Последние инновации

Инновационный метод биовыщелачивания редкоземельных элементов

8 сентября 2025 | Категория: Добыча
Инновационный процесс биовыщелачивания редкоземельных элементов

Казахстанские ученые из Национального центра биотехнологии совместно с специалистами горно-металлургического сектора разработали инновационный метод биовыщелачивания редкоземельных элементов с использованием специализированных штаммов бактерий.

Новая технология позволяет извлекать редкоземельные элементы из руд с низким содержанием целевых компонентов, а также из техногенных отходов, что ранее считалось экономически нецелесообразным. Процесс основан на способности определенных микроорганизмов избирательно концентрировать ионы редкоземельных металлов из окружающей среды.

Преимущества технологии:

  • Снижение энергозатрат на 40-45% по сравнению с традиционными методами
  • Уменьшение использования агрессивных химических реагентов на 60-70%
  • Возможность переработки бедных руд и техногенных отходов
  • Значительное сокращение негативного воздействия на окружающую среду

Первая опытно-промышленная установка, реализующая данную технологию, запущена на месторождении Кундыбай в северном Казахстане. Результаты испытаний показали увеличение степени извлечения неодима и лантана на 15-18% при снижении операционных затрат на 25%.

Исследования и разработки

Ключевые направления исследований

Лабораторные исследования редкоземельных элементов в Казахстане

Научные институты и исследовательские центры Казахстана активно работают над разработкой инновационных технологий в области добычи, переработки и применения редкоземельных металлов. Основные направления исследований включают:

Селективная экстракция

Разработка новых экстрагентов и сорбентов для более эффективного разделения близких по свойствам редкоземельных элементов. Особое внимание уделяется созданию "зеленых" экстрагентов, не наносящих вреда окружающей среде.

Нанотехнологии

Применение наноматериалов и нанотехнологий для повышения эффективности процессов обогащения и разделения редкоземельных элементов. Разработка наномембран с селективными свойствами для разделения ионов РЗМ.

Безотходные технологии

Создание замкнутых технологических циклов, обеспечивающих комплексное использование сырья и минимизацию отходов. Разработка методов утилизации и переработки производственных отходов с извлечением ценных компонентов.

Новые области применения

Исследования по расширению сфер применения редкоземельных металлов, в том числе в области квантовых технологий, медицине, энергетике и защите окружающей среды.

Инновационные проекты Казахстана

Современное предприятие по переработке редкоземельных металлов в Казахстане

Центр высоких технологий переработки РЗМ

В 2024 году в Усть-Каменогорске был запущен Центр высоких технологий переработки редкоземельных металлов. Проект реализован при поддержке государства и частных инвесторов с привлечением ведущих международных экспертов.

Центр оснащен передовым оборудованием, включая:

  • Многокаскадную экстракционную установку с компьютерным управлением
  • Лабораторию контроля качества с масс-спектрометрами высокого разрешения
  • Пилотные линии для тестирования новых технологических решений

Особенностью Центра является акцент на производство высокочистых соединений тяжелых редкоземельных элементов — диспрозия, тербия, гольмия и эрбия, наиболее востребованных в высокотехнологичных отраслях.

Экологически чистая технология извлечения РЗМ

Казахстанские ученые разработали инновационную технологию извлечения редкоземельных металлов из техногенных отходов с использованием сверхкритических флюидов. Технология позволяет эффективно извлекать ценные элементы без применения агрессивных химических реагентов.

Ключевые преимущества:

  • Отсутствие жидких отходов и вредных выбросов
  • Высокая селективность извлечения целевых элементов
  • Возможность работы с различными типами сырья
  • Низкие операционные затраты

Технология прошла успешные испытания и готовится к промышленному внедрению на нескольких предприятиях страны.

Интеллектуальная система мониторинга добычи

Совместный проект казахстанских IT-специалистов и горнодобывающих компаний по созданию интеллектуальной системы мониторинга процессов добычи редкоземельных металлов. Система основана на технологиях Интернета вещей (IoT) и искусственного интеллекта.

Возможности системы:

  • Непрерывный анализ состава руды в режиме реального времени
  • Автоматическая корректировка параметров процесса добычи
  • Прогнозирование технологических проблем и предотвращение аварийных ситуаций
  • Оптимизация энергопотребления и расхода материалов

Внедрение системы позволило повысить эффективность добычи на 18% при одновременном снижении затрат на 15%.

Международное сотрудничество

Казахстан активно развивает международное сотрудничество в области исследований и разработки технологий добычи и переработки редкоземельных металлов.

Казахстан-ЕС

Совместная программа с исследовательскими центрами Европейского Союза по разработке экологически чистых технологий извлечения РЗМ. Программа включает обмен специалистами, совместные исследования и внедрение европейских стандартов качества.

Ключевые партнеры: Фраунгоферовский институт (Германия), Университет Лёвена (Бельгия), Центр исследования материалов (Франция).

Экологичные технологии Стандарты качества

Казахстан-Япония

Стратегическое партнерство с японскими корпорациями в области разработки высокотехнологичных материалов на основе редкоземельных элементов для электроники и энергетики. Японские компании инвестируют в перерабатывающие мощности на территории Казахстана.

Участники: JOGMEC (Японская национальная корпорация нефти, газа и металлов), Hitachi Metals, Sumitomo Corporation.

Высокотехнологичные материалы Инвестиции

Казахстан-ЕАЭС

Интеграционный проект в рамках Евразийского экономического союза по созданию единой технологической платформы для производства и применения РЗМ. Проект направлен на объединение научного и промышленного потенциала стран ЕАЭС в сфере редкоземельных металлов.

Формат сотрудничества: совместные предприятия, научно-технические программы, гармонизация нормативно-технической базы.

Технологическая платформа Интеграция

Перспективы развития

Перспективное месторождение редкоземельных металлов в Казахстане с высоты птичьего полета

Стратегия развития до 2035 года

Правительство Казахстана утвердило комплексную стратегию развития отрасли редкоземельных металлов до 2035 года. Стратегия предусматривает:

  • Создание полного технологического цикла — от добычи руды до производства высокотехнологичных конечных продуктов на основе РЗМ
  • Увеличение объема добычи редкоземельных металлов в 3,5 раза
  • Повышение доли Казахстана на мировом рынке РЗМ до 7-8%
  • Формирование научно-технологических кластеров по направлениям применения РЗМ

Особое внимание в стратегии уделяется экологической составляющей и внедрению безотходных технологий. Планируется, что к 2035 году не менее 80% производств будут соответствовать принципам циркулярной экономики.