Фитомайнинг – природоподобная технология, использующая способность растений-гипераккумуляторов извлекать металлы из почвы и накапливать их в биомассе. В отличие от традиционной добычи с высоким энергопотреблением, значительным нарушением ландшафтов и токсичными отходами, фитомайнинг работает за счёт фотосинтеза, минимизируя нарушение почвенного покрова
В Химико-технологическом кластере атомной отрасли (ХТК, входит в Научный дивизион «Росатома») ведутся лабораторные исследования растений, способных накапливать редкоземельные элементы (РЗЭ): горчицы белой, подсолнечника, кукурузы, льна, гречихи, папоротника орляка и борщевика. Выбор этих культур обусловлен их потенциальной фитоэкстракционной способностью, быстрым ростом и, в случае сельскохозяйственных видов, наличием отработанных агротехник для механизированного посева и уборки.
В качестве сырья для экспериментов ученые используют накапливаемые хвосты (смесь, которая остаётся после переработки горных пород) после обогащения минерала лопарита с Ловозерского горно-обогатительного комбината (ГОК) и отходы фосфогипса, отобранные с ключевых техногенных захоронений на территории России. Именно при исследовании отходов фосфогипса получены наиболее убедительные лабораторные результаты: извлечены легкие редкоземельные элементы (лантан La, церий Ce, неодим Nd и самарий Sm), а также пара ниобий Nb и тантал Ta (порядка 65–85% за один цикл). Потенциально использование этих полигонов под посадку растений может обеспечить получение редкоземельных элементов с минимальными финансовыми затратами благодаря их удачному географическому расположению, позволяющему снимать минимум два урожая в год. Особый упор делается на окультуренные растения, что существенно повышает экономическую эффективность технологии. По результатам лабораторных исследований наиболее перспективные виды пройдут полевые полигонные испытания в реальных климатических условиях.
Главный потенциал разрабатываемой технологии — промышленное внедрение в зарубежных странах, располагающих открытыми поверхностными источниками редкоземельных металлов (РЗМ), в частности, ионно-адсорбционными глинами, которые потенциально пригодны под засадку. В настоящее время ведутся работы в этом направлении. На полях международного конгресса «РЕДМЕТ-2026» обсуждалась в том числе разработка и внедрение технологий фитомайнинга с зарубежными партнёрами.
«Сама по себе фитоэкстракция — не новая технология в агрономии. Сегодня уже изучаются и применяются методы фиторемедиации для очистки почв от тяжёлых металлов, нефтепродуктов и радионуклидов и т.д. Однако, использование фитоэкстракции именно для промышленного извлечения редкоземельных металлов, а тем более — засев многокилометровых техногенных отвалов и хвостохранилищ, открывает совершенно новые возможности. Сегодня мы можем получать дополнительный объём РЗМ с минимальными капитальными затратами, фактически превращая отходы в возобновляемый минеральный ресурс. Данное направление сегодня активно развивается в Китае, о чём свидетельствуют международные научные публикации. В центре внимания — поиск оптимальных видов-гипераккумуляторов и разработка эффективных недорогих хелатирующих агентов, позволяющих интенсифицировать процессы фитоэкстракции и сделать их экономически состоятельными в промышленных масштабах», — рассказал начальник лаборатории металлургических процессов Химико-технологического кластера «Росатома», к.т.н. Виталий Санин.
Сегодня в мире известно 22 вида растений-гипераккумуляторов редкоземельных элементов (РЗЭ). Наиболее известные — папоротники, в особенности те виды, которые широко распространены в субтропических и тропических регионах Юго-Восточной Азии. Они уже активно используются в китайских исследованиях по фитомайнингу благодаря высокой способности этих растений накапливать редкоземельные элементы в надземной биомассе. Еще один перспективный вид — сыть круглая — неприхотливое травянистое растение, встречающееся во многих регионах мира, а также многолетнее растение лаконос, которое, по данным исследований, способно аккумулировать как лёгкие, так и тяжёлые редкоземельные элементы.
Для справки:
Химико-технологический кластер госкорпорации «Росатом» (входит в Научный дивизион госкорпорации «Росатом») представляет собой системообразующую структуру, направленную на стимулирование инноваций и поддержку научно-технического прогресса в атомной и смежных отраслях российской промышленности. Деятельность ХТК охватывает широкий спектр задач, связанных с разработкой, производством и внедрением новых материалов, композитов, чистых веществ, а также редких и редкоземельных металлов. В рамках этой миссии ХТК выполняет функцию интегратора научных исследований, прикладных разработок и промышленного производства, что позволяет ему обеспечивать высокую степень синергии между различными этапами научно-технологического цикла. Структура ХТК включает в себя научно-технические подразделения, обладающие высокими квалификациями и компетенциями в соответствующих областях, опытно-экспериментальную базу, оснащенную современным оборудованием для проведения исследований и испытаний, а также метрологическую службу, обеспечивающую точность и надежность измерений. Кроме того, ХТК располагает собственным опытным производством, что позволяет ему не только разрабатывать новые технологии, но и доводить их до стадии промышленного применения.
Российские компании успешно реализуют проекты развития, создают инновационные решения. Развитие прорывных технологий повышает конкурентоспособность как атомной отрасли, так и отечественной экономики в целом. «Росатом» и его предприятия принимают активное участие в этой работе.