1.賦存狀(zhuang)态
作爲礦物(wù)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(bú)可少的成(cheng)分。這類礦(kuàng)物通常稱(cheng)✍️爲稀土礦(kuàng)物,如獨居(jū)石、氟碳铈(shi)礦等。
作爲(wei)礦物的雜(zá)質元素,以(yǐ)類質同象(xiang)置換的形(xing)式,分🥰散于(yu)造岩礦🌈物(wu)和稀有金(jin)屬礦物中(zhōng),這類礦物(wu)可稱爲含(han)有稀土元(yuan)素的礦物(wu),如磷灰石(shí)、螢石等。
呈(cheng)離子狀态(tai)被吸附于(yú)某些礦物(wu)的表面或(huò)顆粒間。這(zhe)類礦物主(zhu)要是各種(zhong)粘土礦物(wu)、雲母類礦(kuàng)物。這類🈲狀(zhuàng)态的稀土(tǔ)元素很容(rong)易提取。
世界(jie)稀土資源(yuán)擁有國除(chu)中國外,還(hai)有俄羅斯(sī)、吉爾吉✊斯(si)斯🆚坦、美國(guo)、澳大利亞(yà)、印度、紮伊(yi)爾等;主要(yào)稀土礦物(wu)是氟碳铈(shì)✏️礦、離☁️子吸(xī)附型礦、獨(dú)居石、磷钇(yǐ)礦、黑稀金(jīn)礦、磷灰石(shí)、铈铌鈣钛(tai)礦等🚶。主要(yao)進行開采(cǎi)、選礦生産(chan)的國家是(shi)中國、美國(guó)、俄羅斯、吉(ji)爾吉斯斯(si)坦、印🌈度、巴(ba)西、馬來西(xi)亞等。1998年全(quan)世界稀土(tu)精礦産量(liang)13萬餘噸(自(zi)然噸位🥰)。值(zhi)🛀得注意的(de)是澳大利(li)亞、印度、南(nán)非等擁有(yǒu)稀土資源(yuán)的國家,在(zài)未來五年(nián)💰内,将克服(fu)技術障礙(ài),生産高附(fù)加值🤟的單(dan)一稀土産(chǎn)品🐉。屆時世(shi)界市⭐場的(de)競争将更(gèng)加激烈。
獨(du)居石 Monazite
獨居(jū)石又名磷(lin)铈镧礦。化(hua)學成分及(jí)性質:(Ce,La,Y,Th)[PO4]。成分(fen)變化很✏️大(dà)。礦物成分(fèn)中稀土氧(yang)化物含量(liang)可達50~68%。類質(zhi)同象混入(rù)物有✔️Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。獨(dú)⚽居石溶于(yú)H3PO4、HClO4、H2SO4中。
晶體結(jié)構及形态(tài):單斜晶系(xi),斜方柱晶(jing)類。晶體成(cheng)闆狀,晶面(miàn)常有條紋(wen),有時爲柱(zhù)、錐、粒狀。
物(wù)理性質:呈(cheng)黃褐色、棕(zōng)色、紅色,間(jiān)或有綠色(se)。半透明至(zhi)🚩透明。條痕(hen)👣白色或淺(qiǎn)紅黃色。具(ju)有強玻璃(li)光澤。硬度(du)5.0~5.5。性脆。比重(zhong)4.9~5.5。電磁性中(zhōng)弱。在X射線(xian)下發綠光(guang)。在陰極射(she)線下不發(fa)光。
生成狀(zhuang)态:産在花(huā)崗岩及花(hua)崗偉晶岩(yán)中;稀有金(jīn)屬🙇🏻碳酸岩(yán)🔱中♊;雲英岩(yán)與石英岩(yán)中;雲霞正(zheng)長岩、長霓(ni)岩與堿性(xìng)正長偉晶(jing)岩🌈中;阿爾(er)卑斯型脈(mò)中;混合岩(yan)中;及風化(huà)殼與砂礦(kuàng)中。
用途:主(zhu)要用來提(tí)取稀土元(yuán)素。
産地:具(ju)有經濟開(kai)采價值的(de)獨居石主(zhu)要資源是(shì)沖👈積🈲型或(huò)海濱砂礦(kuàng)床。最重要(yào)的海濱砂(shā)礦床是在(zai)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(fei)、馬來西亞(yà)、中國、泰國(guo)、韓國、朝鮮(xian)等地都含(hán)有獨居石(shí)的🚶♀️重砂礦(kuang)床。
獨居石(shí)的生産近(jìn)幾年呈下(xia)降趨勢,主(zhu)要原因是(shì)由于礦石(shí)中钍元素(sù)具有放射(she)性,對環境(jìng)有害。
氟碳(tan)铈礦 (Bastnaesite)
化學(xue)成分性質(zhi):(Ce,La)[CO3]F。機械混入(rù)物有SiO2、Al2O3、P2O5。氟碳(tan)铈礦易溶(rong)于稀HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4。
晶體(tǐ)結構及形(xing)态:六方晶(jing)系。複三方(fāng)雙錐晶類(lei)。晶體呈六(liù)👅方柱狀或(huò)闆狀。細粒(lì)狀集合體(tǐ)。
物理性質(zhi):黃色、紅褐(he)色、淺綠或(huo)褐色。玻璃(li)光澤、油脂(zhī)光澤,條痕(hén)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(jù)🏃🏻♂️放射性、具(ju)弱磁性。在(zài)薄片中透(tou)明,在透射(shè)光下無色(se)或淡黃色(se),在陰極射(she)線下不發(fā)光。
生成狀(zhuang)态:産于稀(xī)有金屬碳(tàn)酸岩中;花(huā)崗岩及花(huā)崗偉晶岩(yan)中;與花崗(gǎng)正長岩有(you)關的石英(ying)脈中;石英(yīng)─鐵錳碳酸(suan)鹽岩脈中(zhōng);砂礦中🔞。
用(yòng)途:它是提(ti)取铈族稀(xi)土元素的(de)重要礦物(wù)原料。铈族(zu)元素可用(yòng)🈚于制作合(he)金,提高金(jīn)屬的彈性(xìng)、韌性和強(qiang)度,是制作(zuo)噴氣式飛(fei)機、導彈、發(fā)動機及耐(nai)熱機械🔴的(de)重要🈲零件(jian)。亦可用作(zuo)防輻射💚線(xian)的防護外(wài)殼等。此外(wài),铈族元♍素(su)還用于制(zhi)作各種有(you)色玻璃。
目(mù)前,已知最(zuì)大的氟碳(tàn)铈礦位于(yu)中國内蒙(meng)古的白雲(yún)鄂🔞博礦,作(zuo)爲開采鐵(tie)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(fú)碳铈礦礦(kuang)床是美國(guó)加利✂️福尼(ni)亞州的芒(mang)廷帕斯礦(kuàng),這是世界(jie)上唯一🌈以(yi)開采稀土(tǔ)爲主的氟(fu)碳铈礦。
磷(lín)钇礦(Xenotime)
化學(xue)成分及性(xing)質:Y[PO4]。成分中(zhong)Y2O361.4%,P2O538.6%。有钇族稀(xī)土元素混(hùn)入,其中以(yǐ)镱、铒、镝、钆(gá)爲主。尚有(yǒu)锆、鈾、钍等(deng)元素代替(ti)钇,同時伴(bàn)随有矽代(dài)替磷。一般(ban)來說,磷钇(yi)礦中鈾的(de)含量大于(yú)钍。磷钇礦(kuang)化學性質(zhì)穩定。
晶體(ti)結構及形(xing)态:四方晶(jīng)系、複四方(fang)雙錐晶類(lèi)、呈粒狀及(jí)塊狀。
物理(li)性質:黃色(sè)、紅褐色,有(you)時呈黃綠(lǜ)色,亦呈棕(zong)色或淡褐(hè)㊙️色💛。條痕淡(dan)褐色。玻璃(lí)光澤,油脂(zhī)光澤。硬度(dù)4~5,比重4.4~5.1,具有(yǒu)弱的多色(sè)性和放射(shè)✔️性。
生成狀(zhuàng)态:主要産(chan)于花崗岩(yan)、花崗偉晶(jīng)岩中。亦産(chan)于堿性花(huā)崗岩⭐以及(ji)有關的礦(kuàng)床中。在砂(shā)礦中亦有(yǒu)産出。
用途(tú):大量富集(jí)時,用作提(ti)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(tǔ)礦即離子(zǐ)吸附型稀(xī)土礦是我(wo)國特有☎️的(de)🌏新型稀🏃土(tu)礦物。所謂(wèi)“離子吸附(fu)”系稀土元(yuán)素不以🙇🏻化(huà)合物的形(xíng)式存在,而(ér)是呈離子(zi)狀态吸附(fu)于粘土👉礦(kuàng)物中。這些(xie)稀土易爲(wei)強電解質(zhi)交換而轉(zhuan)入溶液,不(bú)需要破碎(sui)、選礦等🏃♂️工(gong)藝過程,而(er)是直接浸(jìn)取即可獲(huo)得混合稀(xi)❤️土氧化物(wù)。故這類礦(kuang)的特點是(shi):重稀土☀️元(yuan)素含量高(gāo),經濟含量(liang)大,品位低(dī),覆蓋面大(dà),多在丘陵(ling)地帶,适于(yu)手工和半(bàn)機械化開(kāi)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(xi)、廣東、湖南(nan)、廣西、福建(jiàn)等地。
2.世界(jie)稀土資源(yuán)
稀土元素(sù)在地殼中(zhōng)豐度并不(bu)稀少,隻是(shì)分散而已(yi)。因此,雖然(rán)稀土的絕(jue)對量很大(da),但就目前(qián)爲止能真(zhēn)正成㊙️爲可(kě)開采😍的稀(xi)土礦并不(bu)多,而且在(zài)世界上分(fen)布極不均(jun)勻,主💋要集(jí)中在中國(guó)、美國、印度(dù)、前蘇聯、南(nan)非、澳大利(lì)亞、加拿大(da)、埃及等幾(jǐ)個國家,其(qí)中中國的(de)🤟占有率最(zuì)高。見下表(biao)。
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國家 |
工業(yè)儲量 |
遠景(jing)儲量 |
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中國(guó) |
4300 |
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前蘇聯 |
1900 |
2100 |
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美(měi)國 |
1300 |
1400 |
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澳大利(lì)亞 |
520 |
580 |
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印度 |
110 |
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紮(zhā)伊爾 |
100 |
100 |
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加拿(ná)大 |
94 |
100 |
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巴西 |
31 |
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馬(ma)來西亞 |
3 |
3.5 |
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南(nán)非 |
39 |
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斯裏蘭(lán)卡 |
1.2 |
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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 |
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總(zong)計 |
10000 |
11000 |
(1)中(zhong)國
中國占(zhàn)世界稀土(tǔ)資源的43%,是(shi)一個名符(fu)其實的稀(xī)土資源大(dà)國。稀土資(zi)源極爲豐(fēng)富,分布也(ye)極其合理(li),這🌈爲中國(guo)稀土工業(yè)的發展奠(diàn)定了堅實(shi)的基礎。
主(zhǔ)要稀土礦(kuang)有白雲鄂(e)博稀土礦(kuàng)、山東微山(shān)稀土礦、冕(miǎn)甯稀土💰礦(kuang)、江西風化(huà)殼淋積型(xíng)稀土礦、湖(hu)南褐钇铌(ni)礦😘和漫🌈長(zhang)海🔞岸線上(shàng)的海濱砂(shā)礦等等。
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(shi)礦和獨居(jū)石,其比例(li)爲3∶1,都達到(dào)了稀土回(hui)收品位🌈,故(gu)稱混合礦(kuàng),稀🈲土總儲(chu)量REO爲3500萬噸(dūn),約占世界(jie)儲量的🈲38%,堪(kān)稱爲世界(jie)第一大稀(xī)土礦。
微山(shan)稀土礦和(hé)冕甯稀土(tu)礦是以氟(fú)碳铈礦爲(wei)主,伴生有(yǒu)重晶㊙️石等(deng),是組成相(xiàng)對簡單的(de)一類易選(xuǎn)的稀土礦(kuang)🐆。
中(zhōng)國的海濱(bīn)砂也極爲(wei)豐富,在整(zheng)個南海的(de)海岸線及(jí)海南🔴島、台(tái)灣島的海(hai)岸線可稱(cheng)爲海濱砂(shā)存積的黃(huang)金海岸,有(yǒu)近代沉❓積(ji)砂🍓礦和古(gǔ)砂礦,其中(zhōng)獨居石和(hé)磷钇礦是(shi)處理海濱(bin)砂回收钛(tài)鐵礦❓和锆(gao)英石時作(zuò)爲副産品(pǐn)加以回收(shōu)。
總之中國(guó)的稀土資(zī)源儲量大(da),礦種和稀(xī)土元素齊(qi)全,稀土品(pin)位高,礦點(dian)分布合理(lǐ)等。
美(mei)國它的稀(xī)土資源約(yuē)占13%,其稀土(tǔ)消費和氟(fú)碳铈礦産(chǎn)量幾年來(lái)一直居世(shi)界第一,但(dàn)近幾年稀(xī)土産量已(yǐ)退居第二(èr)位,讓位于(yú)中🔴國。美國(guo)稀土資源(yuán)主要有👅氟(fú)碳铈礦、獨(dú)居石及在(zai)選别其它(tā)礦物時,作(zuo)爲副産🔞品(pǐn)可回收黑(hēi)稀金礦、矽(xi)铍钇礦和(hé)磷钇礦。
美國很早(zao)就開采獨(dú)居石,現在(zài)開采的砂(shā)礦量是佛(fó)羅裏達州(zhōu)的格林科(kē)夫斯普林(lín)斯礦。礦床(chuang)長約19km,寬1.2km,厚(hou)爲6m,獨居石(shi)較爲豐富(fu)。此外,北卡(ka)羅來納州(zhōu)、南卡羅來(lai)👅納州、佐👣治(zhi)亞州、愛達(da)荷州和蒙(meng)大拿州‼️也(yě)有砂礦分(fèn)布,儲量也(ye)相當可觀(guan)🥵。
(3)印度
印度(dù)主要礦床(chuáng)是砂礦。印(yin)度的獨居(ju)石生産從(cóng)1911年開始,最(zui)大礦床分(fèn)布在喀拉(lā)拉邦、馬德(dé)拉斯邦和(he)奧裏🏒薩拉(la)邦。有♌名礦(kuàng)區是位于(yu)⭐印度南部(bu)西海岸的(de)恰瓦拉和(he)馬納範拉(la)庫裏奇🎯稱(cheng)爲特拉範(fan)科的大礦(kuang)床,它在1911~1945年(nian)間的供礦(kuàng)量占世界(jie)的一半,現(xiàn)在仍然是(shì)重要的産(chǎn)地。1958年在鈾(you)、钍資源勘(kan)探中,在比(bǐ)哈爾邦内(nèi)陸的蘭契(qì)高原上發(fa)現了一個(gè)新的獨居(jū)石和钛鐵(tie)礦礦床,規(gui)模巨大。
印(yin)度獨居石(shí)钍含量高(gao)達8%ThO2。在馬納(nà)範拉庫裏(li)奇采的重(zhòng)砂獨居石(shi)占5~6%。钛鐵礦(kuang)占65%,金紅石(shí)3%,锆英石5~6%,石(shí)榴石7~8%。
前蘇聯(lian)的稀土儲(chu)量很大,主(zhu)要是伴生(shēng)礦床位于(yu)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(lai)源就是從(cóng)磷灰石礦(kuàng)石中回收(shōu)稀土,此外(wài),在磷灰石(shí)礦石中,還(hái)可回收的(de)稀土礦物(wu)有铈铌鈣(gài)钛礦,含稀(xi)土爲29~34%。另外(wai),在✉️赫列比(bi)特🌏和森内(nèi)爾💃還有氟(fu)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(shì)作爲生産(chǎn)锆英石🧡和(he)♉金紅石及(jí)钛鐵礦的(de)副産品加(jiā)以回收。澳(ào)大利亞的(de)砂礦主要(yao)集中在西(xī)部地區。澳(ào)大利亞也(yě)産磷🧑🏾🤝🧑🏼钇礦(kuàng)。
澳大利亞(ya)可開發利(li)用的稀土(tu)資源,還有(you)位于昆士(shì)蘭州㊙️中部(bu)艾薩山的(de)采鈾的尾(wei)礦,南澳大(dà)利亞州羅(luo)克斯伯唐(táng)斯銅、鈾金(jīn)礦床。
(6)加拿(na)大
此外,在魁(kui)北克省的(de)奧卡地區(qū)擁有的燒(shāo)綠石礦,也(ye)是稀土的(de)一個很大(dà)潛在資源(yuan)。還有紐芬(fēn)蘭島和拉(la)布拉👄多省(shěng)境内的斯(si)💯特倫奇湖(hú)礦,也含有(yǒu)钇和重稀(xī)土正準備(bei)開發。
(8)馬來(lai)西亞
主要(yào)從錫礦的(de)尾礦中回(huí)收獨居石(shí)、磷钇礦和(he)铌钇礦🏃♀️等(deng)稀土礦物(wu),曾一度是(shì)世界重稀(xī)土和钇的(de)主要來源(yuan)。
(9)埃及
巴西是(shì)世界稀土(tu)生産的最(zui)古老國家(jia),1884年開始向(xiang)德國輸出(chu)獨居石,曾(céng)一度名揚(yang)世界。巴西(xī)的獨居石(shí)資源主要(yao)集中于東(dōng)部沿海,從(cong)裏約熱内(nèi)盧到北部(bu)福😍塔萊薩(sà),長達約643km地(dì)區,礦床規(guī)模大。
下一(yī)篇: 稀土如(rú)何生産與(yu)分離?
上一(yi)篇: 稀土基(ji)礎知識(三(sān))
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