1.賦存狀态(tài)
稀土元素(su)在地殼中(zhōng)主要以礦(kuang)物形式存(cun)在,其賦存(cun)狀态主要(yao)有三種:
作(zuò)爲礦物的(de)基本組成(cheng)元素,稀土(tǔ)以離子化(huà)合物形式(shì)賦存于礦(kuàng)物晶格中(zhōng),構成礦物(wù)的必不可(ke)少的成分(fen)。這類礦物(wù)通♻️常稱爲(wèi)稀土礦物(wù),如獨居石(shi)、氟碳铈礦(kuang)等。
作爲礦(kuang)物的雜質(zhi)元素,以類(lei)質同象置(zhi)換的形式(shi),分散于造(zào)岩礦物和(hé)稀有金屬(shu)礦物中,這(zhe)類礦物可(kě)稱爲含有(you)稀土元素(sù)的礦物,如(ru)磷灰石、螢(ying)石等。
呈離(lí)子狀态被(bèi)吸附于某(mou)些礦物的(de)表面或顆(kē)粒間。這💘類(lei)礦物主要(yao)是各種粘(zhan)土礦物、雲(yún)母類礦物(wù)。這類狀态(tài)🌈的稀土元(yuán)素很容易(yi)提取。
世界稀(xi)土資源擁(yōng)有國除中(zhong)國外,還有(yǒu)俄羅斯、吉(jí)爾吉斯🥵斯(sī)坦、美國、澳(ao)大利亞、印(yin)度、紮伊爾(ěr)等;主要稀(xī)土礦物是(shi)氟碳铈礦(kuang)、離♍子吸附(fu)型礦、獨居(ju)石、磷钇礦(kuang)、黑稀金礦(kuang)、磷灰石、铈(shi)铌鈣♉钛礦(kuàng)等💃。主要進(jin)🏃🏻行開采、選(xuan)礦🏃生産的(de)國家是中(zhong)國、美國、俄(e)羅斯、吉爾(ěr)吉斯斯坦(tǎn)、印⭐度、巴西(xi)、馬來西亞(ya)等。1998年全世(shì)界稀土精(jīng)礦産量13萬(wan)餘噸(自然(ran)噸位)。值得(dé)注意的是(shi)澳大利亞(ya)、印度、南非(fei)等💃🏻擁有稀(xī)土資源的(de)國家,在未(wèi)來五年内(nèi),将克服技(ji)術障礙,生(sheng)産高附加(jia)值的單一(yī)稀土産品(pǐn)。屆👅時世界(jie)市👌場的競(jing)争将更加(jia)激烈🐇。
晶體結構(gòu)及形态:單(dān)斜晶系,斜(xié)方柱晶類(lei)。晶體成闆(pan)狀,晶面常(cháng)有㊙️條紋,有(you)時爲柱、錐(zhuī)、粒狀。
物理(lǐ)性質:呈黃(huáng)褐色、棕色(se)、紅色,間或(huo)有綠色。半(bàn)透明至透(tòu)🌈明。條❗痕白(bái)色或淺紅(hong)黃色。具有(yǒu)強玻璃光(guang)澤。硬度5.0~5.5。性(xing)脆。比重4.9~5.5。電(diàn)🔴磁性中弱(ruo)👄。在X射線下(xia)發綠光。在(zài)陰極💚射線(xiàn)下不發光(guāng)。
生成狀态(tai):産在花崗(gang)岩及花崗(gǎng)偉晶岩中(zhōng);稀有金屬(shu)碳酸岩中(zhong);雲🙇🏻英岩與(yǔ)石英岩中(zhong);雲霞正長(zhǎng)岩、長霓岩(yan)🆚與堿性正(zhèng)長偉晶岩(yán)中;阿🔱爾卑(bei)斯型脈中(zhong);混合岩中(zhōng);及風化殼(ke)與砂🏃🏻礦中(zhōng)。
産地:具有(you)經濟開采(cai)價值的獨(du)居石主要(yào)資源是沖(chòng)💃🏻積型或❤️海(hǎi)濱砂礦床(chuang)。最重要的(de)海濱砂礦(kuang)床是在澳(ao)大利亞沿(yán)海、巴🐆西以(yǐ)及印度等(deng)沿海。此外(wài),斯裏蘭卡(ka)、馬達加斯(sī)加、南🧑🏽🤝🧑🏻非、馬(mǎ)來西亞、中(zhōng)國、泰國😘、韓(hán)國、朝鮮等(děng)地都含有(yǒu)獨居石的(de)重砂礦床(chuang)。
獨居石的(de)生産近幾(ji)年呈下降(jiàng)趨勢,主要(yào)原因是由(yóu)✉️于礦石中(zhōng)♋钍元素具(ju)有放射性(xìng),對環境有(you)害。
氟碳铈(shì)礦 (Bastnaesite)
晶體結(jié)構及形态(tài):六方晶系(xì)。複三方雙(shuāng)錐晶類。晶(jing)體呈六✔️方(fang)㊙️柱👣狀或闆(pǎn)狀。細粒狀(zhuang)集合體。
物(wù)理性質:黃(huáng)色、紅褐色(se)、淺綠或褐(hè)色。玻璃光(guang)澤、油脂光(guāng)澤,條痕呈(cheng)🧑🏾🤝🧑🏼白色、黃色(sè),透明至半(ban)透明。硬度(du)4~4.5,性脆,比重(zhòng)4.72~5.12,有時具💔放(fàng)射✨性、具弱(ruò)磁性。在薄(bao)片中透明(ming),在透射光(guāng)下無🌈色或(huo)淡黃色,在(zai)陰極射線(xiàn)下不⭐發光(guang)。
生成狀态(tài):産于稀有(yǒu)金屬碳酸(suan)岩中;花崗(gǎng)岩及花崗(gǎng)✉️偉晶岩😄中(zhōng);與花崗正(zhèng)長岩有關(guān)的石英脈(mò)中;石英─鐵(tiě)錳碳酸鹽(yán)岩脈中;砂(sha)礦中。
用途(tú):它是提取(qu)铈族稀土(tǔ)元素的重(zhòng)要礦物原(yuan)料。铈族💛元(yuan)素可用于(yú)制作合金(jīn),提高金屬(shǔ)的彈性、韌(ren)性和強度(du),是制作噴(pen)🐪氣式飛機(jī)、導彈、發動(dòng)機及耐熱(re)機械的重(zhòng)要零件。亦(yì)可用作防(fang)輻射❄️線的(de)防護外殼(ké)等。此外,铈(shì)族元💚素還(hai)用于制作(zuo)各種有色(se)玻璃。
目前(qián),已知最大(da)的氟碳铈(shi)礦位于中(zhōng)國内蒙古(gu)的白雲💋鄂(è)博礦,作爲(wèi)開采鐵礦(kuang)的副産品(pin),它和獨居(jū)石一道被(bèi)🔴開采出來(lái),其稀土氧(yǎng)化物平均(jun1)含量爲5~6%。品(pǐn)位最高的(de)工業氟碳(tan)铈礦礦床(chuáng)是美💰國加(jia)利福尼亞(ya)州的芒廷(tíng)帕斯礦,這(zhè)是世界上(shàng)唯一以開(kai)采稀土爲(wei)主的🧑🏽🤝🧑🏻氟碳(tan)铈礦。
磷钇(yǐ)礦(Xenotime)
化學成(chéng)分及性質(zhi):Y[PO4]。成分中Y2O361.4%,P2O538.6%。有(you)钇族稀土(tu)元素混入(rù),其中以镱(yi)♻️、铒、镝、钆爲(wèi)主。尚有锆(gào)、鈾、钍等元(yuán)素代替钇(yi),同時伴随(sui)有矽代替(ti)磷。一般來(lai)說,磷钇礦(kuang)中鈾的含(han)量😄大于钍(tǔ)。磷钇礦化(hua)學性質穩(wen)定。
晶體結(jié)構及形态(tai):四方晶系(xi)、複四方雙(shuāng)錐晶類、呈(chéng)粒狀及塊(kuai)狀。
生成狀态(tai):主要産于(yú)花崗岩、花(hua)崗偉晶岩(yán)中。亦産于(yu)♍堿性花崗(gǎng)岩以及有(yǒu)關的礦床(chuáng)中。在砂礦(kuàng)中亦有産(chǎn)出。
用途:大(dà)量富集時(shi),用作提煉(liàn)稀土元素(sù)的礦物原(yuan)料。
淋積(jī)型稀土礦(kuàng)即離子吸(xī)附型稀土(tǔ)礦是我國(guo)特有🌂的新(xin)型稀土礦(kuàng)物。所謂“離(lí)子吸附”系(xì)稀土元素(sù)不以化合(hé)物的形式(shi)存在,而是(shi)呈離子狀(zhuàng)态吸附于(yú)粘土礦物(wu)中。這些稀(xī)🛀土易爲💜強(qiang)電解🔴質交(jiāo)換而轉入(rù)溶液,不需(xū)要破碎、選(xuan)礦等工藝(yì)過程,而是(shì)直接浸取(qu)即可獲得(dé)混合稀土(tu)氧化物。故(gu)這類礦的(de)特點是:重(zhong)稀土🈚元素(sù)含量高,經(jīng)濟含量大(dà),品位低,覆(fu)蓋面大,多(duo)在丘㊙️陵地(di)帶,适于手(shou)工和半機(ji)械化開采(cǎi),開采和浸(jìn)取工藝㊙️簡(jian)單。
風化殼(ke)淋積型稀(xi)土礦,主要(yao)分布在我(wo)國江西、廣(guang)東🈲、湖南、廣(guǎng)西、福建等(děng)地。
2.世界稀(xi)土資源
稀(xī)土元素在(zài)地殼中豐(feng)度并不稀(xī)少,隻是分(fen)散而已。因(yin)此⚽,雖然❓稀(xī)土的絕對(duì)量很大,但(dàn)就目前爲(wèi)止能真正(zhèng)成爲可開(kai)采㊙️的稀土(tu)礦并不多(duō),而且在世(shi)界上分布(bu)極不均勻(yún),主要集中(zhong)在中國👣、美(mei)國、印度、前(qian)蘇聯、南非(fei)、澳大利🔞亞(ya)、加拿大、埃(āi)及等幾個(gè)國家,其🐪中(zhōng)中國的占(zhan)有率最高(gao)。見下表。
表 1998年世(shi)界稀土儲(chu)量(REO,萬噸)
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工業儲(chǔ)量 |
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中國 |
4300 |
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前(qián)蘇聯 |
1900 |
2100 |
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1400 |
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澳大利亞(ya) |
520 |
580 |
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110 |
130 |
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紮伊(yī)爾 |
100 |
100 |
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加拿大(da) |
94 |
100 |
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28 |
31 |
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馬來(lai)西亞 |
3 |
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南非(fēi) |
39 |
40 |
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斯裏蘭卡(kǎ) |
1.2 |
1.3 |
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泰國 |
0.1 |
0.11 |
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剛果(guǒ) |
0.1 |
0.1 |
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其它 |
2100 |
2100 |
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總計(ji) |
10000 |
11000 |
(1)中國(guó)
中國占世(shì)界稀土資(zī)源的43%,是一(yi)個名符其(qí)實的稀土(tu)資源大國(guó)。稀土資源(yuán)極爲豐富(fù),分布也極(jí)其合理,這(zhè)爲中國稀(xi)土工業的(de)發展♋奠定(ding)了堅實的(de)基礎。
主要(yào)稀土礦有(yǒu)白雲鄂博(bo)稀土礦、山(shān)東微山稀(xī)土礦、冕甯(ning)稀土礦、江(jiāng)西風化殼(ké)淋積型稀(xi)土礦、湖南(nán)褐钇铌礦(kuàng)和漫長海(hǎi)♌岸線上的(de)🔞海濱砂礦(kuàng)等等。
白雲(yun)鄂博稀土(tu)礦與鐵共(gòng)生,主要稀(xī)土礦物有(yǒu)氟碳铈礦(kuang)和獨⁉️居石(shí),其比例爲(wei)3∶1,都達到了(le)稀土回收(shou)品位,故稱(chēng)混合礦,稀(xī)土總儲量(liàng)REO爲3500萬噸,約(yue)占世界儲(chu)量的⁉️38%,堪稱(chēng)爲世界第(dì)一大稀土(tǔ)礦。
微山稀(xī)土礦和冕(mian)甯稀土礦(kuàng)是以氟碳(tan)铈礦爲主(zhu),伴生有重(zhong)🌍晶石等,是(shi)組成相對(duì)簡單的一(yī)類易選的(de)稀土礦。
江(jiang)西風化殼(ke)淋積型稀(xi)土礦是一(yi)種新型稀(xī)土礦種,它(ta)的選冶⛷️相(xiang)❄️對較簡單(dan),且含中重(zhòng)稀土較高(gao),是一類很(hen)有市場競(jing)争力的✂️稀(xī)土礦。
中國(guo)的海濱砂(sha)也極爲豐(fēng)富,在整個(ge)南海的海(hai)岸線👣及海(hǎi)💛南島、台灣(wān)島的海岸(an)線可稱爲(wei)海濱砂存(cún)積的黃金(jin)海岸,有近(jin)代沉積砂(shā)礦和古砂(shā)礦,其中獨(du)居石和磷(lin)钇礦是處(chu)理海濱🍓砂(shā)回收钛鐵(tiě)礦和锆英(ying)石時作爲(wei)副産品加(jiā)以回收。
(2)美國
美國(guo)它的稀土(tǔ)資源約占(zhan)13%,其稀土消(xiao)費和氟碳(tàn)铈礦産🔞量(liang)幾年來一(yī)直居世界(jie)第一,但近(jìn)幾年稀土(tǔ)産量已退(tui)居第二位(wèi)☁️,讓位于中(zhōng)國。美國稀(xi)土資源主(zhǔ)要有🚩氟碳(tan)铈礦、獨居(ju)石及在選(xuan)别其它礦(kuang)物時,作爲(wei)副産品可(ke)回收黑稀(xi)金礦、矽铍(pi)钇礦🌂和磷(lín)钇礦。
位于(yu)加利福尼(ní)亞的聖貝(bèi)迪諾縣的(de)芒廷帕斯(sī)礦,是世界(jiè)上🌈最大😄的(de)單一氟碳(tan)铈礦,該礦(kuàng)山1949年勘探(tan)放射性礦(kuang)物時發現(xian),稀土品位(wèi)爲5~10%REO,儲量達(da)500萬噸之多(duō),是一大型(xing)稀土礦。
(3)印(yìn)度
印度主(zhǔ)要礦床是(shi)砂礦。印度(du)的獨居石(shi)生産從1911年(nián)開始,最大(da)礦🥵床分布(bù)在喀拉拉(la)邦、馬德拉(la)斯邦和奧(ao)裏😘薩拉㊙️邦(bang)。有🔴名礦區(qū)是位于印(yin)度南部西(xī)海岸的恰(qià)瓦拉和馬(ma)納範拉庫(kù)裏奇稱爲(wei)特拉範科(kē)的大礦床(chuáng),它在1911~1945年間(jian)的供礦量(liang)占世界的(de)一半,現在(zai)仍然是重(zhong)要✏️的産地(dì)。1958年在鈾、钍(tu)資源勘探(tàn)中,在比哈(ha)爾邦内陸(lù)的㊙️蘭契高(gao)原上發現(xian)了一個新(xīn)的獨居石(shí)和钛鐵礦(kuàng)礦床,規模(mó)巨大。
印度(dù)獨居石钍(tu)含量高達(da)8%ThO2。在馬納範(fan)拉庫裏奇(qí)采的重砂(shā)♌獨居石占(zhàn)5~6%。钛鐵礦占(zhan)65%,金紅石3%,锆(gao)英石5~6%,石榴(liú)石7~8%。
(4)前蘇聯(lián)
前蘇聯的(de)稀土儲量(liang)很大,主要(yào)是伴生礦(kuang)床位于科(kē)🈲拉半島,存(cún)在于堿性(xing)岩中的含(han)稀土的磷(lín)灰石。前蘇(su)聯的主要(yào)稀土🤩來源(yuan)就是☎️從磷(lin)灰石礦石(shí)中回收稀(xī)土,此外,在(zài)磷灰石礦(kuang)石中,還可(kě)回收的稀(xi)土礦物有(yǒu)铈铌鈣钛(tài)礦,含稀土(tu)😘爲29~34%。另外,在(zai)赫列比特(tè)和森内爾(ěr)🏃🏻還有氟碳(tan)铈😍礦。
(5)澳大(da)利亞
澳大(da)利亞是獨(du)居石的生(sheng)産大國,獨(du)居石是作(zuo)爲生産锆(gào)英石和金(jīn)紅石及钛(tài)鐵礦的副(fù)産品加以(yi)回收。澳大(da)利亞的砂(shā)礦主要集(jí)🚶中在西部(bu)地區。澳大(dà)利亞也産(chǎn)磷📐钇礦。
澳(ào)大利亞可(kě)開發利用(yòng)的稀土資(zi)源,還有位(wèi)于昆士蘭(lan)州中部艾(ai)薩山的采(cai)鈾的尾礦(kuàng),南澳大利(li)亞州羅克(ke)斯📐伯唐斯(sī)銅📱、鈾金礦(kuàng)床。
(6)加拿大(dà)
加拿大主(zhu)要從鈾礦(kuang)中副産稀(xī)土。位于安(ān)大略省布(bu)📧來✍️恩德裏(lǐ)弗-埃利特(tè)湖地區的(de)鈾礦,主要(yào)由瀝青鈾(you)🌈礦、钛🌈鈾礦(kuang)和獨居石(shi)、磷钇礦組(zǔ)成,在濕法(fa)提鈾時,可(ke)把稀土也(ye)提出來。
此(cǐ)外,在魁北(běi)克省的奧(ao)卡地區擁(yong)有的燒綠(lǜ)石礦,也是(shì)稀土的一(yi)個很大潛(qian)在資源。還(hai)有紐芬蘭(lan)島和拉布(bu)拉多省境(jing)内的斯特(tè)倫奇湖礦(kuàng),也含有钇(yǐ)和重稀土(tǔ)正準備開(kāi)發。
(7)南非
(8)馬來西(xi)亞
主要從(cong)錫礦的尾(wei)礦中回收(shōu)獨居石、磷(lin)钇礦和铌(ní)钇礦等稀(xi)土㊙️礦物,曾(ceng)一度是世(shì)界重稀土(tǔ)和钇的主(zhǔ)要來源。
(9)埃(āi)及
埃及從(cóng)钛鐵礦中(zhong)回收獨居(ju)石。礦床位(wèi)于尼羅河(hé)三角洲地(di)區,屬于河(he)濱沙礦,礦(kuang)源由上遊(you)風化的沖(chòng)積砂沉積(jī)而成,獨🧡居(jū)石儲量約(yue)20萬噸。
(10)巴西(xi)
巴西是世(shì)界稀土生(sheng)産的最古(gǔ)老國家,1884年(nian)開始向德(dé)國🐪輸出獨(du)居石,曾一(yi)度名揚世(shì)界。巴西的(de)獨居石資(zī)源主🌏要集(jí)中于東部(bù)沿海,從裏(lǐ)約熱内盧(lu)到北部福(fú)🌈塔萊薩,長(zhǎng)達約643km地區(qu),礦床規模(mó)大。
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