Китайские учёные раскрыли детали технологии наиболее эффективного на сегодняшний день способа извлечения урана из морской воды. Китаю это необходимо для импортозамещения в сфере уранового топлива для атомных электростанций. Сегодня страна закупает 13 000 тонн урана в год, самостоятельно производя только 1700 тонн этого сырья. К 2040 году Китаю ежегодно потребуется свыше 40 000 тонн урана, значительную часть которого он намерен добывать из морской воды.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Согласно оценкам учёных, в водах мирового океана содержится 4,5 млрд тонн урана, что в 1000 раз превышает запасы урановой руды в недрах Земли. Концентрация урана в воде крайне низка — 3,3 мг на тонну жидкости, что затрудняет его добычу из этого источника. Первыми уран из морской воды начали добывать в Японии около 40 лет назад. Тогда было получено около 1 кг уранового концентрата — так называемого жёлтого кека. Технических трудностей для подобных работ нет, однако они экономически нецелесообразны, с чем решили поспорить китайские учёные.

Эффективной добыче урана из морской воды мешают два фактора. Во-первых, это низкий показатель адсорбции с помощью существующих материалов. Во-вторых, сложность разделения ионов урана и других тяжёлых металлов, в частности ванадия. Исследователи из Научного центра редких изотопов Frontiers Университета Ланьчжоу (Lanzhou University Frontiers Science Centre) разработали технологию, которая удваивает способность к адсорбции урана и в 40 раз повышает эффективность его разделения с ванадием.

В качестве поглощающего материала учёные использовали перспективный класс металлоорганических каркасов (MOF). Это гибридные кластерные соединения с наивысшей на сегодняшний день пористостью. Для улучшения свойств поглощения ионов урана и их отделения от ионов ванадия новым MOF-соединениям придали способность изменять размеры пор под воздействием ультрафиолета.

В ходе экспериментов с морской водой и её имитацией новый материал показал способность поглощать ионы урана на уровне 588 мг на грамм материала. При этом коэффициент разделения ионов урана и ванадия достиг 215 единиц, что превзошло все предыдущие разработки в этой области. Учёные уверены, что промышленная добыча урана из морской воды с использованием предложенных материалов больше не является фантастикой.

Ранее в Китае планировали не позже 2025 года добывать уран из морской воды в масштабе килограммов, а к 2035 году рассчитывают построить демонстрационный завод для добычи урана в промышленных масштабах, чтобы к 2050 году обеспечить в стране непрерывное производство урана из морской воды.

Когда речь заходит об электронике, в первую очередь на ум приходят кремний и литий. Вольфрам ассоциируется с производством ламп накаливания, но не меньшую роль играет в электронной промышленности благодаря высокой тепло- и электропроводности. Он используется при производстве диодов, транзисторов, сверхпроводников и рентгеновских трубок. Неудивительно, что ограничения поставок вольфрама оказывают заметное влияние на целый ряд промышленных отраслей.

Источник изображения: periodic-table.app

На долю Китая в мировом производстве вольфрама приходится более 80 %, что поставило страну в стратегически выгодное положение на фоне эскалации напряжённости с США. 4 февраля Министерство торговли и Главное таможенное управление КНР объявили о введении экспортного контроля в отношении вольфрама, теллура, висмута, молибдена, индия и других редких металлов. Ожидалось, что эти действия Китая нанесут вред промышленности США, но, похоже, предприятия Японии и Южной Кореи также серьёзно пострадают.

Вольфрам является одним из ключевых видов сырья для ядерной энергетики, военной, аэрокосмической и полупроводниковой промышленности. Химические соединения вольфрама используются в катализаторах, неорганических пигментах и высокотемпературных смазочных материалах. Высокая температура плавления также делает его идеальным материалом для использования в электродных контактах в высокотемпературных приложениях.

Китайские меры экспортного контроля шокировали международные компании, которые теперь активно ищут альтернативные источники вольфрама, что непросто осуществить, учитывая статистику его добычи (данные за 2022 год, тысячи тонн в пересчёте на чистый металл):

• Китай — 71;
• Вьетнам — 4,8;
• РФ — 2,3;
• Боливия — 1,4;
• Руанда — 1,1;
• Австрия — 0,9;
• Испания — 0,7;
• Португалия — 0,5;
• Прочие (Северная Корея, Бразилия и др.) — 1,4.

В настоящее время только 18 компаний в Китае имеют право экспортировать вольфрамовое сырьё. Входящая в пятёрку крупнейших экспортёров компания Lianyou Metals увеличила цену на вольфрамат натрия — ключевое сырьё для вольфрамовой продукции — почти на 10 % с января. Это, с учётом цепочки поставок и складских запасов, окажет влияние на связанные отрасли в марте. Компания не исключает дальнейшего повышения цен.

Источник изображения: заводы.рф

По словам аналитиков, цены на международном рынке пока не испытали значительной волатильности, поскольку рынок всё ещё наблюдает за ситуацией. Процесс рассмотрения экспортных заявок в Китае занимает от 6 до 8 недель, и в настоящее время ни одна компания не подала заявку на получение экспортной квалификации. Ожидается, что китайский вольфрам будет трудно найти на мировом рынке до конца апреля. Участники отрасли считают, что требование Китая к компаниям повторно подавать индивидуальные заявки на экспорт с указанием целевой страны знаменует отход от прежней системы ежегодного управления квотами.

Изначально предполагалось, что экспортный контроль Китая в первую очередь нацелен на США. Однако эксперты утверждают, что США не являются крупным получателем вольфрама и его соединений из Китая. Основные поставки США получают из Канады, и для некоторых американских компаний 25-процентный тариф на канадский импорт стал большей проблемой, чем недавний экспортный контроль Китая. Крупные американские компании по-прежнему закупают определённые соединения вольфрама из Китая, особенно вольфрамат натрия и оксид вольфрама, но общий импорт в последние годы постепенно снижается.

Политика экспортного контроля в первую очередь затронет Японию и Южную Корею, которые не только обеспечивают высокий спрос на китайский вольфрам, но и поставляют в США продукцию, связанную с этим металлом. Это смещение акцента подчёркивает сложную динамику глобальных цепочек поставок и далеко идущие последствия стратегических решений Китая.

Ожидается, что к концу первого квартала всплеск спроса значительно увеличит рентабельность, прежде всего за счёт роста цен на вольфрамат натрия. Однако колебания стоимости сырья, особенно в результате переработки, остаются ограниченными, что способствует дополнительной стабилизации ценовой динамики.

Специалисты отрасли полагают, что долгосрочная стратегия Китая направлена на экспорт продукции с высокой добавленной стоимостью, а не сырья. Хотя цена на сырой вольфрам высока, его стоимость может многократно возрасти после переработки в передовые продукты. Таким образом, Китай рассчитывает повысить конкурентоспособность своей промышленности и стимулировать международные компании открывать в стране заводы по переработке, а не просто экспортировать сырьё.