稀土镣铐北京大学化学与分子工程学院.pdf

稀土镣铐 北京大学生命科学学院 郝庆松 【关键词】 稀土 17 种 中国 白云鄂博 美国 制备 工业味精 管制 保护 应对 【正文】 一．稀土的由来 稀土元素，英文名称为 Rare Earth Element(简写 RE 或 R ）。事实上，它并不是一种元 素，而是一类元素的总称，共包括 17 种化学元素，分别是镧系的 15 种元素：镧 La 、铈 Ce、 镨 Pr 、钕 Nd 、钷 Pm、钐 Sm、铕 Eu 、钆 Gd、铽 Tb、镝 Dy 、钬 Ho 、铒 Er 、铥 Tm、镱 Yb 、镥Lu ，以及与镧系关系密切的钪 Sc 和钇 Y 两种元素。稀土元素又分为轻稀土元 素和重稀土元素两类。轻稀土元素是指原子序数较小的钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、 钐和铕。 而重稀土元素则指原子序数比较大的钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥。 “稀土”名字的由来，则要追溯到18 世纪，当时用于提取这类元素的矿物比较稀少， 而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，故而称之 为稀土。 二．稀土的分布 稀土元素虽被冠之以“稀”，但是其在地壳中丰度并不稀少，只是分散而已。因此， 虽然稀土的绝对量很大，但就目前为止能真正成为可开采的稀土矿并不多，而且在世界上分 布极不均匀，主要集中在中国、美国、澳大利亚、印度、加拿大、南非、埃及等几个国家， 其中中国的占有率最高。 图 1.世界稀土储量分配图 （1）中国 中国占世界稀土资源的 52%，是一个名符其实的稀土资源大国。稀土资源极为丰富， 分布也极其合理，这为中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。其主要稀土矿有白云鄂博稀 土矿、山东微山稀土矿、冕宁稀土矿、江西风化壳淋积型稀土矿、湖南褐钇铌矿和漫长海岸 线上的海滨砂矿等等。 白云鄂博稀土矿与铁共生，主要稀土矿物有氟碳铈矿和独居石，其比例为 3 ∶1，都达 到了稀土回收品位，故称混合矿，稀土总储量 REO （氧化物）为3500 万吨，约占世界储量 的 38%，堪称为世界第一大稀土矿。 微山稀土矿和冕宁稀土矿是以氟碳铈矿为主，伴生有重晶石等，是组成相对简单的一类 易选的稀土矿。 江西风化壳淋积型稀土矿是一种新型稀土矿种，它的选冶相对较简单，且含中重稀土较 高，是一类很有市场竞争力的稀土矿。 中国的海滨砂也极为丰富，在整个南海的海岸线及海南岛、台湾岛的海岸线可称为海滨 砂存积的黄金海岸，有近代沉积砂 矿和古砂矿，其中独居石和磷钇矿是处理海滨砂回收钛 铁矿和锆英石时作为副产品加以回收。 总之中国的稀土资源具有储量大，矿种和稀土元素齐全，稀土品位高，矿点分布合理等 特点。 （2 ）美国 美国的稀土资源约占 13%，其稀土消费和氟碳铈矿产量几年来一直居世界第一，但近 几年稀土产量已退居第二位，让位于中国。美国稀土资源主要有氟碳铈矿、独居石及在选别 其它矿物时可以作为副产品回收的黑稀金矿、硅铍钇矿和磷钇矿等。 位于加利福尼亚的圣贝迪诺县的芒廷帕斯矿，是世界上最大的单一氟碳铈矿，该矿山 1949 年勘探放射性矿物时发现，稀土品位为 5～10%REO，储量达 500 万吨之多，是一大型 稀土矿。 美国很早就开采独居石，现在开采的砂矿量是佛罗里达州的格林科夫斯普林斯矿。矿床 长约 19km，宽 1.2km，厚为 6m， 独居石较为丰富。此外，北卡罗来纳州、南卡罗来纳州、 佐治亚州、爱达荷州和蒙大拿州也有砂矿分布，储量也相当可观。 （3 ）澳大利亚 澳大利亚是独居石的生产大国，独居石是作为生产锆英石和金红石及钛铁矿的副产品加 以回收。其可开发利用的稀土资源主要集中在西部地区，此外还有位于昆士兰州中部艾萨山 的采铀的尾矿以及南澳大利亚州的罗克斯伯唐斯铜、铀金矿床4 （4 ）印度 印度的主要矿床是砂矿。印度的独居石生产从 1911 年开始，最大矿床分布在喀拉拉邦、 马德拉斯邦和奥里萨拉邦。有名矿区是位于印度南部西海岸的恰瓦拉和马纳范拉库里奇称为 特拉范科的大矿床，它在 1911～1945 年间的供矿量占世界的一半，现在仍然是重要的产地。 1958 年在铀、钍资源勘探中，在比哈尔邦内陆的兰契高原上发现了一个新的独居石和钛铁 矿矿床，规模巨大。 （6 ）加拿大