Растворились в породах — какие металлы есть только в микродозах

На сегодня металлов, которые встречаются лишь в микроскопических количествах на Земле, немного. И многие из них существуют как следы, или продукты ядерных процессов, или в очень примесных формах. Они имеют большое значение, но добыча и использование их всегда сложное из-за низких концентраций.

Редакция Новини.LIVE рассказывает, о металлах Земли, которые встречаются в мизерных количествах, где искать и почему они важны.

Редкие микроскопические металлы Земли

Микроскопические металлы — это элементы, которые встречаются в крошечных дозах, менее 1 части на миллион в земной коре. Они не блестят, как золото, но управляют смартфонами, электрокарами и зелеными технологиями. Сейчас мир борется за них, потому что Китай контролирует 60% добычи, пишет Nasdaq.

Почему они такие редкие? Потому что эти металлы разбросаны тонким слоем, будто иголки в стоге сена. Добывать их — это наука плюс удача.

Какие металлы встречаются в чрезвычайно малых количествах

Среди 118 элементов таблицы Менделеева металлов немного, но микроскопические — это элита редкости. Самые редкие — из группы редкоземельных элементов (REE), плюс экзотика:

1. Астатин. Самый редкий природный элемент, всего 25 граммов на всю Землю. Возникает в распадах урана, как кратковременный гость. Не добывают — синтезируют в лабораториях.
2. Франций. Еще более редкий, 20 граммов глобально. Радиоактивен, живет секунды. Встречается в урановых рудах, но в микродозах.
3. Таллий и полоний. Таллий — ядовитый, в свинцовых рудах, 0,85 ppm. Полоний — из урана, 100 граммов в год производят искусственно.
4. Редкоземельные. 17 "братьев" — от лантана (35 ppm) до тулия (0,5 ppm). Тулим, эрбий, иттербий — самые скромные, менее 1 ppm. Они мягкие, серебристые, реагируют с воздухом. Даже церий (60 ppm) кажется обильным, но чистым его найти — как лотерея.

Редкоземельные элементы нужны в магнитах для турбин (неодим, диспрозий), батареях (лаантан) и экранах (иттербий). Без них не будут работать ни, например, Tesla, ни iPhone.

Где эти металлы найдены и в каких формах

Где скрываются эти чудеса? Не в золотых жилах, а в скромных рудах. Земная кора — главное сокровище, но металлы разбросаны.

1. Китай. Король редкоземельных элементов, 44 млн тонн запасов. Байун-Обо — гигантское месторождение, 58% мировой добычи. Здесь есть лантан, церий в монцитах.
2. Австралия. Маунт-Велд — 1,5 млн тонн, старт добычи 2026. Неодим и празеодим для магнитов.
3. Гренландия. Кванефьельд, 1% REE в черной лава-руде. 11 млн тонн, но экологи тормозят добычу.
4. Бразилия и Вьетнам. По 21-22 млн тонн, но добыча минимальная — 1 000 тонн/год. Аконгуа в Бразилии богата тяжелыми микрометаллами.
5. США. Маунтин-Пасс, Калифорния, 1,5 млн тонн. Плюс отходы — зола от угля или урановые хвосты в Эстонии (Силламяэ).
6. Украина. Титан и литий, но REE в микро — в Днепро-Баскском бассейне.
7. Марокко. Цинк с микро-REE.

Сейчас экологи бьют тревогу, ведь добыча таких металлов вредит воде, так как они токсичны.

Значение и применение

Хотя металлы существуют в чрезвычайно малых количествах, они имеют высокую ценность — не только экономическую, но и научную (например, для датировки, изучения геохимических процессов, радиоизотопов).

Например, платиновые группы металлов (PGEs) используют в катализаторах, электронике, медицине, приборах. Но ограниченная доступность делает их дорогими.

Технеций в медицине — изотопы его используют в медицине. Но природный технеций очень мал, большая часть производится искусственно. Без неодима нет сильных магнитов в дронах или МРТ.

Почему эти металлы такие редкие

1. Ядерная нестабильность — некоторые элементы не имеют стабильных изотопов, поэтому со временем не осталось первоначальных атомов (Tc, Pm).
2. Химическое сродство с железом (siderophile) — многие редкие металлы "любят" железо и попадают в ядро Земли во время ее формирования, поэтому их очень мало в коре.
3. Рассеивание в породах — не формируют крупные концентрированные руды, часто рассеяны по большой массе горных пород, поэтому добывать дорого и сложно.
4. Вторичные ядерные или радиоактивные процессы — для появления некоторых элементов нужны особые условия (деление, захват нейтронов), поэтому они не образуются в больших количествах.

Как сообщалось, на протяжении веков драгоценные металлы, такие как золото и серебро, считались надежным способом сохранения капитала. Однако, несмотря на их ценность, они не являются самыми дорогими металлами в мире.

Также мы рассказывали, что украинские недра богаты на стратегический металл — уран. Большинство его значительных запасов, превышающих 100 тысяч тонн, находятся в Кировоградской области. Это поднимает вопрос о технологиях его добычи и сферах применения.