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稀土矿的分类

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-08-27  
核心提示:稀土原矿常见类型
 稀土原矿常见类型
独居石
独居石(Monazite)又名磷铈镧矿
化学成分及性质:(Ce,La,Y,Th)[PO4]。成分变化很大。矿物成分中稀土氧化物含量可达50~68%。类质同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。独居石溶于H3PO4、HClO4、H2SO4中。
晶体结构及形态:单斜晶系,斜方柱晶类。晶体成板状,晶面常有条纹,有时为柱、锥、粒状。
物理性质:呈黄褐色、棕色、红色,间或有绿色。半透明至透明。条痕白色或浅红黄色。具有强玻璃光泽。硬度5.0~5.5。性脆。比重4.9~5.5。电磁性中弱。在X射线下发绿光。在阴极射线下不发光。
生成状态:产在花岗岩及花岗伟晶岩中;稀有金属碳酸岩中;云英岩与石英岩中;云霞正长岩、长霓岩与碱性正长伟晶岩中;阿尔卑斯型脉中;混合岩中;及风化壳与砂矿中。
用途:主要用来提取稀土元素。
产地:具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床。最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海。此外,斯里兰卡马达加斯加南非马来西亚中国泰国韩国朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床。
独居石的生产近几年呈下降趋势,主要原因是由于矿石中钍元素具有放射性,对环境有害。
氟碳铈矿
化学成分性质:(Ce,La)[CO3]F。机械混入物有SiO2、Al2O3、P2O5。氟碳铈矿易溶于稀HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4。
晶体结构及形态:
六方晶系。复三方双锥晶类。晶体呈六方柱状或板状。细粒状集合体
物理性质:黄色、红褐色、浅绿或褐色。玻璃光泽、油脂光泽,条痕呈白色、黄色,透明至半透明。硬度4~4.5,性脆,比重4.72~5.12,有时具放射性、具弱磁性。在薄片中透明,在透射光下无色或淡黄色,在阴极射线下不发光。
生成状态:产于稀有金属碳酸岩中;花岗岩及花岗伟晶岩中;与花岗正长岩有关的石英脉中;石英─铁锰碳酸盐岩脉中;砂矿中。
用途:它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。铈族元素可用于制作合金,提高金属的弹性、韧性和强度,是制作喷气式飞机、导弹、发动机及耐热机械的重要零件。亦可用作防辐射线的防护外壳等。此外,铈族元素还用于制作各种有色玻璃
磷钇矿
化学成分及性质:Y[PO4]。成分中Y2O361.4%,P2O538.6%。有钇族稀土元素混入,其中以镱、铒、镝、钆为主。尚有锆、铀、钍等元素代替钇,同时伴随有硅代替磷。一般来说,磷钇矿中铀的含量大于钍。磷钇矿化学性质稳定。晶体结构及形态:四方晶系、复四方双锥晶类、呈粒状及块状。
物理性质:黄色、红褐色,有时呈黄绿色,亦呈棕色或淡褐色。条痕淡褐色。玻璃光泽,油脂光泽。硬度4~5,比重4.4~5.1,具有弱的多色性和放射性。
生成状态:主要产于花岗岩、花岗伟晶岩中。亦产于碱性花岗岩以及有关的矿床中。在砂矿中亦有产出。 用途:大量富集时,用作提炼稀土元素的矿物原料。
镧钒褐帘石
日本山口大学爱媛大学东京大学的联合研究小组发表一份公报说,他们在三重县发现了一种含有稀土的新品种矿物。稀土在改造传统产业和发展高新技术领域当中具有“点石成金”的作用。而新矿物是2011年4月在三重县伊势市的山中发现的,它是含有稀土镧和稀有金属钒的一种特殊褐帘石。2013年3月1日,这种矿物被国际矿物学协会认定为新矿物,并被命名为“镧钒褐帘石”。
 

成品

碳酸氯化稀土
这是稀土工业中最主要的两种初级产品,一般地说,当前有两个主要工艺生产这两种产品。
一个工艺是浓硫酸焙烧工艺,即把稀土精矿与硫酸混合在回转窑中焙烧。经过焙烧的矿用水浸出,则可溶性的稀土硫酸盐就进入水溶液,称之为浸出液。然后往浸出液中加入碳酸氢铵,则稀土呈碳酸盐沉淀下来,过滤后即得碳酸稀土。
另一种工艺叫烧碱法工艺,简称碱法工艺。一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀,在高温下熔融反应,稀土精矿即被分解,稀土变为氢氧化稀土,把碱饼经水洗除去钠盐和多余的碱,然后把水洗过的氢氧化稀土再用盐酸溶解,稀土被溶解为氯化稀土溶液,调酸度除去杂质,过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。
磷矿稀土
自然界的稀土元素除了赋存在各种稀土矿中外, 还有相当大的一部分与磷灰石和磷块岩矿共生。由于稀土的离子半径(0. 848~0. 106 nm)与 Ca2+(0. 106 nm)很接近,稀土以类质同象方式赋存于磷矿岩中。世界磷矿总储量约为 1000亿吨,稀土平均含量为 0. 5‰,估计世界磷矿中伴生的稀土总量为5000万吨。
针对矿中稀土含量低及其赋存状态特殊等特点,国内外已经开展了多种回收工艺研究,可分为湿法和热法:
湿法中,根据分解酸不同又可分为硝酸法、盐酸法、硫酸法。从磷化工过程回收稀土有多种,均和磷矿加工方式密切相关。
热法生产过程中, 稀土主要进入硅酸盐熔渣中,可采用大量盐酸或硝酸分解浸出, 过滤除去硅石后,再采用TBP等萃取回收稀土, 稀土回收率可以达到 60%。
随着磷矿资源不断利用,正转向低品质磷矿的开发, 硫酸湿法磷酸工艺成为磷化工主流方法,对硫酸湿法磷酸中的稀土进行回收已成为研究热点。在硫酸湿法磷酸生产过程中,通过控制稀土在磷酸中的富集, 再采用有机溶剂萃取提取稀土的工艺比早期开发的方法更具有优势。
混合稀土
稀土矿中提取出含有镧、铈、镨、钕及少量钐、铕、钆混合的氧化物或氯化物熔盐电解制出的金属。稀土总量大于98%,铈大于48%的轻稀土。在空气中易氧化为黑色,室温下能和水反应,升温而加快。可做打火石、合金添加剂、贮氢材料等。
 




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