Мировой рынок рения

Рений - химический элемент с атомным номером 75 в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, обозначается символом Re (лат. Rhenium). При стандартных условиях представляет собой плотный серебристо-белый металл.
Рений - один из редчайших элементов земной коры. По геохимическим свойствам он схож со своими гораздо более распространёнными соседями по периодической системе - молибденом и вольфрамом. Поэтому в виде малых примесей он входит в минералы этих элементов. Основным источником рения служат молибденовые руды некоторых месторождений, где его извлекают как попутный компонент. Кларковое число рения - 10^-3 г/т.

     Рений встречается в виде редкого минерала джезказганита (CuReS4), найденного вблизи казахстанского города Джезказган (современное название - Жезказган). Кроме того, в качестве примеси рений входит в колумбит, колчедан, а также в циркон и минералы редкоземельных элементов.
     О чрезвычайной рассеянности рения говорит тот факт, что в мире известно только одно экономически выгодное месторождение рения. Оно находится в России: запасы в нём составляют около 10^-15 тонн. Это месторождение было открыто в 1992 году на вулкане Кудрявый, остров Итуруп, Курильские острова. Месторождение в кальдере на вершине вулкана представлено фумарольным полем размерами 50-20 м с постоянно действующими источниками высокотемпературных глубинных флюидов - фумаролами. Это означает, что месторождение активно формируется по сегодняшний день. Рений находится здесь в форме минерала рениит ReS2, со структурой, аналогичной молибдениту.
     Ещё один минерал, содержащий рений, - таркианит (Cu,Fe)(Re,Mo)4S8 с 53,61 мас. % рения - был обнаружен в концентрате из месторождения Хитура в Финляндии.
     По природным запасам рения на первом месте в мире Чили, на втором месте США, а на третьем Россия. Общие мировые запасы рения составляют около 13 000 тонн, в том числе 3500 тонн в молибденовом сырье и 9500 т - в медном. При перспективном уровне потребления рения в количестве 40-50 тонн в год человечеству этого металла может хватить ещё на 250-300 лет. Приведённое число носит оценочный характер без учёта степени повторного использования металла. Запасы рения в виде рениита на острове Итуруп оцениваются в 10-15 тонн, в виде вулканических газов - до 20 тонн в год.
     В практическом отношении важнейшими сырьевыми источниками получения первичного рения в промышленном масштабе являются молибденовые и медные сульфидные концентраты. В общем балансе производства рения в мире на них приходится более 80%. Остальное в основном приходится на вторичное сырьё.

Запасы на месторождениях рения в 2012 году, тонн *

Чили	1,300.0
США	390.0
Россия	310.0
Казахстан	190.0
Армения	95.0
Прочие страны	215.0
Всего запасы	2,500.0

* данные US Geological Survey

     Коммерческий рений извлекается из молибденового газа в обжиговой печи, полученного из руд сульфида меди. Некоторые руды молибдена содержат от 0,001% до 0,2% рения. Оксид рения (VII) и рениевая кислота с легкостью распадаются в воде; они выщелачиваются из газовой пыли, извлекаются осаждением с калием или нашатырным спиртом как соли рения, и очищаются перекристаллизацией. Полное мировое первичное производство рения составляет 40-50 тонн/год; главные производители находятся в Чили, США, Перу и Казахстане. Переработка использованных платино-рениевых катализаторов и специальных сплавов позволяет получать еще около 10 тонн металла ежегодно.
     Мировая добыча рения в 2012 году, по предварительным данным Геологической службы США, повысилась по сравнению с 2011 годом на 0,7% - до 54,9 т и достигла уровня 2008 года.
     В 2012 году мировым лидером по добыче рения оставалась Чили, второе место сохранилось за США. В значительной степени свои позиции в последние годы потерял Казахстан, где в 2009-2010 годах добыча рения упала более чем вдвое по сравнению с предыдущими годами.
     В США в 2012 году выпуск рения повысился благодаря росту попутного производства молибденовых концентратов в стране. В последние годы четыре лидирующих медно-молибденовых рудника повысили уровни попутного извлечения молибдена, а один менее крупный продуцент начал осуществлять такое производство. В 2012 году ренийсодержащие руды в США добывали пять компаний (три - в шт. Аризона и по одной - в штатах Монтана и Юта). В последние годы несколько компаний в стране в малых масштабах осуществляли вторичную переработку молибденорениевого и вольфраморениево-го лома с целью извлечения рения. В число выпускаемых в США ренийсодержащих продуктов входят перренат аммония, металлический рениевый порошок и перрениевая кислота.
     США, несмотря на относительно крупные масштабы внутреннего производства рения, попрежнему заметно зависят от импортных поставок данного металла и его соединений.

Добыча рения в мире, тонн*

Добыча рения в мире, тонн

* данные US Geological Survey

     Рений применяется как добавка к термостойким суперсплавам, которые используются, чтобы делать части реактивного двигателя. На это расходуется примерно 70% мирового рениевого производства. Другое основное применение рения находится в платино-рениевых катализаторах, которые прежде всего используются в создании не содержащего свинца, высокооктанового бензина.
     Рений добавляется в основанные на никеле суперсплавы для улучшения их характеристик. Сплавы обычно содержат 3% или 6% рения. Сплавы второго поколения содержат 3%; эти сплавы использовались в двигателях F-16 и F-15, в то время как более новые одно-кристаллические сплавы третьего поколения содержат 6% рения; они используются в F-22 и двигателях F-35. Рений также используется в суперсплавах, таких как CMSX-4 (2-ого поколения) и CMSX-10 (3-его поколения), которые используются в промышленных газотурбинных двигателях как GE 7FA. Рений может стать причиной микроструктурной непостоянности суперсплавов, формируя нежелательные TCP (топологически близко упакованные) фазы. В сплавах 4-ого и 5-ого поколений рутений используется, чтобы избежать этого эффекта. Среди других можно отметить новые суперсплавы - EPM-102 (с 3% Ru) и TM 162 (с 6% Ru), оба содержащие 6%-ый рений, так же как и сплавы TM 138 и TM 174.
     В 2012 году в США 70% рения было использовано для производства суперсплавов компаниями General Electric, Rolls-Royce plc и Pratt & Whitney, в то время как использование рения в катализаторах составило только 20%, а оставшиеся области применения - 10%. Возрастающий спрос на военные реактивные двигатели и постоянную поставку стал причиной использования суперсплавов с более низким содержанием рения. Например, в более новых турбинах высокого давления (HPT) CFM56, будет использоваться сплав Rene N515 с содержанием рения 1,5% вместо Рене N5 с 3% рения.
     Рений улучшает свойства вольфрама. Рений-вольфрамовые сплавы более податливы при низкой температуре, в результате они более легко обрабатываются. Также улучшается стабильность при высокой температуре. Увеличение эффекта происходит с ростом концентрации рения, поэтому вольфрамовые сплавы производятся с максимальным содержанием рения до 27%, которое является пределом растворимости. Одна из областей применения рений-вольфрамовых сплавов - источники рентгена. Высокая точка плавления обоих составов, вместе с высокой атомной массой, делает их устойчивыми против длительного электронного воздействия. Рений-вольфрамовые сплавы также применяются как термопары, чтобы измерить температуры до 2200°C.
     Стабильность при высокой температуре, низкое давление пара, хорошая износостойкость и способность противостоять коррозии - эти свойства рения полезны в самоочищающихся электрических контактах. В частности разгрузка, происходящая во время переключения, окисляет контакты. Однако, оксид рения Re2O7 имеет плохую стабильность (сублимируется при температуре ~360 °C) и поэтому удаляется во время разгрузки.
     Рений имеет высокую точку плавления и низкое давление пара, подобное танталу и вольфраму, однако, рений не формирует изменчивых оксидов. Поэтому, рениевые нити показывают более высокую стабильность, если нитью управляют не в вакууме, а в содержащей кислород атмосфере. Эти нити широко используются в массовых спектрометрах, измерителях ионов и в лампах фотовспышки в фотографии.

     Рений в форме сплава с платиной используется в качестве катализатора для преобразования нефтяного керосина с низким октановым числом в динамичные жидкие продукты. Во всем мире 30% катализаторов, используемых для этого процесса, содержат рений. Метатезис олефина - еще одна реакция, для которой рений используется в качестве катализатора. Обычно Re2O7 на глиноземе используется для этого процесса. Рениевые катализаторы очень стойкие к химическому отравлению азотом, серой и фосфором, и так используются в определенных видах гидрогенизационных реакций.
     Изотопы 188Re и 186Re - радиоактивны и используются для лечения рака печени. Они обладают похожей глубиной проникновения в ткани (5 мм для 186Re и 11 мм для 188Re), но 186Re имеет преимущество более большой период жизни (90 часов против 17 часов).
     В начале 2000-ых на рынке рения отмечался избыток металла, так как в период с 2002 по 2005 год производство продолжало расти, несмотря на снижение спроса со стороны производителей авиационных двигателей. С 2007 по 2009 год рениевое производство не успевало за рынком, так как потребление металла в авиакосмической промышленности резко увеличилось. В результате излишки, которые накапливались в начале 2000-ых, быстро были использованы. В период с 2009 по 2012 год поставки были практически в балансе с потреблением. По мнению Roskill, обладая лучшим пониманием динамики рынка производители должны более четко определять будущие объемы производства для соответствия спросу.
     Потребление рения в мире в 2012 году составило 59,1 тонны, из них 44,0 тонны пришлось на США, а 15,1 тонны на прочие страны.
     Крупными сферами использования рения в США являются производство катализаторов, применяемых при риформинге нефти (20% суммарного потребления), и специальных сплавов для изготовления компонентов турбинных двигателей, работающих в условиях высоких температур (70%). Биметаллические платинорениевые катализаторы используются в нефтеперерабатывающей промышленности для производства высокооктановых углеводородов, которые применяются при получении бессвинцового бензина. Рений улучшает высокотемпературные (1000°С) характеристики ряда спецсплавов на базе никеля. Рениевые сплавы используются в производстве тиглей, электрических контактов, электромагнитов, электронных ламп и мишеней, нагревательных элементов, ионизационных манометров, масс-спектрографов, металлических покрытий, полупроводников, регуляторов температуры, термопар, электровакуумных приборов и прочей продукции.

Производство и потребление рения в мире, тонн*

год	2008	2009	2010	2011	2012
Всего производство	55.8	48.0	53.0	54.0	59.0
США	51.6	37.1	39.7	42.1	44.0
Прочие страны	10.4	16.4	13.5	14.1	15.1
Всего потребление	62.0	53.5	53.2	56.2	59.1
Баланс рынка	-6.3	-5.5	-0.2	-2.2	-0.1

* данные Roskill

Цены за металл быстро выросли в 2006-2008 годах от примерно 1200 долл./кг в 2005 году до более чем 10000 долл./кг в 2008 году. Причиной этому стал резкий рост спроса на рений в США и в мире в целом со стороны сектора космических суперсплавов и, как следствие, возникший дефицит металла на рынке. Однако в течение двух следующих лет цены на рений снизились более чем вдвое, в основном, из-за воздействия мирового экономического кризиса, а также увеличения поставок.
В 2011 году средняя цена на металлический рений составила 4670 долл./кг, что чуть ниже показателя 2010 года. К началу 2013 года рениевый рынок уже три года был относительно стабилен, после значительной изменчивости в 2006-2009 годах. Начиная с конца 2009 наличная цена осталась ниже 5000 долл./кг и оставалась между 3500 долл./кг и 3700 долл./кг в январе 2013 года.

Цены на рений, долл./г

Несмотря на некоторые опасения промышленников относительно будущих поставок, Roskill полагает, что первичные и вторичные ресурсы достаточны, чтобы позволить производителям и потенциальным производителям идти в ногу со спросом. Это должно означать продолжение стабильности на рениевом рынке и безопасность поставки для потребителей по приемлемым ценам.
Однако, по мнению консалтинговой фирмы Oakdene Hollins на рынке рения, наряду с теллуром, редкоземельными металлами, индием и скандием, ожидается сильный рост спроса, в связи с чем вероятный баланс мирового рынка рения будет выглядеть отрицательным уже в ближайшем будущем, тем более, что перспективы увеличения поставок первичного металла, составляющих сейчас примерно 55 тонн в год, выглядят весьма ограниченными.

Обзоры мировых
товарных рынков