗМ.
Специфика добычи редких металлов определяется двумя группами источников. На одних месторождениях редкие металлы (Li, Cs, Be, Nb, Ta, TR, Zr, Sr) заключены в собственных минералах. Известно большое число редкометальных минералов, но промышленные скопления образуют лишь немногие из них. В одном и том же месторождении обычно встречаются вместе несколько редкометальных минералов. Исключением являются лишь стронциевые месторождения, которые не содержат других редкометальных минералов, кроме целестина.
Вторая группа месторождений - это те, где редкие металлы извлекают попутно при переработке других полезных ископаемых. Сырьевыми источниками редких металлов попутной добычи являются руды цветных металлов - меди, молибдена, свинца, цинка, олова, алюминия. Из таких руд извлекают Bi, Ge, Ga, In, Re, Se, Te, Tl, Cd. Германий извлекают также из бурых углей, гафний и рубидий - при переработке редкометальных руд, ванадий - из руд железа и титана. Эти химические элементы часто называют рассеянными. Их минералы чрезвычайно редки и не образуют промышленных скоплений. Единственным исключением является висмут, для которого известны редкие собственные месторождения, которые пока не разрабатываются.
Редкометальные щелочные граниты - это самые крупные по запасам месторождения тантала и иттриевых РЗЭ, а также крупнейшие коренные месторождения циркония.
Минерально-сырьевая база ниобия, тантала и редких земель в России по величине утвержденных ГКЗ России запасов занимает ведущее место в мире. Однако отечественные месторождения существенно уступают зарубежным аналогам по качеству руд, в частности, по содержанию полезных компонентов, технологичности, горнотехническим условиям отработки, а также географо-экономическому размещению.
Решение задачи освоения собственной эффективной сырьевой базы редких металлов не исчерпывает всех проблем этой отрасли. За годы, прошедшие после распада СССР, в России не построено ни одного предприятия по производству редких металлов, хотя основная часть таких предприятий бывшего СССР осталась за пределами России. В частности, освоенные сырьевые базы редких металлов остались на территории Украины (цирконий (гафний)), Таджикистана (стронций), Армении (рений), Казахстана (рений, индий).
Подтвержденные запасы рения, по оценкам USGS, составляют 10-13 тыс. тонн, из которых 4,5 тыс. тонн приходится на США, 2,5 тыс. тонн - на Чили и 1,5 тыс. тонн - на Канаду. Общие "извлекаемые" запасы рения (т. е. извлечение которых рентабельно при существующих ценах) оцениваются всего в 2,4 тыс. тонн, из которых 1,3 тыс. тонн приходится на Чили.
В Монголии рений в больших концентрациях содержится в составе медно-молибденовых руд месторождения "Эрдэнэт", которое можно рассматривать как потенциальный зарубежный сырьевой источник рения для российских предприятий.
Россия практически не имеет разрабатываемых природных источников ренийсодержащего сырья.
Ежегодное потребление рения в мире в настоящее время оценивается в 50-60 тонн, из которых компания "Cannon Muskegon" (поставщик "Rolls Royce") потребляет ~ 14 тонн, "General Electric" - 14 тонн, P&W - 5-6 тонн; на катализаторы для переработки нефти приходится 5-7 тонн, оставшееся количество используется для изготовления термопар, порошковых сплавов и др.
В России сырьевой базой ниобия и тантала является комплексное Ловозерское лопаритовое месторождение (Мурманская область). Это также единственный действующий источник производства коллективных карбонатов РЗМ. Он отличается низким содержанием в руде (1,12%) и необходимостью отработки подземным способом. Месторождение характеризуется огромным объемом балансовых запасов (миллионы тонн в пересчете на оксиды РЗМ), высокой механической обогатимостью.
Особое место в перспективе рудной базы России по ниобию для нужд сталеплавильной промышленности (феррониобий для низколегированных малоуглеродистых сталей, мишметалл для доводки качественных сталей) имеет Томторское месторождение (Якутия), находящееся в нераспределенном фонде участков недр. Содержание ниобия (ресурсы - десятки миллионов тонн) в 2,5-3 раза здесь превосходит богатейшие месторождения Бразилии и Канады. Месторождение отличается также уникально высоким содержанием РЗМ (от 12,8% в корах выветривания до 8% в коренных рудах), значительным объемом разведанных запасов РЗМ (миллионы тонн), уникальным объемом потенциальных прогнозных ресурсов (сотни миллионов тонн РЗМ, десятки миллионов тонн ниобия). Основным сдерживающим фактором его освоения является отдаленное расположение - северо-запад Республики Саха (Якутия).
Перспективными по ниобию также являются Белозиминское (Иркутская обл.) и Татарское (Красноярский край) месторождения, а по цирконию - Туганское месторождение (Томская область). Указанные месторождения, как показала проведенная кадастровая их оценка, занимают первые места в ранжированном ряду.
Потребление ниобия в мире обусловлено развитием металлургической промышленности, в первую очередь для трубопроводов из сталей с повышенной коррозионной стойкостью, легированных феррониобием, применяемых для шельфовых объектов. Для них необходимо производить и использовать 10 - 12 тыс.т 
ежегодно ближайшие 10 - 15 лет.
ежегодно ближайшие 10 - 15 лет. Для решения поставленных задач в условиях развития инновационной экономики, России в период 2011 - 2020 гг. необходимо производить ниобия ежегодно не менее 20 тыс.т. Современные возможности производства ниобия в России ограниченны (около 2 тыс.т).
Тантал обладает уникальной совокупностью физических и химических свойств: высокая плотность и удельная электроемкость, тугоплавкость и исключительная стойкость к химическому воздействию. По распространению в природе тантал занимает 54-е место среди других элементов, что характеризует его как редкий металл, (земная кора содержит лишь 0,0002% тантала).
Запасы молибдена России заключены в 36 месторождениях. В распределенном фонде находится 18 месторождений молибдена. Качество руд месторождений нераспределенного фонда сопоставимо с качеством руд разрабатываемых объектов. С 2009 г. к промышленному освоению готовится два месторождения: Бугдаинское в Читинской области и Южно-Шамейское. К 2017 г. ОАО "ГМК "Норильский никель" планирует запуск Бугдаинского ГОКа.
В России практически все горное молибденовое производство сосредоточено на ООО "Сорский ГОК", действующее на Сорском месторождении в Республике Хакасия и ОАО "Жирекенский ГОК", разрабатывающее одноименное месторождение в Читинской области.
Бериллий получают исключительно из берилла, представляющего собой двойной силикат бериллия и алюминия.
В России бериллиевые месторождения не разрабатываются. После того как Ульбинский завод (г. Усть-Каменогорск) отошел Казахстану, в стране не осталось крупного бериллиевого производства. Источником бериллиевого сырья в Российской Федерации являются Завитинское и Ермаковское месторождения, которые разрабатывались Забайкальским горно-обогатительным комбинатом. Завитинское месторождение не эксплуатируется, а Ермаковское месторождение (Республика Бурятия) законсервировано. Восстановление работ на Ермаковском и Завитинском месторождениях, обеспечит возобновлении выпуска бериллиевых концентратов.
Литий самый легкий (удельный вес 0,54) из металлов этой группы. Он хранится в минеральном масле или в инертных газах. Литий способствует улучшению качественных характеристик металлов, применяется в различных сплавах (например, антифрикционные сплавы). Благодаря его свойствам, он используется, кроме прочего, для получения других металлов в чистом виде.
Основное применение литий нашел в химических источниках тока. Из лития изготовляют аноды химических источников тока (аккумуляторов, например литий-хлорных аккумуляторов) и гальванических элементов с твердым электролитом (например, литий-хромсеребряный, литий-висмутатный, литий-окисномедный, литий-двуокисномарганцевый, литий-иодсвинцовый, литий-иодный, литий-тионилхлоридный, литий-оксидванадиевый, литий- фторомедный, литий-двуокисносерный элементы), работающих на основе неводных жидких и твердых электролитов (тетрагидрофуран, пропиленкарбонат, метилформиат, ацетонитрил).
По объему запасов лития Россия занимает одно из ведущих мест в мире. Тем не менее, утвержденные МПР прогнозные ресурсы лития на данный момент отсутствуют. В структуре балансовых запасов ведущую роль играют пегматитовые месторождения (75%), тогда как в мире 76% запасов приходится на рапу соляных озер. Пегматитовые месторождения России представлены наиболее пригодными для обогащения типами руд с освоенной отечественной промышленностью технологией. По запасам и содержанию пегматитовые месторождения России несколько мельче и беднее зарубежных, но их освоение в принципе возможно. Главное препятствие в их освоении - расположение в неосвоенных и недоступных районах.
Важным источником лития могут быть Этыкинское и Княжевское месторождения. Прогнозные ресурсы оцениваются в 260 тыс. т лития, а запасы определены в количестве сотен тыс. т. Кроме того, возможно увеличение запасов лития за счет Кангинского (Балейский район) и Олондинского (Каларский район) полей редкометалльных пегматитов.
Не менее важным источником лития являются рассолы, запасы которых составляют миллионы тонн. В настоящее время распределены лицензии на опытно- промышленную эксплуатацию месторождений, содержащих литиевые рассолы на Знаменском месторождении в Иркутской области в рамках которых создано опытно- промышленное производство хлорида и бромида лития. Ввод в эксплуатацию промышленных установок производства лития из рассолов позволит полностью покрыть дефицит лития для потребителей в Российской Федерации.
Основным производителем литиевой продукции на российском рынке является ОАО "Новосибирский завод химконцентратов" (Новосибирск) - единственный в России продуцент чистой литиевой продукции, который поставляет литий отечественным потребителям и за рубеж.
Одно из крупнейших месторождений сурьмы в России - Булыкта-Солонцовая и т.д. Разведанные рудные запасы позволяют рассматривать регион в качестве опорной базы для организации производства лития, бериллия, тантала, ниобия, а также сурьмы при комплексной переработке руд.
В регионе расположен Забайкальский горно-обогатительный комбинат (основан в 1937г. и является градообразующим предприятием пгт. Первомайский (относится к категории моногородов).
Для производства циркониевой и гафниевой продукции единственным сырьевым источником является бадделеитовый концентрат Ковдорского железорудного месторождения, выпуск которого невелик по объему - 4 тыс.тонн/год.
Перспективным источником стронциевого сырья в России является апатитовый концентрат Хибинского месторождения, из которого эти компоненты могут быть извлечены попутно при его комплексной переработке на удобрения.
Германий - один из наиболее ценных материалов в современной полупроводниковой технике. Он используется для изготовления диодов, триодов, кристаллических детекторов и силовых выпрямителей. Монокристаллический германий применяется также в дозиметрических приборах и приборах, измеряющих напряженность постоянных и переменных магнитных полей. Важной областью применения германия является инфракрасная техника, в частности производство детекторов инфракрасного излучения, работающих в области 8-14 мкм.
Сырьевой базой для производства германиевой продукции является ряд месторождений германиеносных углей, прежде всего Новиковского (участок "Южный") на Сахалине, Павловского - в Приморском крае и Тарбагатайского - в Читинской области.
Возможным сырьевым источником для производства циркониевой продукции может быть находящееся в непосредственной близости к Ловозерскому месторождению Аллуайвское месторождение эвдиалитовых руд.
Для рассеянных элементов, не имеющих собственных руд, судьба сырьевой базы тесно связана с работой предприятий по переработке бокситов и нефелинов на глинозем (галлий), переработке свинцово-цинковых концентратов (индий, таллий), медных концентратов (селен, теллур), ильменитовых титановых концентратов (скандий).
В настоящее время Россия, находясь на втором месте в мире по объему запасов, производит РМ только из лопаритовых концентратов Ловозерского ГОКа на ОАО "Соликамский МЗ", использующий свои мощности по производству танталовой и ниобиевой продукции в виде плава хлоридов - на 60%. Все указанные продукты практически полностью поставляются на внешний рынок.
Запасы РЗМ в России оцениваются в 28 млн. тонн, прогнозные ресурсы - 5,2 млн. тонн в пересчете на сумму оксидов. Различные виды минерального редкоземельного сырья делятся на первичные (природные) и вторичные (техногенные) источники, отличающиеся содержанием РЗМ легкой и тяжелой группы. Запасы этих металлов в Российской Федерации формируют 16 месторождений, включая вышеупомянутые Ловозерское и Томторское месторождения, а также Хибинскую группу месторождений апатитовых руд (месторождения Юкспор, Кукисвумчор и др.), Павловскую площадь Абрамовского рудопроявления ионных руд и другие месторождения (Катугинское, Ярегское, Белозиминское и т.д.).
Хибинская группа апатитовых руд (Мурманская область) эксплуатируется с 1930-х годов, характеризуются низким содержанием РЗМ - 0,4% (преимущественно легкой группы), в силу чего добываемые в составе апатита РЗМ не извлеклись по экономическим соображениям и переходили как в производимые фосфорные удобрения, так и в промышленные отходы (фосфогипс). Принимая во внимание огромный ресурсный потенциал Хибинской группы апатитовых месторождений - десятки миллионов тонн РЗМ в пересчете на оксиды, повышение глубины переработки этих руд с целью извлечения РЗМ является стратегической задачей.
На Павловской площади Абрамовского рудопроявления ионных руд (Приморье, район г. Уссурийска) в 2006-2008 гг. выявлена серия рудных тел с богатой минерализацией среднетяжелых РЗМ (содержание РЗМ в руде - 0,1-1,5%, доля среднетяжелых РЗМ - более 30%). Уникальной характеристикой данных руд являются относительно низкие затраты на добычу, обогащение и извлечение РЗМ. Другим важным преимуществом Павловского поля является расположение в регионе с развитой инфраструктурой, имеющем достаточные кадровые ресурсы. Сдерживающим фактором освоения Павловской площади является низкая степень геологической изученности.
Указанные источники способны удовлетворить базовые потребности российской промышленности. В то же время для обеспечения снабжения РЗМ в долгосрочной перспективе возможно использование других первичных и вторичных (техногенных) сырьевых источников, в том числе складские запасы монацитового концентрата под г. Красноуфимск (83 тыс. тонн концентрата, содержание РЗМ - 54%), попутное извлечение РЗМ из урановых руд, отходы производства алюминиевой промышленности (красные шламы).