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常見的稀土類型
時間:2017-08-30

原礦

獨居石

獨居石(Monazite)又名磷鈰鑭礦。

化學成分及性質:(Ce,La,Y,Th)[PO4]。成分變化很大。礦物成分中稀土氧化物含量可達50~68%。類質同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。獨居石溶于H4、HClO4、H2SO4中。

晶體結構及形態:單斜晶系,斜方柱晶類。晶體成板狀,晶面常有條紋,有時為柱、錐、粒狀。

物理性質:呈黃褐色、棕色、紅色,間或有綠色。半透明至透明。條痕白色或淺紅黃色。具有強玻璃光澤。硬度5.0~5.5。性脆。比重4.9~5.5。電磁性中弱。在X射線下發綠光。在陰極射線下不發光。

生成狀態:產在花崗巖及花崗偉晶巖中;稀有金屬碳酸巖中;云英巖與石英巖中;云霞正長巖、長霓巖與堿性正長偉晶巖中;阿爾卑斯型脈中;混合巖中;及風化殼與砂礦中。

用途:主要用來提取稀土元素。

產地:具有經濟開采價值的獨居石主要資源是沖積型或海濱砂礦床。更重要的海濱砂礦床是在澳大利亞沿海、巴西以及印度等沿海。此外,斯里蘭卡、馬達加斯加、南非、馬來西亞、中國、泰國、韓國、朝鮮等地都含有獨居石的重砂礦床。

獨居石的生產近幾年呈下降趨勢,主要原因是由于礦石中釷元素具有放射性,對環境有害。

氟碳鈰礦

化學成分性質:(Ce,La)[CO。機械混入物有SiO2、Al2O2O5。氟碳鈰礦易溶于稀HCl、HNO2SO4、H4。

晶體結構及形態:

六方晶系。復三方雙錐晶類。晶體呈六方柱狀或板狀。細粒狀集合體。

物理性質:黃色、紅褐色、淺綠或褐色。玻璃光澤、油脂光澤,條痕呈白色、黃色,透明至半透明。硬度4~4.5,性脆,比重4.72~5.12,有時具放射性、具弱磁性。在薄片中透明,在透射光下無色或淡黃色,在陰極射線下不發光。

生成狀態:產于稀有金屬碳酸巖中;花崗巖及花崗偉晶巖中;與花崗正長巖有關的石英脈中;石英─鐵錳碳酸鹽巖脈中;砂礦中。

用途:它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。鈰族元素可用于制作合金,提高金屬的彈性、韌性和強度,是制作噴氣式飛機、導彈、發動機及耐熱機械的重要零件。亦可用作防輻射線的防護外殼等。此外,鈰族元素還用于制作各種有色玻璃。

磷釔礦

化學成分及性質:Y[PO4]。成分中Y2O.4%,P2O56%。有釔族稀土元素混入,其中以鐿、鉺、鏑、釓為主。尚有鋯、鈾、釷等元素代替釔,同時伴隨有硅代替磷。一般來說,磷釔礦中鈾的含量大于釷。磷釔礦化學性質穩定。晶體結構及形態:四方晶系、復四方雙錐晶類、呈粒狀及塊狀。

物理性質:黃色、紅褐色,有時呈黃綠色,亦呈棕色或淡褐色。條痕淡褐色。玻璃光澤,油脂光澤。硬度4~5,比重4.4~5.1,具有弱的多色性和放射性。

生成狀態:主要產于花崗巖、花崗偉晶巖中。亦產于堿性花崗巖以及有關的礦床中。在砂礦中亦有產出。 用途:大量富集時,用作提煉稀土元素的礦物原料。

鑭釩褐簾石

日本山口大學、愛媛大學和東京大學的聯合研究小組發表一份公報說,他們在三重縣發現了一種含有稀土的新品種礦物。稀土在改造傳統產業和發展高新技術領域當中具有“點石成金”的作用。而新礦物是2011年4月在三重縣伊勢市的山中發現的,它是含有稀土鑭和稀有金屬釩的一種特殊褐簾石。201月1日,這種礦物被國際礦物學協會認定為新礦物,并被命名為“鑭釩褐簾石”。 

成品

碳酸氯化稀土

這是稀土工業中主要的兩種初級產品,一般地說,當前有兩個主要工藝生產這兩種產品。

一個工藝是濃硫酸焙燒工藝,即把稀土精礦與硫酸混合在回轉窯中焙燒。經過焙燒的礦用水浸出,則可溶性的稀土硫酸鹽就進入水溶液,稱之為浸出液。然后往浸出液中加入碳酸氫銨,則稀土呈碳酸鹽沉淀下來,過濾后即得碳酸稀土。

另一種工藝叫燒堿法工藝,簡稱堿法工藝。一般是將60%的稀土精礦與濃堿液攪勻,在高溫下熔融反應,稀土精礦即被分解,稀土變為氫氧化稀土,把堿餅經水洗除去鈉鹽和多余的堿,然后把水洗過的氫氧化稀土再用鹽酸溶解,稀土被溶解為氯化稀土溶液,調酸度除去雜質,過濾后的氯化稀土溶液經濃縮結晶即制得固體的氯化稀土。

磷礦稀土

自然界的稀土元素除了賦存在各種稀土礦中外, 還有相當大的一部分與磷灰石和磷塊巖礦共生。由于稀土的離子半徑(0. 848~0. 106 nm)與 Ca2+(0. 106 nm)很接近,稀土以類質同象方式賦存于磷礦巖中。世界磷礦總儲量約為 1000億噸,稀土平均含量為 0. 5‰,估計世界磷礦中伴生的稀土總量為5000萬噸。

針對礦中稀土含量低及其賦存狀態特殊等特點,國內外已經開展了多種回收工藝研究,可分為濕法和熱法:

濕法中,根據分解酸不同又可分為硝酸法、鹽酸法、硫酸法。從磷化工過程回收稀土有多種,均和磷礦加工方式密切相關。

熱法生產過程中, 稀土主要進入硅酸鹽熔渣中,可采用大量鹽酸或硝酸分解浸出,過濾除去硅石后,再采用TBP等萃取回收稀土, 稀土回收率可以達到 60%。

隨著磷礦資源不斷利用,正轉向低品質磷礦的開發, 硫酸濕法磷酸工藝成為磷化工主流方法,對硫酸濕法磷酸中的稀土進行回收已成為研究熱點。在硫酸濕法磷酸生產過程中,通過控制稀土在磷酸中的富集, 再采用有機溶劑萃取提取稀土的工藝比早期開發的方法更具有優勢。

混合稀土

由稀土礦中提取出含有鑭、鈰、鐠、釹及少量釤、銪、釓混合的氧化物或氯化物經熔鹽電解制出的金屬。稀土總量大于98%,鈰大于48%的輕稀土。在空氣中易氧化為黑色,室溫下能和水反應,升溫而加快??勺龃蚧鹗?、合金添加劑、貯氫材料等。


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