1.賦存狀(zhuàng)态
作爲礦物(wu)的基本組(zu)成元素,稀(xi)土以離子(zi)化合物形(xíng)式賦存于(yú)礦物晶格(ge)中,構成礦(kuang)物的必不(bu)可少的成(chéng)分。這類礦(kuàng)物通常稱(chēng)爲稀土礦(kuàng)物,如獨居(ju)石、氟碳铈(shì)礦等。
作爲(wei)礦物的雜(za)質元素,以(yǐ)類質同象(xiàng)置換的形(xing)式,分散于(yú)🏒造岩礦物(wù)和稀有金(jīn)屬礦物中(zhong),這類礦物(wù)可稱爲含(hán)有稀♌土元(yuán)素的礦物(wu),如磷灰石(shi)、螢石等。
呈(chéng)離子狀态(tai)被吸附于(yu)某些礦物(wu)的表面或(huò)顆粒間💃。這(zhè)類礦物主(zhu)㊙️要是各種(zhǒng)粘土礦物(wù)、雲母類礦(kuàng)物。這類狀(zhuàng)态🔱的稀土(tu)元😘素很容(rong)易提取。
已(yi)經發現的(de)稀土礦物(wù)約有250種,但(dàn)具有工業(ye)價值的🌏稀(xī)土礦物❄️隻(zhi)有50~60種,目前(qián)具有開采(cai)價值的隻(zhi)有10種左右(yòu),現在用于(yú)工業提取(qu)稀土元素(su)的礦物主(zhǔ)要有四種(zhǒng)—氟碳铈礦(kuàng)、獨居石礦(kuang)、磷钇礦和(he)風化殼淋(lin)積型礦👄,前(qian)三種礦占(zhan)西方稀土(tǔ)産量的95%以(yi)上。獨居石(shi)和氟碳🤞铈(shì)礦中,輕稀(xi)土含量較(jiào)高。磷钇礦(kuang)中,重稀土(tu)和钇含量(liang)較高,但礦(kuàng)🎯源比獨居(ju)石少。
世界(jie)稀土資源(yuan)擁有國除(chú)中國外,還(hái)有俄羅斯(si)、吉爾吉斯(sī)斯🤩坦、美國(guó)、澳大利亞(ya)、印度、紮伊(yī)爾等;主要(yao)稀土礦物(wù)是氟碳铈(shi)礦、離子吸(xi)附型礦、獨(dú)居石、磷钇(yi)礦、黑稀金(jin)礦、磷灰石(shi)、铈铌鈣钛(tai)礦等。主要(yao)進行開采(cǎi)、選礦生産(chǎn)的國🔞家是(shi)中國、美國(guo)、俄羅斯、吉(ji)爾吉斯斯(si)坦、印💞度、巴(bā)西、馬來西(xi)亞等。1998年全(quan)世界稀土(tu)精礦産量(liàng)13萬餘噸(自(zì)然噸位🌈)。值(zhí)得注意的(de)是澳大利(lì)亞、印度、南(nan)非等擁有(yǒu)稀土🌈資源(yuan)的🆚國家,在(zai)未來五年(nian)内,将克服(fu)技術🌍障礙(ài),生産高附(fu)加值的單(dān)一稀土産(chan)品。屆時世(shì)界市場的(de)競争将更(gèng)加激烈。
獨(du)居石 Monazite
獨居(ju)石又名磷(lín)铈镧礦。化(huà)學成分及(jí)性質:(Ce,La,Y,Th)[PO4]。成分(fèn)變化很大(da)。礦物成分(fen)中稀土氧(yǎng)化物含量(liang)可達50~68%。類質(zhì)同象😄混入(ru)🔱物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。獨(du)居石🍉溶于(yu)H3PO4、HClO4、H2SO4中。
生成狀(zhuang)态:産在花(huā)崗岩及花(hua)崗偉晶岩(yan)中;稀有金(jīn)屬碳酸岩(yán)中;雲英岩(yan)與石英岩(yán)中;雲霞正(zheng)長岩、長霓(ni)岩🈲與堿性(xing)正長偉晶(jīng)岩中;阿爾(ěr)卑斯型脈(mò)中;混合岩(yan)中;及風化(hua)殼與砂礦(kuàng)中。
産地:具(jù)有經濟開(kāi)采價值的(de)獨居石主(zhǔ)要資源是(shi)沖積型或(huò)海濱砂礦(kuang)床。最重要(yao)的海濱砂(sha)礦床是在(zài)澳🔱大利亞(ya)沿🧑🏽🤝🧑🏻海、巴西(xī)以及印度(dù)等沿海。此(ci)外,斯裏蘭(lán)卡、馬達加(jiā)斯加、南🐅非(fēi)、馬來西亞(ya)、中國、泰國(guo)、韓國、朝鮮(xiān)等🧡地都含(han)有獨居石(shí)的重砂礦(kuang)床🛀。
獨居石(shi)的生産近(jin)幾年呈下(xià)降趨勢,主(zhǔ)要原因是(shì)由于礦石(shi)中💋钍元素(su)具有放射(shè)性,對環境(jìng)有害。
化學(xué)成分性質(zhì):(Ce,La)[CO3]F。機械混入(rù)物有SiO2、Al2O3、P2O5。氟碳(tàn)铈礦易溶(rong)于稀😘HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4。
晶體(ti)結構及形(xing)态:六方晶(jīng)系。複三方(fāng)雙錐晶類(lei)。晶體呈六(liù)方柱狀或(huo)闆狀。細粒(lì)狀集合體(tǐ)。
物理性質(zhi):黃色、紅褐(hè)色、淺綠或(huò)褐色。玻璃(li)光澤、油脂(zhī)光澤,條🙇🏻痕(hen)呈白色、黃(huang)色,透明至(zhi)半透明。硬(yìng)度4~4.5,性脆,比(bǐ)🥵重4.72~5.12,有時具(ju)放射性、具(jù)弱磁性。在(zài)薄片中透(tou)明,在透射(she)光下無色(se)或淡黃色(se),在陰極射(shè)線下不發(fa)光。
生成狀(zhuàng)态:産于稀(xi)有金屬碳(tàn)酸岩中;花(hua)崗岩及花(hua)崗偉⁉️晶岩(yán)中;與花崗(gǎng)正長岩有(yǒu)關的石英(yīng)脈中;石英(ying)─鐵錳碳酸(suān)鹽岩脈中(zhōng);砂礦中。
用(yòng)途:它是提(ti)取铈族稀(xī)土元素的(de)重要礦物(wu)原料。铈族(zú)元素可用(yòng)🧡于制作合(he)金,提高金(jīn)屬的彈性(xing)、韌性和強(qiáng)度,是制作(zuo)噴氣式飛(fēi)機、導彈、發(fa)動機及耐(nai)熱機械的(de)重要零件(jian)。亦🌐可用作(zuò)防輻射線(xian)的防護外(wai)殼等。此外(wài),铈族元素(su)還用于制(zhì)作各種有(you)色玻璃。
目(mù)前,已知最(zuì)大的氟碳(tan)铈礦位于(yú)中國内蒙(meng)古的白雲(yún)鄂博礦,作(zuo)爲開采鐵(tiě)礦的副産(chan)品,它和獨(du)居石一道(dào)被開采出(chu)來,其稀✌️土(tu)氧化物平(píng)均含量爲(wei)5~6%。品位最高(gao)的工業氟(fu)碳铈礦礦(kuàng)床是美國(guó)加利福尼(ní)亞州的❄️芒(mang)廷帕斯礦(kuang),這是世界(jie)上唯一以(yǐ)開采稀💜土(tǔ)爲主的氟(fú)碳铈礦。
磷(lin)钇礦(Xenotime)
晶體(ti)結構及形(xíng)态:四方晶(jing)系、複四方(fang)雙錐晶類(lèi)、呈粒狀及(ji)塊狀。
物理(lǐ)性質:黃色(se)、紅褐色,有(you)時呈黃綠(lü)色,亦呈棕(zōng)色或🏃♂️淡褐(hè)💚色💁。條痕淡(dàn)褐色。玻璃(lí)光澤,油脂(zhi)光澤。硬度(dù)4~5,比重4.4~5.1,具有(you)弱的多色(sè)性和放射(she)🏃🏻性。
生成狀(zhuàng)态:主要産(chǎn)于花崗岩(yán)、花崗偉晶(jing)岩中。亦産(chan)于堿性花(hua)崗岩以及(ji)有關的礦(kuang)床中。在砂(sha)礦中亦有(yǒu)産出。
用途(tú):大量富集(jí)時,用作提(tí)煉稀土元(yuan)素的礦物(wù)原料。
風化(hua)殼淋積型(xíng)稀土礦(Ion absorpt deposit)
淋(lin)積型稀土(tu)礦即離子(zi)吸附型稀(xi)土礦是我(wǒ)國特有🥵的(de)新型稀土(tǔ)礦物。所謂(wèi)“離子吸附(fu)”系稀土元(yuán)素不以化(hua)合物的形(xing)式㊙️存在,而(er)是呈離子(zi)狀态吸附(fù)于粘土礦(kuang)物中。這些(xie)稀🎯土易爲(wèi)☂️強電解質(zhì)交換而轉(zhuǎn)入溶液,不(bú)需要破🏃♂️碎(suì)、選礦等工(gōng)藝過程,而(ér)是直接浸(jìn)取即可獲(huò)得混合稀(xī)土氧化物(wu)。故這類礦(kuàng)的特🏃點是(shi):重稀土元(yuán)素含量高(gāo),經濟含量(liang)大,品位低(di),覆蓋面大(dà),多在丘陵(ling)地帶,适于(yu)手工和半(ban)機械化開(kai)采,開采和(hé)浸取工藝(yi)簡單。
風化(huà)殼淋積型(xíng)稀土礦,主(zhu)要分布在(zài)我國江西(xī)、廣東、湖南(nán)、廣西、福💜建(jian)等地。
2.世界(jie)稀土資源(yuán)
表 1998年(nian)世界稀土(tǔ)儲量(REO,萬噸(dun))
|
國家 |
工業(yè)儲量 |
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中國(guó) |
4300 |
4800 |
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前蘇聯 |
1900 |
2100 |
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美(měi)國 |
1300 |
1400 |
|
澳大利(lì)亞 |
520 |
580 |
|
印度 |
110 |
130 |
|
100 |
100 |
|
|
加拿(ná)大 |
94 |
100 |
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28 |
31 |
|
|
馬(ma)來西亞 |
3 |
3.5 |
|
南(nan)非 |
39 |
40 |
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斯裏蘭(lán)卡 |
1.2 |
1.3 |
|
泰國 |
0.1 |
0.11 |
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剛(gang)果 |
0.1 |
0.1 |
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其它 |
2100 |
2100 |
|
總(zong)計 |
11000 |
來(lái)源:《世界稀(xī)土經濟》(第(dì)十一版)
(1)中(zhong)國
中國占(zhàn)世界稀土(tu)資源的43%,是(shì)一個名符(fú)其實的稀(xi)土資源大(dà)國。稀土資(zi)源極爲豐(feng)富,分布也(ye)極其合理(lǐ),這爲中🥰國(guó)稀土工💃🏻業(ye)的發展奠(dian)定了堅實(shí)的基礎。
白(bái)雲鄂博稀(xi)土礦與鐵(tie)共生,主要(yao)稀土礦物(wù)有氟碳铈(shì)礦和獨居(ju)石,其比例(li)爲3∶1,都達到(dào)了稀土回(huí)收品位,故(gu)稱混合礦(kuang),稀土總👄儲(chǔ)量REO爲3500萬噸(dūn),約占世界(jie)儲量的38%,堪(kān)稱爲💃世界(jiè)第一大稀(xi)土礦。
微山(shān)稀土礦和(hé)冕甯稀土(tu)礦是以氟(fú)碳铈礦爲(wèi)主,伴生有(you)🔅重晶💘石等(děng),是組成相(xiang)對簡單的(de)一類易選(xuan)的稀🌈土礦(kuang)。
江西風化(huà)殼淋積型(xíng)稀土礦是(shì)一種新型(xing)稀土礦種(zhǒng),它的選㊙️冶(ye)相對較簡(jiǎn)單,且含中(zhōng)重稀土較(jiào)高,是一類(lèi)很有市場(chǎng)競争力的(de)稀土礦。
總之中國(guo)的稀土資(zī)源儲量大(dà),礦種和稀(xi)土元素齊(qí)全,稀土品(pin)位高,礦點(diǎn)分布合理(lǐ)等。
美(měi)國它的稀(xī)土資源約(yuē)占13%,其稀土(tǔ)消費和氟(fu)碳铈礦産(chǎn)量幾年🌈來(lai)🔴一直居世(shì)界第一,但(dan)近幾年稀(xī)土産量已(yi)退居第二(èr)位,讓位于(yú)中國。美國(guó)稀土資源(yuan)主要有氟(fu)碳铈礦、獨(du)居石及在(zài)✔️選别其它(tā)礦物時,作(zuò)爲副産品(pǐn)可回收🧑🏽🤝🧑🏻黑(hēi)稀金礦、矽(xī)铍钇礦和(hé)磷钇礦。
位(wèi)于加利福(fu)尼亞的聖(shèng)貝迪諾縣(xian)的芒廷帕(pà)斯礦,是世(shi)界✉️上最大(da)的單一氟(fu)碳铈礦,該(gai)礦山1949年勘(kan)探放射㊙️性(xìng)礦物時🧡發(fā)現,稀土品(pin)位爲5~10%REO,儲量(liang)達500萬噸之(zhi)多,是一大(da)型稀土礦(kuàng)。
美國很早(zao)就開采獨(dú)居石,現在(zai)開采的砂(shā)礦量是佛(fo)🏃🏻♂️羅裏達州(zhou)的格林科(ke)夫斯普林(lin)斯礦。礦床(chuáng)長約19km,寬1.2km,厚(hou)爲6m,獨居石(shi)較爲豐富(fu)♌。此外,北卡(kǎ)羅來納州(zhōu)、南卡羅來(lái)納州、佐🔞治(zhì)亞州、愛達(da)荷👌州和蒙(meng)大拿州也(ye)有砂礦分(fèn)布,儲量也(ye)相當可觀(guān)。
(3)印度
印度(dù)主要礦床(chuang)是砂礦。印(yin)度的獨居(jū)石生産從(cong)1911年開始,最(zui)大💃礦床分(fèn)布在喀拉(la)拉邦、馬德(de)拉斯邦和(hé)奧裏薩拉(la)邦。有名礦(kuàng)區是位于(yú)印度南部(bu)西海岸的(de)恰瓦拉和(hé)馬納範拉(la)庫裏奇稱(chēng)爲特拉範(fan)科的大礦(kuang)床,它在1911~1945年(nian)間的供礦(kuang)量占世界(jie)的一半,現(xiàn)在仍然是(shì)重要👨❤️👨的産(chan)地。1958年在鈾(yóu)、钍資源勘(kan)探中,在比(bǐ)哈爾邦内(nèi)陸的蘭契(qi)高原上發(fa)現了一個(gè)新的獨居(jū)石和钛鐵(tiě)礦礦床,規(gui)模巨大。
印(yin)度獨居石(shi)钍含量高(gāo)達8%ThO2。在馬納(na)範拉庫裏(li)奇采的重(zhòng)砂獨居石(shí)占5~6%。钛鐵礦(kuang)占65%,金紅石(shi)3%,锆英石5~6%,石(shí)榴石7~8%。
(4)前蘇(sū)聯
前蘇聯(lian)的稀土儲(chǔ)量很大,主(zhǔ)要是伴生(sheng)礦床位于(yú)科拉⛱️半島(dǎo),存♍在于堿(jiǎn)性岩中的(de)含稀土的(de)磷灰石。前(qian)蘇聯的主(zhǔ)要稀土來(lái)源就是從(cóng)磷灰石礦(kuàng)石中回收(shou)稀土,此外(wài),在磷灰🔴石(shi)礦石中,還(hái)可回收的(de)稀土礦物(wù)有铈铌鈣(gài)钛礦,含稀(xi)土☁️爲29~34%。另外(wai),在赫列比(bǐ)特和森内(nei)爾還有氟(fú)碳铈礦。
(5)澳(ao)大利亞
澳(ao)大利亞是(shì)獨居石的(de)生産大國(guó),獨居石是(shi)作爲生産(chan)锆英石🍓和(he)金紅石及(jí)钛鐵礦的(de)副産品加(jia)以回收。澳(ao)大❓利亞的(de)砂👄礦主要(yao)集中在西(xī)部地區。澳(ao)大利亞也(ye)産磷钇礦(kuàng)。
澳大利亞(ya)可開發利(lì)用的稀土(tu)資源,還有(you)位于昆士(shi)蘭州中🔴部(bù)🎯艾薩山的(de)采鈾的尾(wěi)礦,南澳大(dà)利亞州羅(luó)克斯伯唐(táng)斯銅、鈾金(jīn)礦床。
(6)加拿(ná)大
加拿大(da)主要從鈾(yóu)礦中副産(chan)稀土。位于(yu)安大略省(sheng)布🏒來恩德(dé)裏弗-埃利(li)特湖地區(qu)的鈾礦,主(zhu)要由瀝青(qīng)鈾🛀礦、钛🙇♀️鈾(yóu)礦和獨居(ju)石、磷钇礦(kuàng)組成,在濕(shī)法提鈾時(shi),可把稀土(tǔ)也提出來(lai)。
此外,在魁(kui)北克省的(de)奧卡地區(qū)擁有的燒(shāo)綠石礦,也(yě)是稀土的(de)一個很大(dà)潛在資源(yuan)。還有紐芬(fen)蘭島和拉(la)🛀🏻布拉多省(shěng)境内的斯(sī)特倫奇湖(hú)礦,也含有(you)钇和重稀(xi)土正準備(bèi)開發。
(7)南非(fei)
南非是非(fēi)洲地區最(zui)重要的獨(du)居石生産(chan)國。位于開(kāi)普省的斯(sī)廷坎普斯(sī)克拉爾的(de)磷灰石礦(kuang),伴生有獨(du)居石,是世(shì)界上唯一(yi)單一👨❤️👨脈狀(zhuàng)型獨居石(shí)稀土礦。此(ci)外,在東🈲南(nán)海岸♍的查(chá)茲貝的海(hai)濱砂中🏃也(yě)有稀土,在(zài)布法羅螢(yíng)🏃🏻♂️石礦中也(yě)伴生獨居(jū)石和氟碳(tan)铈礦,正計(ji)劃和研究(jiu)回收。
(8)馬來(lai)西亞
主要(yào)從錫礦的(de)尾礦中回(huí)收獨居石(shi)、磷钇礦和(hé)铌钇礦等(děng)稀土礦物(wù),曾一度是(shì)世界重稀(xi)土和钇的(de)主要💜來源(yuán)🈲。
(9)埃及
(10)巴(bā)西
巴西是(shì)世界稀土(tu)生産的最(zui)古老國家(jiā),1884年開始向(xiàng)德☂️國🤞輸出(chū)😍獨居石,曾(céng)一度名揚(yáng)世界。巴西(xi)的獨居石(shí)資源主要(yào)集㊙️中于東(dong)部沿海,從(cóng)裏約熱内(nèi)盧到北部(bù)福塔萊薩(sa),長達約🏃🏻♂️643km地(dì)區,礦床規(gui)模大。
下一(yi)篇: 稀土如(ru)何生産與(yǔ)分離?
上一(yī)篇: 稀土基(ji)礎知識(三(san))
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