Свои разработки в фитомайнинге представил Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности имени Сажина («Гиредмет», входит в химико-технологический кластер научного дивизиона «Росатома»). Фитомайнинг – метод, предполагающий извлечение из почвы различных минералов, в том числе редких и редкоземельных, при помощи растений (их называют гипераккумуляторами). Известны 22 вида таких растений. Их скашивают, сжигают и из зольного раствора методом экстракции добывают все необходимое.

Специалисты «Гиредмета» выбрали для лабораторных испытаний несколько видов, которые могут аккумулировать редкоземы, в частности, горчицу белую, подсолнечник, кукурузу, лен, гречиху, папоротник. Кроме названной полезной способности, они быстро растут, неприхотливы в уходе и адаптированы к российскому климату.

Тестировали растений на смесях с содержимым хвостохранилища Ловозерского ГОКа в Мурманской области (единственное в России предприятие, которое не только добывает, но и обогащает руду редкоземельных металлов) и залежей фосфогипса в Подмосковье и Саратовской области, образовавшихся при производстве фосфорных удобрений.

Наиболее порадовал урожай во втором случае: из тех образцов, что выращивали в смеси фосфогипса с землей, удалось извлечь лантан, церий, неодим и самарий, а также ниобий и тантал. Уже в 2027 году институт планирует перейти от лабораторных к полевым тестам.

С одного гектара посадок, по предварительным оценкам, можно получать до 630 килограммов редкоземов. Если учесть, что редкоземы обычно используются в небольшой доле от общей массы сплавов, результат неплох. И это цифры за один урожай, а в средней полосе России его можно снимать и дважды в год. А главное, отходы превращаются из однозначной проблемы в возобновляемый минеральный ресурс. И пусть фитомайнинг не заменит традиционную добычу из-за сравнительно меньших объемов, но зато даст сто очков вперед в смысле экологичности и капитальных затрат.

Главное, наладить промышленные масштабы. К слову, за рубежом метод уже показывает свои результаты, и это гораздо более продвинутые проекты, чем просто очистка земельных полос вдоль автотрасс (хотя и это чрезвычайно полезно и активно применяется, например, в США). Большинство забугорных начинаний связаны с добычей никеля, потому что более чем две трети всех растений-гипераккумуляторов могут его улавливать. Например, дерево Phyllanthus rufuschaneyi в Малайзии аккумулирует до 12,7 процента никеля от своей сухой массы, а в соке стеблей этого металла бывает до 16,9 процента.

В 2023 году мировой производитель стали Aperam объединился с дочерним предприятием университета Лотарингии. Они зарегистрировали предприятие Botanickel для получения бионикеля из растений. Металл нужен для выпуска нержавеющей стали. «Старателями» стали названное выше дерево и растение Odontarrhena chalcidica из Греции.

Кроме того, обнаружено, что редкоземельные элементы могут не просто накапливаться в растениях, но и трансформироваться. Институт геохимии в Гуанчжоу при Китайской академии наук в ходе эксперимента обнаружил наноразмерные кристаллы монацита – минеральной фазы, в которой редкоземельные элементы кристаллизуются непосредственно внутри живых тканей папоротника. Это первый зарегистрированный случай формирования минералов редкоземельных элементов в растении-гипераккумуляторе. Минерал был извлечен напрямую из растения, и это был прорыв в фитомайнинге. То есть одно из древнейших растений планеты оказалось на сегодня и самым продвинутым в одном из самых актуальных промышленных дел цивилизации.

Вообще, в Китае больше всего сделано в фитомайнинге (как и в добыче редкоземов как таковой). Там имеются ионно-адсорбционные месторождения – глиняные поля с высоким содержанием редких материалов, где технологии сельского хозяйства прямо просятся. У нас наиболее перспективны отвалы горнодобывающих предприятий и техногенные отходы – в основном от деятельности теплоэлектроцентралей и тех же фосфогипсовых фабрик.

Фитомайнинг находит и иное, довольно неожиданное, применение. В 2024 году английский ювелирный бренд H2ERǴ выпустил кольцо, в котором вместо камня по центру закреплена прозрачная полусфера с металлической пылью. Серебро, никель и медь, использованные в аксессуаре, получены при помощи гипераккумуляторов. В этом проекте партнером стала биодобывающая компания Phyona, которая выращивает различные культуры для очистки почвы на территории бывшей угольной шахты Барнсли.

Кстати, в числе растений-гипераккумуляторов российские ученые изучают и борщевик Сосновского, объявленный недавно в России вне закона для свободного произрастания из-за своей опасности для людей, животных и даже для экосистемы в целом. Если способности этого растения извлекать из почвы редкоземы подтвердятся, то это обеспечит ему не только реабилитацию, но и официальную «работу» на пользу той же экосистеме.