Обзор мирового рынка рения

Рений — последний из металлов, обнаруженных в начале ХХ в. в при­родных минералах. Все отрытые после него металлы получали искусст­венным путем. Среди рынков промышленных металлов ему принадлежит предпоследнее место (Re в мире производится и потребляется немногим более 40 т/год), меньше него только рынок рутения (~ 22 т/год). При этом 90 % выпуска первичного рения приходится на трех производителей — «Molymet» (Чили), «Phelps Dodge» (США) и «Джезказганредмет/Казахмыс» (Казахстан). Потребление на 70 % сосредоточено в производстве жа­ропрочных сплавов для изготовления лопастей турбин реактивных дви­гателей. Этот маленький и закрытый от посторонних рынок, тем не менее, подвержен резким колебаниям цен. Только в 2006 г. стоимость металличес­кого рения подскочила с 1500 до 4800 долл. США/кг и в 2007 г. продол­жила свой рост.

Мировое производство рения - «дважды попутный»

Рений — типичный редкий рассеянный элемент, хотя по свойствам (t_пл= 3170 °С) он также может быть отнесен к редким тугоплавким металлам. Его содержание в земной коре самое низкое среди всех рассеянных — 7 · 10–⁸ %. Это в 5 раз меньше, чем содержание золота. Рений встречается как изоморфная примесь более чем в 50 минералах-носителях (молибде­ните, халькопирите и др.), в виде собственного минерала — джезказганита, а также в углях. Высокое содержание Re обнаружено в фумарольном поле вулкана Кудрявый (о-в Итуруп, Курильские о-ва, Россия), где он сконден­сировался из паров сульфида рения. Собственных месторождений Re не образует. Его повышенные концентрации наблюдаются в сульфидах меди и молибденитах (MoS₂), где Re изоморфно замещает Mo. Его содержание в молибденитах различных месторождений составляет 10–⁵—10–¹ % . Более бо­гаты рением молибдениты медно-порфировых руд. В порфировых молибденит-халькопиритных рудах его концентрации могут достигать 400—800 г/т.

Обладая органофильными свойствами, рений встречается также в углеродсодержащем сырье (в сырой нефти его количество достигает 0,002—0,2 г/т, а в парафинистой — до 0,12 г/т).

Подтвержденные запасы Re, по оценкам USGS, составляют 10-13 тыс. т, из которых 4,5 тыс. т приходится на США, 2,5 тыс. т — на Чили и 1,5 тыс. т — на Канаду. Общие «извлекаемые» запасы Re (т.е. извлечение которых рен­табельно при существующих ценах) оцениваются всего в 2,4 тыс. т, из ко­торых 1,3 тыс. т приходится на Чили. [1, 6—8].

В промышленности сырьевыми источниками рения (на 80 %) являются молибденовые и медные сульфидные концентраты. Остальное его количество получают рециклингом Re - Pt-катализаторов.

При обогащении медномолибденитовых руд Re следует за Mo, который сам часто является попутчиком Cu. При флотации до 80 % Re попадает в концентрат. Так, молибденитовые концентраты, получаемые при обогащении медно-порфировых руд, содержат 0,02 - 0,17 % Re. При их окислительном обжиге (t = 550÷650 °С) содержащийся в концентрате рений образует Re₂O₇, который уносится с газовым потоком. Улавливание металла осуществляется с помощью специальных мокрых систем (скрубберы, барботеры) в сочетании с сухими аппаратами (циклоны, рукавные фильтры), которые могут улавливать 60–95 % Re. При получении рения из медных концентратов его улавливают из отходящих газов на различных стадиях производства черновой меди. В любом случае далее сернокислые растворы систем пылеулавливания концентрируются, и Re извлекается следующими методами:

- осаждением малорастворимых соединений (например, перрената калия);

- сорбцией на ионообменных смолах;

- жидкостной экстракцией.

Рений выделяют в виде:

- перрената калия (добавлением KCl в сернокислый раствор в случае сульфидного осаждения);

- перрената аммония (элюацией рения с ионообменных смол аммиаком при использовании сорбционных схем либо его реэкстракцией аммиаком при экстракции Re, например триоктиламином). Перренат калия переводят в перренат аммония, который является товарной продукцией и, кроме того, применяется для получения порошка металлического Re путем восстановления водородом. Компактный рений производят методами порошковой металлургии (рис. 1).

ЦЕНЫ

Изредка публикуемые цены на Re относятся к тем партиям, которые появляются на свободном рынке, в то время как основное его количество реализуется по прямым долгосрочным контрактам между производителями и потребителями. Поэтому приведенные ниже данные не могут претендовать на высокую точность.

Общие затраты на производство 1 г Re в 1925 г. оценивались в 15 тыс. долл. США/г. В 1942 г. были разработаны промышленные технологии получения рения, и в США стоимость 1 г Re составила 14 долл. США/г, в 1951 г. она снизилась до 1,99 долл. США /г и до конца 1960-х гг. составляла 1300 - 1500 долл. США/кг. В этот период он использовался как легирующая добавка в стали, а в виде сплава W- 26 %Re - как оболочка ТВЭЛ в первых реакторах. В последующем рений и платина стали широко применяться для катализаторов крекинга нефти. Первыми их разработали и стали использовать американские компании «Chevron Inc.» и «UOP Inc.». В это время стоимость Re колебалась в интервале 1200 - 1400 долл. США/кг.

В 1977 г., после нефтяного кризиса, вызванного ОПЕК, цены взлетели до 3000 долл. США/кг, затем за несколько лет спустились до 1300 долл. США/кг и далее (в 1983-1985 гг.) до 350 долл. США/кг из-за опережающего роста предложения. Следующие повышения цен состоялись в 1987 г. - до 1150 долл. США/кг и в 1988 г. - до 1400 долл. США/кг, после того как Re стали использовать в жаропрочных сплавах для турбин реактивных двигателей первого поколения производства «Rolls Royce», «General Electric» и «Pratt&Whitney». Приблизительно в это время в СССР аналогичные сплавы стали применяться в турбинах самолетов СУ-27 и СУ-30. Однако и этот взлет цен был поглощен увеличением предложения, и они спустились до 500 долл. США/кг в 1991 г. В 1992-1996 гг. стоимость рения стала еще ниже (до 300 долл. США/кг) из-за поступления на рынок больших количеств металла из госрезерва стран бывшего СССР. Появление следующего поколения турбин для реактивных двигателей в 1997 г. увеличило спрос на рений и в сочетании с истощившимися запасами госрезева СССР вызвало подъем цен к 1999 г. до 1400 долл. США/кг. Дальнейшие их колебания с конца 1990-х гг. и до сегодняшнего дня определяются появлением новых поколений турбин авиадвигателей и быстротой реакции производителей на вызванный этим рост спроса (рис. 2) [1-4, 6, 8].