1.賦存狀态
稀(xī)土元素在地(di)殼中主要以(yǐ)礦物形式存(cun)在,其賦存🏒可爱颂🔞中文版谐音歌词🌈狀(zhuàng)态主要有㊙️三(sān)種:
作爲礦物(wu)的基本組成(chéng)元素,稀土以(yǐ)離子化合物(wù)形式賦存于(yu)礦物晶格中(zhōng),構成礦物的(de)必不可少的(de)成分。這類礦(kuàng)💰物通常稱爲(wei)稀土礦物,如(rú)獨居石、氟碳(tan)铈礦等。
作爲(wei)礦物的雜質(zhì)元素,以類質(zhi)同象置換的(de)形式,分散💰于(yu)造岩礦🆚物和(he)稀有金屬礦(kuang)物中,這類礦(kuang)物可稱爲含(han)有稀土元素(sù)的礦物,如磷(lín)灰石、螢石等(deng)。
呈離子狀态(tài)被吸附于某(mou)些礦物的表(biǎo)面或顆粒間(jiān)。這類礦📐物主(zhu)要是各種粘(zhan)土礦物、雲母(mu)類礦物。這類(lei)狀态的稀土(tǔ)元💚素很✉️容易(yì)提取。
已經發(fā)現的稀土礦(kuang)物約有250種,但(dàn)具有工業價(jia)值的稀土礦(kuang)🌈物隻有50~60種,目(mu)前具有開采(cǎi)價值的隻有(you)10種左右,現在(zài)用于工業提(ti)㊙️取稀土元素(su)的礦物主要(yào)有四種—氟碳(tàn)铈礦、獨居石(shi)礦、磷钇礦和(hé)風化殼淋積(jī)型礦🌈,前三種(zhǒng)礦占西方稀(xī)土産量的95%以(yi)上。獨居石和(hé)氟碳铈礦中(zhōng),輕稀土含量(liang)較高。磷钇礦(kuàng)中,重稀土和(he)钇含量較高(gao),但礦源😍比獨(dú)居石少。
獨居石(shí) Monazite
獨居石又名(míng)磷铈镧礦。化(hua)學成分及性(xing)質:(Ce,La,Y,Th)[PO4]。成分變化(huà)很大。礦🎯物成(chéng)🏒分中稀土氧(yang)化物含量可(ke)達50~68%。類質同象(xiàng)混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和(he)[SO4]。獨居石溶于(yú)H3PO4、HClO4、H2SO4中。
晶體結構(gòu)及形态:單斜(xie)晶系,斜方柱(zhu)晶類。晶體成(chéng)闆狀,晶面常(cháng)有條紋,有時(shí)爲柱、錐、粒狀(zhuàng)。
物理性質:呈(cheng)黃褐色、棕色(se)、紅色,間或有(you)綠色。半透明(ming)至透明🛀。條痕(hen)白色或淺紅(hong)黃色。具有強(qiáng)玻璃光澤。硬(ying)度5.0~5.5。性脆。比重(zhòng)4.9~5.5。電磁性中弱(ruo)。在X射線下發(fā)綠光。在陰極(ji)☔射線下不發(fā)光。
生成狀态(tài):産在花崗岩(yán)及花崗偉晶(jing)岩中;稀有金(jin)屬🔞碳酸岩中(zhōng)💰;雲英岩與石(shí)英岩中;雲霞(xiá)正長岩、長霓(ni)岩與堿性正(zheng)長偉晶岩中(zhong);阿爾卑斯型(xing)脈中;混合岩(yán)中;及風化殼(ké)與砂礦中。
用(yong)途:主要用來(lái)提取稀土元(yuan)素。
産地:具有(you)經濟開采價(jia)值的獨居石(shí)主要資源是(shi)沖積型或海(hǎi)濱👨❤️👨砂礦床。最(zui)重要的海濱(bin)砂礦床是在(zai)澳大利亞沿(yan)海、巴👣西以及(ji)印度等沿海(hai)。此外,斯裏蘭(lan)卡🈚、馬達加斯(si)加、南非、馬來(lái)⭕西亞、中國、泰(tài)國、韓國、朝鮮(xiān)等地都含有(yǒu)🈲獨居石的重(zhòng)砂礦床。
獨居(jū)石的生産近(jin)幾年呈下降(jiàng)趨勢,主要原(yuan)因是由于礦(kuàng)石‼️中👅钍元素(sù)具有放射性(xing),對環境有害(hài)。
氟碳铈礦 (Bastnaesite)
晶(jing)體結構及形(xíng)态:六方晶系(xi)。複三方雙錐(zhui)晶類。晶體🔞呈(chéng)㊙️六方✍️柱🆚狀或(huo)闆狀。細粒狀(zhuàng)集合體。
物理(lǐ)性質:黃色、紅(hong)褐色、淺綠或(huo)褐色。玻璃光(guang)澤、油脂光澤(ze),條痕呈白色(sè)、黃色,透明至(zhi)半透明。硬度(dù)4~4.5,性脆,比重4.72~5.12,有(you)時具放射性(xìng)、具弱磁性。在(zài)薄片中透明(míng),在透射🌈光下(xià)無✉️色或淡黃(huáng)色,在陰極射(shè)線下不發光(guang)。
生成狀态:産(chan)于稀有金屬(shu)碳酸岩中;花(huā)崗岩及花崗(gang)偉晶岩中;與(yǔ)花崗正長岩(yán)有關的石英(ying)脈中;石英─鐵(tiě)錳碳酸鹽岩(yán)脈中;砂✍️礦中(zhong)。
用途:它是提(tí)取铈族稀土(tǔ)元素的重要(yao)礦物原料。铈(shi)族元素可用(yòng)于制作合金(jin),提高金屬的(de)彈性、韌性和(he)強度,是制作(zuò)噴氣式⚽飛機(jī)、導彈、發動機(jī)及耐熱機械(xie)的重要零件(jian)。亦♍可用作防(fang)輻射線的防(fáng)護外殼等。此(cǐ)外,铈族元素(su)還用于制作(zuo)各種有色玻(bo)璃。
目前,已知(zhi)最大的氟碳(tàn)铈礦位于中(zhōng)國内蒙古的(de)白雲鄂博礦(kuang),作爲開采鐵(tiě)礦的副産品(pǐn),它和獨居石(shi)一✉️道被開采(cai)出來,其稀土(tǔ)氧化物平均(jun)含量爲5~6%。品位(wèi)最高的工業(ye)氟碳铈礦礦(kuàng)🔆床是美💯國加(jia)利🔞福尼亞州(zhou)的芒廷帕斯(si)礦,這是世🐅界(jiè)上唯一以開(kai)采稀土爲主(zhǔ)的氟碳铈礦(kuàng)。
磷钇礦(Xenotime)
化學(xué)成分及性質(zhì):Y[PO4]。成分中Y2O361.4%,P2O538.6%。有钇(yǐ)族稀土元素(sù)混入,其中以(yǐ)镱、铒、镝、钆爲(wèi)主。尚有锆、鈾(you)、钍等元素代(dai)替钇,同🐆時伴(bàn)❄️随有矽代替(ti)磷。一般來說(shuo),磷钇礦中鈾(yóu)的含量大于(yú)钍。磷钇礦化(hua)學性質穩定(dìng)。
晶體結構及(ji)形态:四方晶(jing)系、複四方雙(shuang)錐晶類、呈粒(li)狀♋及塊⛷️狀。
物(wu)理性質:黃色(se)、紅褐色,有時(shí)呈黃綠色,亦(yi)呈棕色或淡(dan)褐色。條痕淡(dàn)褐色。玻璃光(guang)澤,油脂光澤(ze)。硬度4~5,比重4.4~5.1,具(ju)有弱的😄多色(sè)性和⭐放射性(xìng)。
用途:大量(liang)富集時,用作(zuo)提煉稀土元(yuán)素的礦物原(yuán)料。
風化殼淋(lin)積型稀土礦(kuàng)(Ion absorpt deposit)
淋積型稀土(tu)礦即離子吸(xī)附型稀土礦(kuàng)是我國特有(you)的新型✍️稀土(tu)礦物。所謂“離(li)子吸附”系稀(xī)土元素不以(yi)化合物的形(xíng)式🌈存在,而是(shì)呈離子狀态(tài)吸附于粘土(tu)礦物中。這些(xiē)稀🙇♀️土易爲強(qiáng)電解🏃🏻♂️質交換(huan)而轉入溶液(yè)😘,不需要破碎(sui)、選礦等工藝(yi)過程🍉,而是直(zhí)接⭐浸取即可(ke)🧑🏽🤝🧑🏻獲得混合稀(xī)土氧化物。故(gu)這類礦的特(tè)🆚點是:重稀土(tu)元素含量高(gāo),經濟含量大(da),品位低,覆蓋(gài)面大,多在丘(qiu)陵地帶,适于(yu)手工和半機(ji)♋械化開采,開(kai)采和浸取工(gong)💘藝簡單。
風化(huà)殼淋積型稀(xī)土礦,主要分(fen)布在我國江(jiāng)西、廣東、湖南(nán)、廣西、福建等(deng)地。
2.世界稀土(tu)資源
稀土元(yuan)素在地殼中(zhōng)豐度并不稀(xī)少,隻是分散(sàn)而已。因此💰,雖(sui)然稀土的絕(jue)對量很大,但(dàn)就目前爲止(zhǐ)能真正成爲(wei)可⚽開采的稀(xī)☔土礦✉️并不多(duo),而且在世界(jiè)上分布極不(bu)均勻,主要集(ji)中在中國🛀、美(měi)國、印度、前蘇(su)聯、南非、澳大(da)利亞、加拿大(da)、埃及等幾個(ge)國家,其中中(zhōng)國的占有率(lü)最高。見下表(biǎo)。
表 1998年世(shi)界稀土儲量(liàng)(REO,萬噸)
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國家 |
工(gong)業儲量 |
遠景(jing)儲量 |
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中國 |
4800 |
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前(qián)蘇聯 |
1900 |
2100 |
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美國 |
1300 |
1400 |
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澳(ao)大利亞 |
520 |
580 |
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印度(du) |
110 |
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|
紮伊爾 |
100 |
100 |
|
加拿(ná)大 |
94 |
100 |
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巴西 |
28 |
31 |
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馬來(lái)西亞 |
3 |
3.5 |
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南非 |
40 |
|
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斯(sī)裏蘭卡 |
1.2 |
1.3 |
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泰國(guo) |
0.1 |
0.11 |
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0.1 |
0.1 |
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其它 |
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總(zǒng)計 |
10000 |
11000 |
來源(yuán):《世界稀土經(jing)濟》(第十一版(ban))
(1)中國
中國占(zhàn)世界稀土資(zi)源的43%,是一個(ge)名符其實的(de)稀土資源大(dà)國💋。稀土資源(yuán)極爲豐富,分(fèn)布也極其合(hé)理,這爲中國(guó)稀土工業的(de)發展奠定了(le)堅實的基礎(chu)。
白雲鄂博(bó)稀土礦與鐵(tie)共生,主要稀(xi)土礦物有氟(fú)碳铈礦和獨(du)居石,其比例(li)爲3∶1,都達到了(le)稀土回收品(pǐn)位🌈,故稱混合(he)礦,稀土總儲(chǔ)量🐉REO爲3500萬噸,約(yuē)占世界儲量(liang)的38%,堪稱爲世(shì)界第一大稀(xi)土礦。
微山稀(xi)土礦和冕甯(ning)稀土礦是以(yǐ)氟碳铈礦爲(wei)主,伴生有重(zhòng)晶石等,是組(zu)成相對簡單(dan)的一類易選(xuan)的稀土礦。
江(jiāng)西風化殼淋(lin)積型稀土礦(kuang)是一種新型(xíng)稀土礦種,它(ta)的選冶相對(duì)較簡單,且含(han)中重稀土較(jiào)高,是一類很(hěn)有市場競争(zheng)力的稀土礦(kuàng)。
中國的海濱(bin)砂也極爲豐(fēng)富,在整個南(nan)海的海岸線(xian)及海南島、台(tai)灣島的海岸(àn)線可稱爲海(hai)濱砂存積的(de)黃金海岸,有(yǒu)近代沉積砂(sha)礦和古砂礦(kuang),其中獨居石(shí)和磷钇礦是(shi)處理海濱砂(sha)回收钛鐵礦(kuang)和锆英石時(shi)作爲副産品(pǐn)加以回收。
總(zǒng)之中國的稀(xī)土資源儲量(liàng)大,礦種和稀(xi)土元素齊㊙️全(quan),稀土💃品位🙇♀️高(gāo),礦點分布合(hé)理等。
(2)美國
美(měi)國它的稀土(tu)資源約占13%,其(qí)稀土消費和(he)氟碳铈礦産(chǎn)量幾年來一(yi)直居世界第(di)一,但近幾年(nian)稀土産量已(yi)退居第二位(wèi),讓位于中國(guó)。美國稀土資(zī)源主要有氟(fú)碳铈礦、獨居(jū)石及在✔️選别(bié)其它礦物時(shi),作爲副産品(pin)可回收黑稀(xī)金礦、矽铍钇(yi)礦和磷钇礦(kuàng)。
美國很早就(jiù)開采獨居石(shi),現在開采的(de)砂礦量是佛(fó)羅裏🌈達州的(de)格林科夫斯(sī)普林斯礦。礦(kuàng)床長約19km,寬1.2km,厚(hòu)爲6m,獨🔆居石較(jiao)爲💞豐富。此外(wai),北卡羅來納(nà)州、南卡羅來(lai)納州、佐治亞(yà)州、愛達荷州(zhōu)和蒙大拿州(zhōu)也有砂礦分(fèn)布,儲量也相(xiang)當可觀。
(3)印度(dù)
印度主要礦(kuang)床是砂礦。印(yìn)度的獨居石(shi)生産從1911年開(kāi)始,最大礦床(chuáng)分布在喀拉(lā)拉邦、馬德拉(lā)斯邦和奧裏(lǐ)薩拉邦。有☂️名(ming)礦區是位于(yú)印度南部西(xi)海岸的恰瓦(wa)📞拉和馬納範(fàn)拉庫裏奇稱(cheng)爲特拉範科(ke)的大礦床,它(ta)在1911~1945年間的供(gòng)礦量占🏃🏻世界(jiè)的一♻️半,現在(zài)仍😄然是重要(yào)的産地。1958年在(zai)鈾、钍資源勘(kan)探中,在比哈(ha)爾邦内陸的(de)蘭契高原上(shang)發現了一個(ge)新的獨居石(shí)和钛鐵礦礦(kuang)床,規模巨🔅大(da)。
印度獨居石(shí)钍含量高達(dá)8%ThO2。在馬納範拉(la)庫裏奇采的(de)重砂獨居🔞石(shí)占5~6%。钛鐵礦占(zhàn)65%,金紅石3%,锆英(yīng)石5~6%,石榴石7~8%。
(4)前(qián)蘇聯
前蘇聯(lian)的稀土儲量(liang)很大,主要是(shi)伴生礦床位(wei)于科拉半島(dǎo),存在于堿性(xìng)岩中的含稀(xī)土的磷灰石(shi)。前蘇聯的主(zhǔ)要稀土♻️來源(yuán)就是從磷灰(hui)石礦石中回(huí)收稀土,此外(wai),在磷灰石礦(kuang)石中,還可💞回(hui)收的🐕稀土礦(kuang)物有⛹🏻♀️铈铌鈣(gai)钛⛷️礦,含稀土(tu)🆚爲29~34%。另外,在赫(he)列比特💛和森(sen)内爾還有氟(fú)碳铈礦。
(5)澳大(dà)利亞
澳大利(li)亞是獨居石(shi)的生産大國(guo),獨居石是作(zuo)爲生産锆英(yīng)石👣和金紅石(shí)及钛鐵礦的(de)副産品加以(yǐ)回收。澳大利(lì)亞的砂礦主(zhu)要集中在西(xī)部地區。澳大(dà)利亞也産磷(lín)钇礦。
澳大利(lì)亞可開發利(li)用的稀土資(zi)源,還有位于(yu)昆士蘭州中(zhōng)部艾薩山的(de)采鈾的尾礦(kuàng),南澳大利亞(yà)州羅克斯伯(bó)唐斯銅、鈾金(jin)礦床☀️。
(6)加拿大(dà)
加拿大主要(yào)從鈾礦中副(fù)産稀土。位于(yú)安大略省布(bu)🏃🏻來恩德裏弗(fu)-埃利特湖地(di)區的鈾礦,主(zhu)要由瀝青鈾(you)礦、钛鈾礦和(he)獨居石、磷钇(yi)礦組成,在濕(shī)法提鈾時,可(kě)把稀土也提(ti)出來。
此外,在(zai)魁北克省的(de)奧卡地區擁(yong)有的燒綠石(shí)礦,也是稀土(tu)的一個很大(dà)潛在資源。還(hái)有紐芬蘭島(dao)和拉布拉多(duo)省境内⛱️的斯(sī)特倫奇湖礦(kuàng),也含有钇和(hé)重稀土正準(zhǔn)備開發。
(7)南非(fei)
南非是非洲(zhōu)地區最重要(yào)的獨居石生(shēng)産國。位于開(kāi)普省的斯廷(tíng)坎普斯克拉(lā)爾的磷灰石(shi)礦,伴生有獨(du)居石📐,是世界(jie)上⛱️唯一✏️單一(yī)脈狀型獨居(jū)石稀土礦。此(cǐ)外,在東南海(hǎi)岸的查茲💋貝(bei)的海濱砂中(zhong)也有稀土,在(zai)布法羅螢石(shí)礦中也伴生(sheng)獨居石和氟(fu)碳铈礦,正計(ji)劃和研究回(huí)收。
(8)馬來西亞(ya)
(9)埃及
埃(āi)及從钛鐵礦(kuàng)中回收獨居(ju)石。礦床位于(yú)尼羅河三角(jiǎo)洲㊙️地區,屬于(yú)河濱沙礦,礦(kuang)源由上遊風(feng)化的沖積砂(shā)沉👅積而成,獨(dú)居石儲量約(yuē)20萬噸。
(10)巴西