مقدمه ای بر انواع خاکی کمیاب

سبکزمین کمیابو سنگینزمین کمیاب

·سبکزمین کمیاب

·لانتانیم, سریم, پرازئودیمیم،نئودیمیمپرومتیم،ساماریوم, یوروپیوم, گادولینیم.

·سنگینزمین کمیاب

·تربیوم,دیسپروزیم,هولمیوم, اربیوم,تولیوم,ایتربیوم, لوتتیوم, اسکاندیم، وایتریم.

· با توجه به ویژگی های معدنی می توان آن را بهسریمگروه وایتریمگروه

·سریمگروه (نورزمین کمیاب)

·لانتانیم،سریم،پرازئودیمیم،نئودیمیمپرومتیم،ساماریوم،یوروپیوم.

· گروه ایتریوم (زمین کمیاب سنگین)

·گادولینیوم, تربیوم،دیسپروزیم,هولمیوم،اربیوم,تولیوم,ایتربیوم،لوتتیوم،اسکاندیم، وایتریم.

مشترکزمین کمیابعناصر

·مشترکخاک های کمیابتقسیم می شوند: مونازیت، باستنازیت،ایتریمفسفات، سنگ معدنی نوع لیچینگ و لیمونیت لانتانیم وانادیوم.

مونازیت

· مونازیت، همچنین به عنوان سنگ معدن لانتانید فسفوسریوم شناخته می شود، در گرانیت و گرانیت پگماتیت وجود دارد.سنگ کربنات فلزی کمیاب؛در کوارتزیت و کوارتزیت;در Yunxia سینیت، فلدسپات aegirite، و قلیایی سینیت پگماتیت.رگه های نوع آلپ؛در سنگ مخلوط و پوسته هوازده و سنگ معدن ماسه.با توجه به اینکه منبع اصلی مونازیت با ارزش معدنی اقتصادی، رسوبات آبرفتی یا شن و ماسه ساحلی است، عمدتاً در سواحل استرالیا، برزیل و هند پراکنده شده است.علاوه بر این، سریلانکا، ماداگاسکار، آفریقای جنوبی، مالزی، چین، تایلند، کره جنوبی، کره شمالی و جاهای دیگر همگی حاوی رسوبات سنگین مونازیت هستند که عمدتاً برای استخراج عناصر خاکی کمیاب استفاده می شود.در سال های اخیر، تولید مونازیت روند نزولی را نشان داده است که عمدتاً به دلیل وجود عنصر توریم رادیواکتیو در سنگ معدن آن است که برای محیط زیست مضر است.

ترکیب شیمیایی و خواص: (Ce, La, Y, Th) [PO4].ترکیب بسیار متفاوت است.محتوایاکسیدهای خاکی کمیابدر ترکیب معدنی می تواند به 50-68٪ برسد.مخلوط های ایزومورف عبارتند از Y، Th، Ca، [SiO4] و [SO4].

مونازیت در H3PO4، HClO4 و H2SO4 محلول است.

·ساختار و مورفولوژی بلوری: سیستم کریستالی تک کلینیک، نوع کریستال ستونی لوزی شکل.کریستال یک شکل صفحه مانند را تشکیل می دهد و سطح کریستال اغلب دارای اشکال راه راه یا ستونی، مخروطی یا دانه ای است.

·خواص فیزیکی: به رنگ زرد قهوه ای، قهوه ای، قرمز و گاهی سبز است.نیمه شفاف تا شفافخطوط راه راه سفید یا زرد قرمز روشن است.درخشندگی شیشه ای قوی دارد.سختی 5.0-5.5.شکنندگی.وزن مخصوص از 4.9 تا 5.5 متغیر است.خواص الکترومغناطیسی نسبتا ضعیف.تابش نور سبز در زیر اشعه ایکس.زیر پرتوهای کاتدی نور ساطع نمی کند.

ایتریومسنگ معدن فسفات

· فسفرایتریمسنگ معدن عمدتاً در گرانیت، گرانیت پگماتیت و همچنین در گرانیت قلیایی و ذخایر معدنی مرتبط تولید می شود.در پلاسر نیز تولید می شود.کاربرد: به عنوان ماده خام معدنی برای استخراج استفاده می شودزمین کمیابعناصر زمانی که در مقادیر زیاد غنی شوند.

· ترکیب شیمیایی و خواص: Y [PO4].ترکیب شاملY2O361.4٪ و P2O5 38.6٪.مخلوطی از وجود داردایتریمگروهزمین کمیابعناصر، عمدتاایتربیوم, اربیوم, دیسپروزیم، وگادولینیم.عناصری مانندزیرکونیوم، اورانیوم و توریم هنوز جایگزین می شوندایتریم، در حالی کهسیلیکونهمچنین جایگزین فسفر می شود.به طور کلی، محتوای اورانیوم در فسفرایتریمسنگ معدن از توریم بیشتر است.خواص شیمیاییایتریمسنگ معدن فسفات پایدار است.ساختار بلوری و مورفولوژی: سیستم کریستالی چهارضلعی، از نوع بلورهای پیچیده چهارضلعی دو مخروطی، به صورت دانه ای و بلوکی.

خواص فیزیکی: زرد، قهوه ای مایل به قرمز، گاهی اوقات سبز زرد، همچنین قهوه ای یا قهوه ای روشن.رنگ راه راه ها قهوه ای روشن است.درخشندگی شیشه، درخشندگی گریس.سختی 4-5، وزن مخصوص 4.4-5.1، با پلی کرومیسم ضعیف و رادیواکتیویته.

اپیدوت لانتانیم وانادیوم

یک تیم تحقیقاتی مشترک از دانشگاه یاماگوچی، دانشگاه Ehime و دانشگاه توکیو در ژاپن بیانیه‌ای منتشر کرده‌اند که در آن بیان می‌کند که نوع جدیدی از مواد معدنی حاوی خاک‌های کمیاب را در استان سانچونگ کشف کرده‌اند.زمین کمیابعناصر نقش مهمی در دگرگونی صنایع سنتی و توسعه زمینه‌های با تکنولوژی بالا دارند.این ماده معدنی جدید در کوه های شهر ایسه، استان سانچونگ در آوریل 2011 کشف شد و نوع خاصی از اپیدوت قهوه ای است که حاویزمین کمیاب لانتانیمو فلز کمیاب وانادیومدر تاریخ 1 مارس 2013، این ماده معدنی توسط انجمن بین المللی کانی شناسی به عنوان یک ماده معدنی جدید شناخته شد و "لانتانیم وانادیوم لیمونیت" نامگذاری شد.

ویژگی هایزمین کمیابمواد معدنی و مورفولوژی سنگ معدن

مشخصات کلی اززمین کمیابمواد معدنی

1- کمبود سولفیدها و سولفات ها (تنها تعداد کمی دیگر) نشان می دهد که عناصر کمیاب خاکی میل اکسیژنی دارند.

2،زمین کمیابسیلیکات‌ها عمدتاً جزیره‌ای هستند، بدون ساختارهای لایه‌ای، چارچوبی یا زنجیره‌ای.

3- برخیزمین کمیابمواد معدنی (به ویژه اکسیدها و سیلیکات های پیچیده) حالت های آمورف را نشان می دهند.

4، توزیعزمین کمیابمواد معدنی عمدتاً از سیلیکات‌ها و اکسیدهای موجود در سنگ‌های ماگمایی و پگماتیت‌ها تشکیل شده‌اند، در حالی که فلوروکربنات‌ها و فسفات‌ها عمدتاً در نهشته‌های پوسته گرمابی و هوازده وجود دارند.بیشتر مواد معدنی غنی از ایتریم در سنگ‌های گرانیتی و پگماتیت‌های مرتبط، ذخایر هیدروترمال گازی و ذخایر هیدروترمال وجود دارند.

5،زمین کمیابعناصر اغلب به دلیل ساختار اتمی مشابه، خواص شیمیایی و شیمیایی کریستالی در یک کانی وجود دارند.به این معنا که،سریموایتریم زمین کمیابعناصر اغلب در یک کانی وجود دارند، اما این عناصر به مقدار مساوی با هم وجود ندارند.برخی از مواد معدنی عمدتاً ازسریم زمین کمیابعناصر، در حالی که بقیه عمدتاً از آنها تشکیل شده اندایتریم.

وضعیت وقوعزمین کمیابعناصر موجود در مواد معدنی

در طبیعت،زمین کمیابعناصر عمدتاً در گرانیت، سنگ‌های قلیایی، سنگ‌های اولترابازیک قلیایی و ذخایر معدنی مرتبط غنی شده‌اند.سه حالت اصلی وقوع وجود داردزمین کمیابعناصر موجود در مواد معدنی بر اساس تجزیه و تحلیل شیمیایی کریستال معدنی

(1)زمین کمیابعناصر در شبکه کانی ها شرکت می کنند و جزء ضروری کانی ها را تشکیل می دهند.این نوع کانی معمولاً به عنوان کانی های خاکی کمیاب شناخته می شود.مونازیت (REPO4) و باستنازیت ([La, Ce] FCO3) همه متعلق به این دسته هستند.

(2)زمین کمیابعناصر در کانی ها به صورت جانشینی هم شکل عناصری مانند Ca، Sr، Ba، Mn، Zr و غیره پراکنده می شوند. این نوع کانی در طبیعت فراوان است، امازمین کمیابمحتوای بیشتر مواد معدنی نسبتاً کم است.حاویزمین کمیابفلوریت و آپاتیت از این دسته هستند.

(3)زمین کمیابعناصر در سطح یا بین ذرات برخی مواد معدنی در حالت جذب یونی وجود دارند.این نوع کانی متعلق به نوع کانی آبشویی پوسته هوازدگی است و یون های خاکی کمیاب قبل از هوازدگی روی آن کانی و سنگ مادری کانی جذب می شوند.

با توجه.میانگین محتوایزمین کمیابعناصر در پوسته 165.35 × 10-6 است (لی تانگ، 1976).در طبیعت،زمین کمیابعناصر عمدتاً به شکل کانی های منفرد وجود دارند وزمین کمیابمواد معدنی و مواد معدنی حاویزمین کمیابعناصری که در جهان کشف شده اند

بیش از 250 نوع ماده از جمله وجود داردزمین کمیابمحتوای Σ 50-65 نوع کانی خاکی کمیاب با REE> 5.8 درصد وجود دارد که می توان آنها را مستقل در نظر گرفت.زمین کمیابمواد معدنیمهمزمین کمیابمواد معدنی عمدتاً فلوئوروکربنات و فسفات هستند.

در میان بیش از 250 نوع اززمین کمیابمواد معدنی و مواد معدنی حاویزمین کمیابعناصری که کشف شده اند، تنها بیش از 10 ماده معدنی صنعتی مناسب برای شرایط متالورژی فعلی وجود دارد.