Статьи

 




dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2018-0-5-18-23
УДК 669.85/.86:006
НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ В ОБЛАСТИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

Проведен мониторинг мирового фонда нормативной документации в области редкоземельных металлов (РЗМ). Определены различия отечественного и зарубежного фонда нормативной документации. Установлено, что российский фонд нормативной документации включает в себя государственные стандарты (ГОСТ) 35–40-летней давности, в то время как зарубежный фонд представлен отдельными разрозненными документами. Обоснована необходимость актуализации отечественной нормативной документации в области РЗМ.


Введение

Работа выполнена в рамках реализации комплексного научного направления 2. «Фундаментально-ориентированные исследования, квалификация материалов, неразрушающий контроль» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года») [1].

Редкоземельные металлы (РЗМ) относятся к стратегическим видам минерального сырья и обладают уникальными свойствами, благодаря чему используются во многих отраслях промышленности [2]. По объемам их применения судят о показателях научно-технического развития страны. В последние 5–7 лет происходит интенсивное развитие отрасли РЗМ в России – увеличилось производство коллективных карбонатов РЗМ (от 3,0 до 4,0 тыс. тонн в год), запущены новые мощности по производству индивидуальных соединений РЗМ в ПАО «Акрон» [3] и ООО «ЛИТ» (ГК «Скайград»), планируется ввод в эксплуатацию редкометаллического и редкоземельного Томторского месторождения [4], близки к завершению или завершены 40 проектов в рамках мероприятия 4.1. «Развитие металлургии и промышленности редких и редкоземельных металлов» (в части редкоземельных металлов) подпрограммы «Развитие производства традиционных и новых материалов» государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности».

Главными сферами применения РЗМ в России являются: катализаторы для нефтехимии (82%), сплавы для металлургии (11%), материалы для атомной энергетики (3%), постоянные магниты (2%). На долю остальных областей приходятся оставшиеся 2%. Наиболее быстрорастущая область применения РЗМ связана с производством катализаторов для нефтехимического комплекса. Хорошим стимулом оказался ввод технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту», определивший порядок постепенного перехода на топливо более высокого экологического класса: с 1 июля 2016 г. единственным разрешенным к обороту топливом стал бензин и дизель стандарта «Евро-5».

Рост промышленного производства, модернизация технологий переработки руд редкоземельных металлов и их обширное применение в различных областях промышленности (энергетика, электроника, металлургия, оптика, нефтехимия и т. п. [5–8]), а также увеличение количества научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных с РЗМ, обуславливают необходимость развития системы стандартизации в сфере РЗМ. Очевидно, что существующая нормативная документация в области РЗМ, оставаясь в неизменном состоянии, не может отвечать всем требованиям непрерывно развивающейся промышленности [9, 10]. Таким образом, необходимо регулярно актуализировать нормативный фонд.

 

Материалы и методы

Проведен мониторинг состояния фонда нормативных документов в области РЗМ. Мониторинг проводился по трем основным направлениям: 1 – отечественная нормативная документация (ГОСТ, ГОСТ Р); 2 – международные стандарты (ИСО); 3 – стандарты ASTM.

 

Результаты и обсуждение

В настоящее время отечественная база нормативной документации в области РЗМ включает 61 документ. Базовая часть фонда создана в 1970–1980 гг., причем 95% документации составляют стандарты на методы определения примесей (ГОСТ 23862.1–ГОСТ 23862.36) и отдельных химических элементов (серы, цинка, хлора, молибдена, никеля, железа, меди и т. п.) в редкоземельном концентрате – ГОСТ 22720.1–ГОСТ 22720.4 и ГОСТ 25702.1–ГОСТ 25702.18 соответственно. Остальные 5% представляют собой стандарты на общие требования к методам анализа редкометаллических концентратов (ГОСТ 25702.0), редкоземельных металлов и их оксидов (ГОСТ 23862.0), определения кислорода, водорода в редких металлах (ГОСТ 22720.0). В целом система нормативной документации в области РЗМ имеет следующую структуру:

– основополагающие стандарты (терминология и т. п.)

0

– стандарты, регламентирующие требования к РЗМ и т. п.

3

– стандарты на методы определения, испытания и др.

58

– стандарты технических условий

0

– стандарты общетехнического характера и иных процессов

0

 

В настоящее время отечественная база нормативных документов в области РЗМ морально устарела. Стандарты разработаны 35–40 лет назад и содержат сведения по оборудованию, которое уже не производится и/или характеристики которого не соответствуют современным требованиям. Так, в стандартах по определению примесей в РЗМ с использованием спектрального метода (например, ГОСТ 23862.1–ГОСТ 23862.5), основанного на возбуждении и фотографической регистрации дуговых эмиссионных спектров проб и образцов сравнения, или химико-спектрального метода (например, ГОСТ 23862.7–ГОСТ 23862.12), основанного на концентрировании редкоземельных примесей с последующим спектральным анализом полученных концентратов, указано оборудование (спектрографы ДФС-13, ДФС-8 и др.), точность и погрешность измерения которого значительно уступают характеристикам современного оборудования. Так, в спектрографах ДФС-8 и ДФС-13 используются дифракционные решетки, которые с учетом уровня производств, достигнутого в 1980-х годах, позволяли создавать с помощью резца нарезные решетки с постоянной 600–2400 штрих/мм. В настоящее время с учетом развития лазерной техники постоянные таких решеток достигают 4000 штрих/мм и более. Это позволяет при существенно меньших габаритах получить спектральное разрешение высокого уровня. Кроме того, действующая в настоящее время в России система стандартизации запрещает упоминание конкретных марок оборудования, что обусловлено возможностью лоббирования интересов производителя. Требуется более подробное описание процедуры испытания с учетом современных требований, предъявляемых в отрасли. Отсутствие актуальной и обновленной системы нормативной документации в области РЗМ является существенным барьером на пути создания в России конкурентоспособной промышленности РЗМ полного технологического цикла с целью удовлетворения потребностей отечественного оборонно-промышленного комплекса, гражданских отраслей промышленности и выхода на зарубежные рынки. С учетом этого, разработка новых и актуализация устаревших нормативных документов в области РЗМ, а также документов по их применению, является одной из важных задач по стимулированию внутреннего рынка потребления и применения РЗМ.

Одним из возможных решений обеспечения конкурентоспособной отрасли РЗМ, а также ускоренного внедрения результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новых технических и технологических решений, материалов и иных инноваций, является разработка «предварительных национальных стандартов». В качестве такой документации могут использоваться стандарты предприятия (СТО), технические условия (ТУ), технические инструкции (ТИ) и другие виды документов в области стандартизации, разработанные в рамках мероприятия 4.1. «Развитие металлургии и промышленности редких и редкоземельных металлов» (в части редких и редкоземельных металлов). Это позволит ускорить внедрение и разработку новых нормативных документов в части технологий получения РЗМ, методов их испытания, а также извлечения РЗМ из отходов производства и отработанных изделий.

Зарубежный фонд нормативной документации в области РЗМ и их соединений практически отсутствует (выявлено 13 стандартов), что может быть связано с наличием внутренних нормативных документов – зарубежных аналогов СТО и ТУ (см. рисунок). Вместе с тем стратегическое значение отрасли РЗМ для современного мирового промышленного производства отражает создание в 2015 г. технического комитета ИСО/ТС 298 «Редкоземельные металлы» [11], а также организации подкомитета ASTM F40.04 «Редкоземельные металлы» в рамках технического комитета F40 «Декларируемые вещества в материалах» [12].

 

Фонд нормативных документов в области редкоземельных металлов (РЗМ)

 

Комитет ИСО/ТС 298 обеспечивает стандартизацию в области добычи, концентрирования, экстракции и разделения РЗМ, а также получения различных соединений (оксидов, солей и т. п.), сплавов и продукции на основе РЗМ. Технический комитет находится под управлением администрации по стандартизации КНР, которая является комитетом-членом ИСО от КНР. Данный факт отражает ведущую роль КНР в мировом производстве РЗМ. Председателем ИСО/ТС 298 до конца 2021 г. назначен Куньцзян Ма. Комитет включает 9 постоянных членов (национальные комитеты по стандартизации Австралии, Бразилии, Индии, Канады, КНР, Республики Корея, РФ, США, Японии) и 22 наблюдателя (национальные комитеты по стандартизации Кубы, Аргентины, Чешской Республики, Египта, Финляндии, Франции, ФРГ, Ирана, Израиля, Италии, Малайзии, Мексики, Нидерландов, Пакистана, Польши, Португалии, Саудовской Аравии, ЮАР, Испании, Швеции, Швейцарии, Вьетнама). В настоящее время ИСО/ТС разрабатываются 5 стандартов [13–17] в области РЗМ (ISO/AWI). Следует отметить системность разработки данных нормативных документов, поскольку вначале разрабатываются:

основополагающие стандарты

– ISO/AWI 22444-1 «Редкоземельные элементы. Термины и определения. Часть 1: Минеральное сырье, оксиды и другие соединения»;

– ISO/AWI 22444-2 «Редкоземельные элементы. Термины и определения. Часть 2: Редкоземельные металлы и их сплавы»;

стандарты на методы измерения (испытания, определения) РЗМ

– ISO/AWI 22451 «Редкоземельные элементы. Переработка. Метод измерения содержания редкоземельных элементов в отработанных изделиях и отходах производства»;

стандарты общетехнического характера и иных процессов

– ISO/AWI 22450 «Редкоземельные элементы. Переработка. Коммуникационный формат для предоставления информации об извлечении редкоземельных элементов из отработанных изделий и отходов производства»;

– ISO/AWI 22453 «Редкоземельные элементы. Переработка. Метод обмена информацией о редкоземельных элементах, содержащихся в отработанных изделиях и отходах производства».

Важно отметить направленность разрабатываемых стандартов – «Переработка. Редкоземельные элементы из отработанных изделий и отходов производства». Извлечение РЗМ из отходов производства и отработанных изделий важно с точки зрения эффективного использования природных ресурсов и обеспечения надежной поставки РЗМ. Данная тенденция особенно актуальна для стран, не обладающих крупными рудными месторождениями РЗМ, а также в мире в целом – для снижения отходов производства и загрязнения окружающей среды.

В фонде стандартов ASTM (как и в отечественном фонде) отсутствуют основополагающие стандарты в области РЗМ, в которых унифицированы термины и определения, классификация, номенклатура определяемых характеристик РЗМ и т. п. Большая часть действующих документов относится к атомной индустрии ввиду ее стратегического назначения и высоких требований к ней. Выявлены следующие нормативные документы: ASTM D3989, ASTM C1845, ASTM C888, ASTM C889, ASTM C922, ASTM C968, ASTM C1502, ASTM C1769. Следует отметить, что отсутствие систематичности имеющихся стандартов ASTM в области РЗМ объясняется тем, что членство в организации ASTM International является открытым и что стандарты разрабатываются не на централизованной основе (как в случае ИСО), а могут быть приняты по предложению любого члена ASTM. При этом следование стандартам ASTM является добровольным. Общее количество нормативных документов в области РЗМ представлено в таблице.

 

Количество документов, регламентирующих требования к РЗМ

Наименование документа

Количество документов

ГОСТ

ASTM

ISO

Основополагающие стандарты (терминология и т. п.)

0

0

2

Стандарты, регламентирующие требования к РЗМ и т. п.

3

0

0

Стандарты на методы определения, испытания и др.

58

0

1

Стандарты технических условий

0

0

0

Стандарты общетехнического характера и иных процессов

0

8

3

 

Заключения

Подводя итоги, можно сделать вывод о том, что:

– основной фонд нормативной документации в области РЗМ в Российской Федерации составляют стандарты, которые разработаны еще в 1970-х и 1980-х годах и в настоящее время требуют актуализации [18] с учетом развития аналитических методов, а также отмеченных в работе [2] тенденций, касающихся извлечения РЗМ из отработанных изделий;

– необходимо разработать и утвердить государственный стандарт на термины и определения понятий, относящихся к РЗМ и их соединениям, с последующей гармонизацией данного стандарта с разрабатываемыми международными стандартами ISO/AWI 22444-1 и ISO/AWI 22444-2;

– зарубежный фонд нормативной документации в области РЗМ и их соединений практически отсутствует, что может быть связано с наличием внутренних нормативных документов (зарубежных аналогов СТО, ТУ). Важность разработки и ведения фонда документов в области РЗМ для современного мирового производства отражает создание в 2015 г. ИСО/ТС 298 и разработку в его рамках основополагающих стандартов и стандартов в области переработки РЗМ.


ЛИТЕРАТУРА REFERENCE LIST
1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
2. Севастьянов Д.В., Дориомедов М.С., Сутубалов И.В., Кулагина Г.С. Направления развития производственных технологий в области редкоземельных металлов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2018. №1. Ст. 4. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 16.04.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-1-4-4.
3. «Акрон»: Секрет успеха // Редкие земли. 2017. №1 (8). С. 76–81.
4. Демидов И.Л. «Ростех»: Редкоземельное направление // Редкие земли. 2017. №1 (8). С. 82–91.
5. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Вершков А.В. Редкие металлы и редкоземельные элементы – материалы современных и будущих высоких технологий // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S2. С. 3–10.
6. Фролов А.В., Мухина И.Ю., Леонов А.А., Уридия З.П. Влияние легирования редкоземельными металлами на свойства и структуру литейного магниевого сплава экспериментального состава системы Mg–Zr–Zn–Y–Nd // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2016. №3. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения 12.02.2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-3-3-3.
7. Каблов Е.Н., Пискорский В.П., Брук Л.А. Постоянные магниты из сплавов Nd–Fe–B // Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932–2002. М.: МИСИС–ВИАМ, 2002. С. 191–197.
8. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Пискорский В.П., Валеев Р.А. и др. Фазовый состав спеченных материалов системы Nd–Dy–Fe–Co–B // Авиационные материалы и технологии. 2014. №S5. С. 95–100. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s5-95-100.
9. Петрова Е.И., Пензина О.В., Маркова Н.В., Тарских П.М. Актуализация фонда стандартов на предприятиях // Технологии производства пищевых продуктов питания и экспертиза товаров: сб. материалов «Международной научно-практической конференции». 2015. С. 159–161.
10. Скобелев Д.О., Веснина Е.Н., Косорукова И.А., Уткин А.О. Cтандартизация в области биотехнологий // Стандарты и качество. 2014. №12 (930). С. 37–40.
11. ISO/TC 298 Rare earth // ISO: [офиц. сайт]. URL: https://www.iso.org/committee/5902483.html (дата обращения: 23.04.2018).
12. F40.04 on Rare Earth Materials // ASTM International: [офиц. сайт]. URL: https://www.astm.org/COMMIT/F40/F40-04 (дата обращения: 23.04.2018).
13. ISO/AWI 22444-1 Rare earth -- Terms and definitions - -- Part 1: Minerals, oxides and other compounds // ISO: [офиц. сайт]. URL: https://www.iso.org/ru/standard/73229.html (дата обращения: 23.04.2018).
14. ISO/AWI 22444-2 Rare еarth -- Terms and definitions - -- Part 2: Rare earth metals and their alloys // ISO: [офиц. сайт]. URL: https://www.iso.org/ru/standard/73228.html (дата обращения: 23.04.2018).
15. ISO/AWI 22450 Rare earth -- Elements Recycling -- Communication formats for providing recycling information on rare earth elements in by-products and industrial wastes // ISO: [офиц. сайт]. URL: https://www.iso.org/ru/standard/73240.html (дата обращения: 23.04.2018).
16. ISO/AWI 22451 Rare earth -- Elements recycling -- Measurement method of rare earth elements in by-products and industrial wastes // ISO: [офиц. сайт]. URL: https://www.iso.org/ru/standard/73241.html (дата обращения: 23.04.2018).
17. ISO/AWI 22453 Rare earth -- Elements recycling -- Method for the exchange of information of rare earth elements in by-products and industrial wastes // ISO: [офиц. сайт]. URL: https://www.iso.org/ru/standard/73242.html (дата обращения: 23.04.2018).
18. Каблов Е.Н., Шевченко Ю.Н., Кожевников А.Н. Отраслевые стандарты – основа качества авиационной техники // Сталь. 2008. №8. С. 121–122.
1. Kablov E.N. Innovacionnye razrabotki FGUP «VIAM» GNC RF po realizacii «Strategicheskih napravlenij razvitiya materialov i tehnologij ih pererabotki na period do 2030 goda» [Innovative developments of FSUE «VIAM» SSC of RF on realization of «Strategic directions of the develop-ment of materials and technologies of their processing for the period until 2030»] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2015. №1 (34). S. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
2. Sevastyanov D.V., Doriomedov M.S., Sutubalov I.V., Kulagina G.S. Napravleniya razvitiya proizvodstvennykh tekhnologij v oblasti redkozemelnykh metallov [Directions for the development of manufacturing technolo-gies in the field of rare earth metals] // Trudy VIАM: ehlektron. nauch.-tekhnich. zhurn. 2018. №1. St. 4. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: April 16, 2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-1-4-4.
3. «Аkron»: Sekret uspekha [«Acron»: Success secret] // Redkie zemli. 2017. №1 (8). S. 76–81.
4. Demidov I.L. «Rostekh»: Redkozemelnoe napravlenie [«Rostekh»: Rare-earth direction] // Redkie zemli. 2017. №1 (8). S. 82–91.
5. Kablov E.N., Ospennikova O.G., Vershkov A.V. Redkie metally i redkozemelnye elementy – materialy sovremennyh i budushhih vysokih tehnologij [Rare metals and rare-earth elements are materials for modern and future high technologies] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2013. №S2. S. 3–10.
6. Frolov A.V., Muhina I.Yu., Leonov A.A., Uridiya Z.P. Vliyanie legirovaniya redkozemelnymi metallami na svojstva i strukturu litejnogo magnievogo splava eksperimentalnogo sostava sistemy Mg–Zr–Zn–Y–Nd [An influence of rare-earth metals doping on properties and structure of the experimental Mg–Zr–Zn–Y–Nd casting magnesium alloy] // Trudy VIAM: elektron. nauch.-tehnich. zhurn. 2016. №3. St. 03. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: February12, 2018). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-3-3-3.
7. Kablov E.N., Piskorskij V.P., Bruk L.А. Postoyannye magnity iz splavov Nd–Fe–B [Constant magnets from Nd–Fe–B alloys] // Аviatsionnye materialy. Izbrannye trudy «VIАM» 1932–2002. M.: MISIS–VIАM, 2002. S. 191–197.
8. Kablov E.N., Ospennikova O.G., Piskorskij V.P., Valeev R.A. i dr. Fazovyj sostav spechennyh materialov sistemy Nd–Dy–Fe–Co–B [Phase composition of Nd–Dy–Fe–Co–B sintered materials] // Aviacionnye materialy i tehnologii. 2014. №S5. S. 95–100. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s5-95-100.
9. Petrova E.I., Penzina O.V., Markova N.V., Tarskikh P.M. Аktualizatsiya fonda standartov na predpriyatiyakh [Updating of fund of standards at the enterprises] // Tekhnologii proizvodstva pishhevykh produktov pitaniya i ehkspertiza tovarov: sb. materialov «Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii». 2015. S. 159–161.
10. Skobelev D.O., Vesnina E.N., Kosorukova I.А., Utkin А.O. Ctandartizatsiya v oblasti biotekhnologij [Standardization in the field of biotechnologies] // Standarty i kachestvo. 2014. №12 (930). S. 37–40.
11. ISO/TC 298 Rare earth // ISO: [ofits. sajt]. Available at: https://www.iso.org/committee/5902483.html (accessed: April 23, 2018).
12. F40.04 on Rare Earth Materials // ASTM International: [ofits. sajt]. Available at: https://www.astm.org/COMMIT/F40/F40-04 (accessed: April 23, 2018).
13. ISO/AWI 22444-1 Rare earth -- Terms and definitions - -- Part 1: Minerals, oxides and other compounds // ISO: [ofits. sajt]. Available at: https://www.iso.org/ru/standard/73229.html (accessed: April 23, 2018).
14. ISO/AWI 22444-2 Rare earth -- Terms and definitions - -- Part 2: Rare earth metals and their alloys // ISO: [ofits. sajt]. Available at: https://www.iso.org/ru/standard/73228.html (accessed: April 23, 2018).
15. ISO/AWI 22450 Rare earth -- Elements Recycling -- Communication formats for providing recycling information on rare earth elements in by-products and industrial wastes // ISO: [ofits. sajt]. Available at: https://www.iso.org/ru/standard/73240.html (accessed: April 23, 2018).
16. ISO/AWI 22451 Rare earth -- Elements recycling -- Measurement method of rare earth elements in by-products and industrial wastes // ISO: [ofits. sajt]. Available at: https://www.iso.org/ru/standard/73241.html (accessed: April 23, 2018).
17. ISO/AWI 22453 Rare earth -- Elements recycling -- Method for the exchange of information of rare earth elements in by-products and industrial wastes // ISO: [ofits. sajt]. Available at: https://www.iso.org/ru/standard/73242.html (accessed: April 23, 2018).
18. Kablov E.N., Shevchenko Yu.N., Kozhevnikov А.N. Otraslevye standarty – osnova kachestva aviatsionnoj tekhniki [Industry standards – basis of quality of aviation engineering] // Stal. 2008. №8. S. 121–122.
Вы можете оставить комментарий к статье. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте.