Минералы РЗЭ, руды и месторождения

Мировые подтвержденные запасы редко-земельных элементов оценивают в 110 млн. т. Россия по запасам редких земель занимает второе место в мире после Китая (21 млн. т).

Общий кларк РЗЭ равен 0.15 – 0.16 %. Кларки индивидуальных РЗЭ находятся в пределах n×10^-4-n×10^-3 %, и только для Tm и Lu они равны 3×10^-5 и 7×10^-5 %. Содержание индивидуальных РЗЭ, % от суммы: Ce - 28, Y - 18, Nd - 16, La - 12, Gd - 6, Sm - 4, Eu - 0.7, Tm - 0.5.

Известно около 120 редкоземельных минералов.

По соотношению цериевых и иттриевых РЗЭ минералы делятся на три группы:

· цериевые с соотношением Сe₂O₃:Y₂O₃>15;

· иттриево-церивые с соотношением Сe₂O₃:Y₂O₃=7÷15;

· иттриевые с соотношением Сe₂O₃:Y₂O₃<7

Элементы цериевой подгруппы изоморфно замещают преимущественно ионы Ca, Sr, Ba и др., иттриевые РЗЭ присутствуют в минералах Zr и Mn, в урановых рудах накапливаются элементы середины ряда. Различия в основности РЗЭ приводят к их дифференциации в основных и кислых горных породах: легкие РЗЭ накапливаются в основных породах, тяжелые – в кислых (основные или базальты, диабазы – от 40 до 55 % SiO₂; кислые или граниты – до 70 % SiO₂). Для РЗЭ характерно также присутствие в минералах других редких элементов – Th, Ti, Nb, Ta, Be.

Ионные руды. В середине-конце 80-х гг Китай завоевал лидирующие позиции на мировом рынке РЗЭ. Это произошло вследствие открытия и переработки так называемых "ионных руд". Этот тип руд встречается только в Китае и образовался в результате уникальных геоклиматических условий. Поверхностные слои лантнидсодержащего гранита под действием субтропического климата (жаркая и влажная погода) претерпевали сильную эрозию. В результате ионы РЗЭ переходили в водную фазу и мигрировали внутрь. Находящиеся в нижних слоях каолиновые глинистые почвы сорбировали ионы лантаноидов. Ионные руды разрабатываются открытыми методами, полученный концентрат обрабатывется 1 М HNO₃, в результате чего получают раствор, пригодный для экстракции.

Промышленное значение имеют 5 минералов: лопарит (Ce,Nd,Ca)(Ti,Nb)O₃, монацит (Ce,La…Th)PO₄, ксенотип (Y,Yb,Dy,Er,Tm)PO₄, бастензит (Се) (Сe,La...)CO₃F и апатит (Ca,Na,Th,Ce)₅(P,Si,Bi,S)₃O₁₂(F,OH,Cl)

Основными источниками РЗМ в России являются:

· лопарит Ловозерского месторождения (Кольский п-ов, Мурманская обл), в настоящее время единственно промышленно освоенное сырье для получения РЗМ;

· апатит Хибинского месторождения (Кольский п-ов, Мурманская обл), при применяемом сернокислотном методе РЗМ не извлекают, перспективна азотнокислая схема переработки апатита;

· монацит из бывшего государственного резерва (г. Красноуфимск, Свердловская обл.), не реализуется, существует государственная программа;

· эвдиалитовые руды Аллуавийского месторождения (Кольский п-ов, Мурманская обл), перспективен как источник РЗМ иттриевой группы, эвдиалит (минерал, относящийся к группе цирконсиликатов) - Na₁₂Ca₆(Fe,Y)₃(Zr,Ti)₃[(Cl,OH)₃|Si₃O₉|Si₉O₂₇]₂

Состав указанных видов сырья приведен в табл. 12, о содержании в этих минералах редкоземельных элементов можно судить по данным табл. 13.

Таблица 12. Ориентировочный состав основных видов редкоземельного сырья России

Лопарит	Апатит	Монацит	Эвдиалит
компонент	мас. %	компонент	мас. %	компонент	мас. %	компонент	мас. %
РЗО		РЗО	0.9-1.1	РЗО	54-56	РЗО	0.2-8.2
TiO2		P2O5		P2O5	22-30	SiO2	49.5
Nb2O5		CaO		SiO2	2-3	(Na,K)2O	15.2
Ta2O5	0.5	SrO		Fe2O3	1.2	ZrO2	8.3
Na2O		F		Ta2O5	2.0	CaO	6.8
CaO		Fe2O3	0.8	TiO2	0.6	FeO	5.1
SrO	0.6			ThO2	6-8	Fe2O3	5.1
ThO2	0.6			U3O8	0.3	Nb2O5	0.6
U3O8	0.02					Ta2O5	0.6

Таблица 13. Содержание индивидуальных РЗО в различных видах редкоземельного сырья в России

РЗМ	Концентрация, мас. % индивидуального оксида в сумме РЗО
лопарит	апатит	монацит	эвдиалит
La	25.0	27.0	24.6	9.8
Ce	55.0	45.0	48.0	26.0
Pr	5.0	5.0	5.5	4.0
Nd	16.0	14.5	20.5	12.0
Sm	0.7	1.8	2.0	4.2
Eu	0.1	0.55	0.2	0.6
Gd	2.0	1.1	4.2
Tb	0.15	0.7	0.6
Dy	0.6	0.3	3.3
Ho	0.1	0.1	0.6
Er	0.2	0.3	2.5
Tm	-	0.1	0.4
Yb	0.11	0.1	1.8
Lu	-	0.1	0.3
Y	3.0	1.4	29.7

Дата добавления: 2014-01-07