矿物和矿石
个别稀土的含量元素差异很大矿物从一个矿床到另一个矿床。矿物和矿石一般分为“轻”和“重”两类;在前者中集团存在的大部分元素是光原子量元素(例如,镧,铈,镨,钕,钐,铕),而后者中的大多数元素都是重原子质量的元素(即,钆,铽,镝,钬,铒,铥,镱,镏,再加上钇它被认为是重族的一员,因为它在与重镧系元素一起的矿石中被发现)。的地球化学的钪与其他稀土元素的地球化学特征明显不同。文中提供了有关其矿石和矿物的资料钪.基本上在下面讨论的任何矿物中都没有发现钪。
在已知的约160种含有稀土的矿物中,目前只有四种矿物的稀土被开采:bastnasite红土粘土,独居石和洛帕利特。除了红土粘土,这些矿物是轻质镧系元素和镧的良好来源,约占稀土使用量的95%。红土粘土是一个商业来源的重镧系元素和钇。
其他被用作稀土来源的矿物是磷灰石,euxenite,硅铍钇矿,磷钇矿.褐石,萤石,钙钛矿,芬,和锆石有潜力成为未来稀土资源的来源。(另外,铀而且铁过去,尾矿分别用作重镧系元素+钇和轻镧系元素+镧的来源。)许多这些矿物,如磷灰石和euxenite被加工为其他成分而稀土可以作为副产品被提取出来。除了在地壳中发现的矿物质外,还有一些深海泥浆,比如附近的那些Minamitori岛这两家公司生产的稀土产品中含有稀土元素。这些泥浆的浓度从百万分之几百到百万分之几千不等,这些泥浆有一天可能成为稀土的来源。
理想化的化学物质作文表中列出了这13种稀土的来源。
的名字 | 理想化的成分 | 初级稀土含量 |
---|---|---|
褐石 | (Ca、铁2 +) (R,铝,铁3 +)3.如果3.O13H | R =轻镧系元素 |
磷灰石 | Ca5(PO4)3.F | R =轻镧系元素 |
bastnasite | 有数3.F | R =轻镧(60-70%) |
euxenite | R (Nb, Ta) TiO6∙xH2O | R =重镧系元素+ Y (15-43%) |
萤石 | CaF2 | R =重镧系元素加上Y |
硅铍钇矿 | R2(铁2 +,)3.如果2O10 | R =重镧系元素+ Y (34-65%) |
红土粘土 | SiO2,艾尔。2O3.、铁2O3. | R =重镧系元素加上Y |
铈铌钙钛矿 | (R, Na, Sr, Ca)(钛、Nb、Ta、铁3 +阿)3. | R =轻镧(32-34%) |
独居石 | RPO4 | R =轻镧(50-78%) |
钙钛矿 | 比率3. | R =轻镧系元素 |
榍石 | CaTiSiO4X2(x = 1 / 2 o2−,哦−,或F−) | R =轻镧系元素 |
磷钇矿 | RPO4 | R =重镧系元素+ Y (54-65%) |
锆石 | ZrSiO2 | R =轻、重镧系元素加Y |
Bastnasite
氟碳碳酸盐是稀土的主要来源。世界上使用的大约94%的稀土来自帕斯山的矿山,加州,美国;鄂博,内蒙古,中国;山东省,中国;而且四川省,中国.白云鄂博矿床的镨和钕含量略高于山口氟碳铀矿,主要是以镧含量为代价的,山口氟碳铀矿的镧含量要高10%矿石.山东矿物和四川矿物的稀土含量与白云鄂博矿物略有不同,彼此之间也有差异。山东氟碳铀矿与山口矿相似。四川的矿石含镧较多,镨和钕较少,与白云鄂博的铈含量大致相同。
表中列出了所选矿物(包括某些氟碳铀矿)中的稀土含量。
稀土元素 | 氟碳铀矿(加州山口) | 氟碳铀矿(中国白云鄂博) | 独居石(澳大利亚维尔德山) | xenotime(马来西亚利哈特) | 高y红土(中国陇南) | 低y红土(中国旬武) | loparite(科拉半岛,俄罗斯) |
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拉 | 33.8 | 23.0 | 25.5 | 1.2 | 1.8 | 43.4 | 25.0 |
Ce | 49.6 | 50.0 | 46.7 | 3.1 | 0.4 | 2.4 | 50.5 |
公关 | 4.1 | 6.2 | 5.3 | 0.5 | 0.7 | 9.0 | 5.0 |
Nd | 11.2 | 18.5 | 18.5 | 1.6 | 3.0 | 31.7 | 15.0 |
Sm | 0.9 | 0.8 | 2.3 | 1.1 | 2.8 | 3.9 | 0.7 |
欧盟 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 跟踪 | 0.1 | 0.5 | 0.1 |
Gd | 0.2 | 0.7 | < 0.1 | 3.5 | 6.9 | 3.0 | 0.6 |
结核病 | 0.0 | 0.1 | < 0.1 | 0.9 | 1.3 | 跟踪 | 跟踪 |
Dy | 0.0 | 0.1 | 0.1 | 8.3 | 6.7 | 跟踪 | 0.6 |
何 | 0.0 | 跟踪 | 跟踪 | 2.0 | 1.6 | 跟踪 | 0.7 |
呃 | 0.0 | 跟踪 | 跟踪 | 6.4 | 4.9 | 跟踪 | 0.8 |
Tm | 0.0 | 跟踪 | 没有一个 | 1.1 | 0.7 | 跟踪 | 0.1 |
Yb | 0.0 | 跟踪 | 没有一个 | 6.8 | 2.5 | 0.3 | 0.2 |
陆 | 跟踪 | 跟踪 | 没有一个 | 1.0 | 0.4 | 0.1 | 0.2 |
Y | 0.1 | 跟踪 | < 0.1 | 61.0 | 65.0 | 8.0 | 1.3 |
红土粘土
红土粘土(也称为离子吸收粘土)主要由二氧化硅、氧化铝和氧化铁组成;那些还包含可行的大量的稀土只在江西中国东南部的一个省。在江西矿床中,位于陇南附近的粘土中富含重镧系元素和钇。寻武的粘土中稀土的分布非常不寻常,富含镧和钕,其中钇含量相当高。两种黏土中均有低浓度的铈和镨,尤其在巽武黏土中粘土,与稀土在其他矿物中的正常分布相比,也很显著。这些粘土是用于稀土产品的重元素的主要来源,例如,镝在Nd2菲14B永久磁铁.
独居石
独居石是一种磷酸盐,是稀土的第三大重要矿石来源。上世纪80年代,中国稀土产量占全球总产量的40%,但到2010年,中国的稀土产量只占全球稀土产量的一小部分。造成这种变化的原因有两个:首先,将独居石从矿体加工成稀土精矿比加工氟碳石成本更高;其次,独居石含有大量的放射性物质钍二氧化碳(ThO2),因此在处理和储存时需要特殊的环境程序。然而,独居石预计将在稀土开采中贡献越来越大的份额山焊接,澳大利亚将于2014年底全面投产。
独居石分布广泛;除了澳大利亚,它在中国也有发现印度,巴西,马来西亚的国家独立国家联合体,美国、泰国、斯里兰卡,刚果民主共和国,韩国,南非.
铈铌钙钛矿
Loparite是一种复杂的矿物,开采主要是为了它钛,铌,钽含稀土量,与矿石中提取的稀土为副产物。这种矿石主要发现于科拉半岛西北部俄罗斯还有巴拉圭。它的稀土分布与氟碳铀矿相似,只是重镧系元素和钇的浓度明显更高。
磷钇矿
Xenotime是一种磷酸盐矿物,与独居石相似,只是富含重镧系元素和钇。它已经开采多年,但自20世纪70年代以来,它只占稀土开采总量的1%左右。Xenotime含有少量的放射性物质化合物U3.O8和ThO2独居石。由于其高浓度的钇和重镧系元素,xenotime被用作单个稀土元素的源材料,而不是用作重稀土的混合物。xenotime的主要生产国是马来西亚;据报道,挪威和巴西也有这种矿床。