مقدمه‌ای بر انواع عناصر خاکی کمیاب

نورخاک کمیابو سنگینخاک کمیاب

· نورخاک کمیاب

·لانتانیم, سریم, پراسئودیمیومنئودیمیم، پرومتیوم،ساماریوم, یوروپیوم, گادولینیم.

· سنگینخاک کمیاب

·تربیم,دیسپروزیم,هولمیم, اربیم,تولیم,ایتربیم, لوتیتیم, اسکاندیم، وایتریم.

· با توجه به ویژگی‌های معدنی، می‌توان آن را به موارد زیر تقسیم کردسریمگروه وایتریمگروه

·سریمگروه (نور)خاک کمیاب)

·لانتانیم،سریم،پراسئودیمیومنئودیمیم، پرومتیوم،ساماریوم،یوروپیوم.

گروه ایتریم (عناصر خاکی کمیاب سنگین)

·گادولینیم, تربیم،دیسپروزیم,هولمیم،اربیم,تولیم,ایتربیم،لوتیتیم،اسکاندیم، وایتریم.

رایجخاک کمیابعناصر

· رایجعناصر خاکی کمیاببه مونازیت، باستنازیت تقسیم می‌شوند.ایتریمفسفات، سنگ معدن از نوع لیچینگ، و لیمونیت لانتانیم وانادیوم.

مونازیت

مونازیت، که به عنوان سنگ معدن فسفوسریم لانتانید نیز شناخته می‌شود، در گرانیت و پگماتیت گرانیتی؛ سنگ کربنات فلزی کمیاب؛ در کوارتزیت و کوارتزیت؛ در سینیت یونشیا، آژیریت فلدسپار و پگماتیت سینیت قلیایی؛ رگه‌های نوع آلپی؛ در سنگ‌های مختلط و پوسته هوازده و سنگ معدن شن و ماسه یافت می‌شود. با توجه به اینکه منبع اصلی مونازیت با ارزش معدنی اقتصادی، رسوبات شن و ماسه آبرفتی یا ساحلی است، عمدتاً در امتداد سواحل استرالیا، برزیل و هند توزیع شده است. علاوه بر این، سریلانکا، ماداگاسکار، آفریقای جنوبی، مالزی، چین، تایلند، کره جنوبی، کره شمالی و سایر نقاط همگی حاوی ذخایر سنگین پلاسری مونازیت هستند که عمدتاً برای استخراج عناصر خاکی کمیاب استفاده می‌شوند. در سال‌های اخیر، تولید مونازیت روند نزولی داشته است، عمدتاً به دلیل عنصر توریم رادیواکتیو در سنگ معدن آن که برای محیط زیست مضر است.

ترکیب شیمیایی و خواص: (Ce، La، Y، Th) [PO4]. ترکیب آن بسیار متفاوت است. محتوایاکسیدهای عناصر کمیابدر ترکیب معدنی می‌تواند به 50 تا 68 درصد برسد. مخلوط‌های ایزومورفیک شامل Y، Th، Ca، [SiO4] و [SO4] هستند.

مونازیت در H3PO4، HClO4 و H2SO4 محلول است.

·ساختار و ریخت‌شناسی بلور: سیستم بلوری مونوکلینیک، نوع بلوری ستونی لوزی. بلور شکلی صفحه‌ای مانند دارد و سطح بلور اغلب دارای نوارها یا اشکال ستونی، مخروطی یا دانه‌ای است.

خواص فیزیکی: به رنگ زرد قهوه‌ای، قهوه‌ای، قرمز و گاهی سبز است. نیمه شفاف تا شفاف. رگه‌هایی به رنگ سفید یا زرد قرمز روشن دارد. جلای شیشه‌ای قوی دارد. سختی ۵.۰-۵.۵. شکنندگی. وزن مخصوص از ۴.۹ تا ۵.۵ متغیر است. خواص الکترومغناطیسی نسبتاً ضعیفی دارد. در زیر اشعه ایکس نور سبز ساطع می‌کند. در زیر اشعه کاتدی نوری ساطع نمی‌کند.

ایتریمسنگ معدن فسفات

· فسفرایتریمسنگ معدن عمدتاً در گرانیت، پگماتیت گرانیتی و همچنین در گرانیت قلیایی و ذخایر معدنی مرتبط تولید می‌شود. همچنین در پلاسرها نیز تولید می‌شود. کاربرد: به عنوان ماده اولیه معدنی برای استخراج استفاده می‌شود.خاک کمیابعناصر وقتی در مقادیر زیاد غنی شوند.

·ترکیب شیمیایی و خواص: Y [PO4]. این ترکیب شامل موارد زیر است:Y2O3۶۱.۴٪ و P2O5 ۳۸.۶٪. ترکیبی از این دو وجود داردایتریمگروهخاک کمیابعناصر، عمدتاًایتربیم, اربیم, دیسپروزیم، وگادولینیمعناصری مانندزیرکونیوماورانیوم و توریم هنوز جایگزین می‌شوندایتریم، در حالی کهسیلیکونهمچنین جایگزین فسفر می‌شود. به طور کلی، محتوای اورانیوم در فسفرایتریمسنگ معدن آن از توریم بیشتر است. خواص شیمیاییایتریمسنگ معدن فسفات پایدار است. ساختار بلوری و مورفولوژی: سیستم بلوری تتراگونال، نوع بلوری دو مخروطی تتراگونال پیچیده، به شکل دانه‌ای و بلوکی.

خواص فیزیکی: زرد، قهوه‌ای مایل به قرمز، گاهی اوقات زرد-سبز، همچنین قهوه‌ای یا قهوه‌ای روشن. رنگ نوارها قهوه‌ای روشن است. جلای شیشه‌ای، جلای گریس. سختی ۴-۵، وزن مخصوص ۴.۴-۵.۱، با پلی‌کرومیسم و ​​رادیواکتیویته ضعیف.

اپیدوت لانتانیم وانادیوم

یک تیم تحقیقاتی مشترک از دانشگاه یاماگوچی، دانشگاه اهیمه و دانشگاه توکیو در ژاپن، بیانیه‌ای منتشر کرده‌اند که در آن اعلام کرده‌اند نوع جدیدی از ماده معدنی حاوی عناصر خاکی کمیاب را در استان سانچونگ کشف کرده‌اند.عناصر خاکی کمیابعناصر نقش حیاتی در تحول صنایع سنتی و توسعه حوزه‌های فناوری پیشرفته دارند. این ماده معدنی جدید در آوریل ۲۰۱۱ در کوه‌های شهر ایسه، استان سانچونگ کشف شد و نوع خاصی از اپیدوت قهوه‌ای است که حاویخاک کمیاب لانتانیمو فلز کمیاب وانادیوم. در اول مارس ۲۰۱۳، این کانی توسط انجمن بین‌المللی کانی‌شناسی به عنوان یک کانی جدید شناخته شد و «لانتانیم وانادیوم لیمونیت» نامگذاری شد.

ویژگی‌هایخاک کمیابکانی‌ها و ریخت‌شناسی سنگ معدن

ویژگی‌های عمومیخاک کمیابمواد معدنی

۱. فقدان سولفیدها و سولفات‌ها (فقط تعداد کمی دیگر) نشان می‌دهد که عناصر خاکی کمیاب میل ترکیبی با اکسیژن دارند.

۲،عناصر خاکی کمیابسیلیکات‌ها عمدتاً جزیره‌ای شکل هستند، بدون ساختارهای لایه‌ای، چارچوب‌مانند یا زنجیره‌ای؛

۳، مقداریخاک کمیابمواد معدنی (به ویژه اکسیدهای پیچیده و سیلیکات‌ها) حالت‌های آمورف (بی‌شکل) از خود نشان می‌دهند؛

۴. توزیعخاک کمیابکانی‌ها عمدتاً از سیلیکات‌ها و اکسیدها در سنگ‌های ماگمایی و پگماتیت‌ها تشکیل شده‌اند، در حالی که فلوئوروکربنات‌ها و فسفات‌ها عمدتاً در رسوبات پوسته‌ای هیدروترمال و هوازده وجود دارند. بیشتر کانی‌های غنی از ایتریم در سنگ‌های گرانیت مانند و پگماتیت‌های مرتبط، رسوبات هیدروترمال تشکیل‌شده از گاز و رسوبات هیدروترمال وجود دارند.

۵،عناصر خاکی کمیابعناصر اغلب به دلیل ساختار اتمی، خواص شیمیایی و کریستالی مشابه، در یک کانی با هم وجود دارند. یعنی،سریموایتریم خاک کمیابعناصر اغلب در یک کانی با هم وجود دارند، اما این عناصر به مقدار مساوی در کنار هم وجود ندارند. برخی از کانی‌ها عمدتاً از ... تشکیل شده‌اند.سریم خاک کمیابعناصر، در حالی که برخی دیگر عمدتاً ازایتریم.

وضعیت وقوعخاک کمیابعناصر موجود در کانی‌ها

در طبیعت،خاک کمیابعناصر عمدتاً در گرانیت، سنگ‌های قلیایی، سنگ‌های اولترابازیک قلیایی و ذخایر معدنی مرتبط غنی‌شده هستند. سه حالت اصلی برای وقوع ... وجود دارد.خاک کمیابعناصر موجود در کانی‌ها بر اساس آنالیز شیمیایی بلور کانی.

(1)عناصر خاکی کمیابعناصر در شبکه کانی‌ها شرکت می‌کنند و یک جزء اساسی از کانی‌ها را تشکیل می‌دهند. این نوع کانی معمولاً به عنوان کانی‌های خاکی کمیاب شناخته می‌شود. مونازیت (REPO4) و باستنازیت ([La, Ce] FCO3) همگی به این دسته تعلق دارند.

(2)عناصر خاکی کمیابعناصر به شکل جانشینی ایزومورفیک عناصری مانند Ca، Sr، Ba، Mn، Zr و غیره در کانی‌ها پراکنده شده‌اند. این نوع کانی در طبیعت فراوان است، اماخاک کمیابمحتوای آن در اکثر مواد معدنی نسبتاً کم است. حاویعناصر خاکی کمیابفلوریت و آپاتیت از این دسته هستند.

(3)عناصر خاکی کمیابعناصر روی سطح یا بین ذرات کانی‌های خاص در حالت جذب یونی وجود دارند. این نوع کانی متعلق به کانی نوع شسته شدن پوسته در اثر هوازدگی است و یون‌های عناصر خاکی کمیاب قبل از هوازدگی روی کدام کانی و سنگ مادر کانی جذب می‌شوند.

با توجه به. میانگین محتوایخاک کمیابعناصر موجود در پوسته زمین 165.35 × 10-6 است (لی تونگ، 1976). در طبیعت،خاک کمیابعناصر عمدتاً به شکل کانی‌های منفرد وجود دارند، وخاک کمیابمواد معدنی و مواد معدنی حاویخاک کمیابعناصر کشف شده در جهان

بیش از ۲۵۰ نوع ماده وجود دارد، از جملهخاک کمیابمحتوا Σ 50 تا 65 نوع کانی خاکی کمیاب با REE>5.8٪ وجود دارد که می‌توان آنها را مستقل در نظر گرفت.خاک کمیابمواد معدنی. مهمخاک کمیابمواد معدنی عمدتاً فلوئوروکربنات و فسفات هستند.

در میان بیش از ۲۵۰ نوع ازخاک کمیابمواد معدنی و مواد معدنی حاویخاک کمیاببا وجود عناصر کشف شده، تنها بیش از 10 کانی صنعتی مناسب برای شرایط متالورژیکی فعلی وجود دارد.