Почему Минобороны США в восторге от галлия? Ответ — в его свойствах

Правительство США вкладывает сотни миллионов долларов в производство галлия, при этом подавляющая часть поставок этого малоизвестного металла приходится на Китай.

Галлий — необычный серебристый металл, температура плавления которого настолько низка, что он может расплавиться в руке.

Он давно занимает своё место в периодической таблице элементов, однако остаётся в тени — несмотря на то, что используется в военных системах, беспилотных автомобилях и быстрых зарядных устройствах для ноутбуков. При этом практически весь мировой объём галлия поступает из Китая.

Теперь на сцену выходит крупный инвестор — правительство США, — которое намерено изменить ситуацию. Оно направляет сотни миллионов долларов на строительство предприятий в США и за рубежом, стремясь создать собственную цепочку поставок галлия и снизить зависимость от китайского импорта.

Один из проектов, на который обратило внимание правительство Трампа, расположен в Уэджерапе (англ.: Wagerup, Западная Австралия). Компания Alcoa с 1980-х годов эксплуатирует там завод по переработке бокситов в глинозём. Бокситы содержат незначительные количества галлия, и теперь Alcoa планирует построить установку для его извлечения.

Правительство США намерено выделить финансирование на этот проект совместно с Австралией и Японией. Взамен, как сообщила Alcoa, правительства получат долю производимого металла.

По оценкам Alcoa, завод в перспективе сможет выпускать около 100 метрических тонн галлия — это примерно 10 % от мирового спроса на этот металл. В 2024 году общемировое производство галлия составило 760 тонн.

«Мы давно знаем, что галлий можно извлекать в рамках нашего производственного процесса», — заявил в интервью генеральный директор Alcoa Уильям Оплингер. — «Мы могли бы наладить такое производство и на других заводах, если миру потребуется значительно больше галлия и экономика это оправдает».

Инициатива по галлию — часть усилий администрации Трампа по обеспечению поставок редкоземельных и критически важных минералов для оборонной, автомобильной и технологической отраслей. В рамках этой программы выделяются миллиарды долларов на создание стратегического резерва таких материалов, как литий, кобальт и никель.

Бокситовая руда проходит через завод по производству глинозёма компании Alcoa в Уэджерапе (Западная Австралия), где планируется извлекать галлий в ходе технологического процесса.
Alcoa

«Рынок, искажённый до неузнаваемости»

В 2023 году Китай, на долю которого приходится бо́льшая часть мирового производства критически важных минералов, ввёл экспортный контроль над галлием. На следующий год Пекин полностью запретил поставки галлия в США. Позднее запрет был временно снят — однако существует вероятность, что его вновь введут уже в текущем году.

В среду на специальном мероприятии представители США и других государств пообещали инвестировать средства в расширение поставок критически важных минералов — чтобы снизить зависимость от Китая.

«Мы наблюдаем явные признаки того, что рынок искажён до неузнаваемости, — он наказывает за стратегические инвестиции и диверсификацию», — заявил вице-президент Дж. Д. Вэнс.

Согласно данным агентства Argus Media, за последние два года биржевые цены на галлий за пределами Китая выросли примерно втрое. В январе средняя цена почти достигла рекордных 1 572 долларов за килограмм.

Где применяется галлий

Галлий обрабатывают с азотом и мышьяком, чтобы получать подложки для высокопроизводительных полупроводников. В микросхемах галлий выдерживает высокие нагрузки по электричеству и лучше, чем кремний, противостоит воздействию тепла и влаги. Помимо сотовых телефонов и ноутбуков, его используют в спутниках — чтобы защитить компоненты от космической радиации.

Инвестиции США в собственное производство

США вкладывают средства внутри страны, чтобы нарастить внутренние поставки галлия. Министерство обороны совместно с частными инвесторами выделяет 1,9 млрд долларов на приобретение доли в совместном предприятии с корейской компанией Korea Zinc. Это позволит базирующейся в Сеуле фирме приобрести цинковый рудник и плавильный завод на территории США.

На заводе в Теннесси Korea Zinc планирует извлекать галлий и около дюжины других критически важных металлов, содержащихся в остатках от переработки цинковой руды. Ещё 4,7 млрд долларов — в виде частных и государственных кредитов — пойдут на строительство плавильного завода, где будет осуществляться сложная сепарация металлов.

Ожидается, что с 2030 года предприятие в Теннесси сможет производить до 54 тонн галлия в год.

Оператор очистки ячеек (на фото — 2023 год) извлекает марганец для повторного использования в процессе выщелачивания цинка на заводе в Кларксвилле (Теннесси), который приобретает компания Korea Zinc.
Фото: Уильям ДеШазер, The Wall Street Journal

Красные шламы

Ещё один проект по извлечению галлия реализуется в Луизиане — на единственном в стране заводе по производству глинозёма. На площадке между Новым Орлеаном и Батон-Ружем компания Atlantic Alumina намерена нарастить выпуск глинозёма — ключевого сырья для выплавки алюминия — и установить оборудование для переработки галлия.

На протяжении многих лет Atlantic Alumina складировала так называемые красные шламы — отходы, остающиеся после превращения бокситов в глинозём (сыпучий материал, напоминающий поваренную соль, из которого затем получают алюминий). Однако у компании не было возможности извлекать из этих шламов такие ценные компоненты, как галлий.

Тут в дело вступило Министерство обороны США. Правительство инвестирует 150 млн долларов в приобретение доли в Atlantic Alumina, чтобы поддержать планы компании по расширению производства и запуску проекта по извлечению галлия. Общий бюджет проекта оценивается в 450 млн долларов. По расчётам компании, ежегодное производство галлия составит около 50 тонн.

Прогнозы и риски

Согласно данным финской консалтинговой компании Rovjok (специализируется на критически важных минералах), к 2030 году мировой спрос на галлий вырастет примерно на 24 %. При этом, по оценкам Rovjok, производство галлия в США обойдётся более чем на 20 % дороже, чем в Китае.

По мнению Иэна Ланжа, профессора экономики из Горной школы Колорадо, усилия США и других стран по наращиванию выпуска галлия могут привести к избытку этого металла на рынке. «Рынок настолько мал, что его просто разорвёт», — предупреждает он.
Как Китай захватил рынок

Китай установил контроль над рынком галлия, стремительно нарастив мощности по выплавке алюминия и включив производство галлия в процесс переработки глинозёма.

Некоторые политики и аналитики утверждают, что Китай использует своё доминирование, чтобы искусственно насыщать рынки критически важных минералов, тем самым отбивая у других стран желание инвестировать в собственное производство. Китайские компании, в свою очередь, оправдывают рост выпуска, заявляя, что действуют ответственно.

Ценовой всплеск и новые резервы

Перебои в цепочках поставок во время и после пандемии COVID-19, а также введение Китаем экспортных ограничений в последние годы спровоцировали резкий рост цен на галлий.

В прошлом месяце Австралия объявила, что включит галлий в число приоритетных материалов для своего стратегического резерва критически важных минералов. Общий бюджет резерва оценивается примерно в 800 млн долларов.

«Нам предстоит большая работа по налаживанию сотрудничества и совместной разработки этой отрасли», — заявила 4 февраля министр горнодобывающей промышленности Австралии Мэдлин Кинг. — «Мы должны были заняться этим ещё 20-30 лет назад».

Перевод т-канала The Bugged