Минералы тория

Основные черты геохимии тория

Сырьевые источники тория

По распространенности торий занимает 35-е место. Его содержание в земной коре в 3 -5 раз больше, чем Sb, Bi, Hg, Mo, Ag, в 3 – 5 раз больше урана. Кларк тория – 0,8 ¸ 1,5 × 10^-3%. Подобно урану торий концентрируется преимущественно в верхних гранитных частях литосферы. Содержание тория в кислых изверженных породах в среднем составляет 1,8×10^-3% (хотя в некоторых из них оно может достигать 0,02 – 0,03 %). Содержание тория в основных породах оценивается только в 0,3×10^-3%.

Мировые запасы тория составляют более 2 млн.т. (по ThO2). Подтвержденные запасы тория равны 1.2 млн.т. (по ThO2). Наибольшими запасами ториевого сырья обладают Австралия и Индия (по 300 тыс.т). Запасы тория в России оценивают в более, чем 90 тыс.т.

В природе найдено 160 торийсодержащих минералов (включая разновидности), из них около 120 относятся исключительно к кислородным соединениям, г.о. к силикатам, простым и сложным оксидам, фосфатам и карбонатам. Более 40 минеральных видов являются соединениями тория и содержание оксида тория в них превышает 7 %. Еще в 25 минералах содержится от 2 до 7 % ThO₂. Около 100 ториевых минералов содержат уран.

Характерная особенность ториевых минералов – постоянная связь тория с РЗЭ и U⁴⁺.Эта связь обусловлена изоморфизмом тория с лантаноидами и четырехвалентным ураном. (ионные радиусы Th⁴⁺; РЗЭ³⁺; U⁴⁺ соответственно равны: 1,10; 1,22 – 0,99 и 1,05 ангстрем). Минералы тория ассоциируются с минералами редких земель, урана, циркония и гафния, титана, ниобия, тантала, железа, кальция, олова и некоторых других элементов.

Промышленное значение в производстве тория имеют очень немногие минералы. Это монацит, торит и торианит, а также найденный в Индии минерал чералит (шералит), который многие (в том числе индийские) геологи считают богатой торием разновидностью монацита.

Монацит является основным промышленным источником тория. Открыт был в 1826 г. на Урале минерологом Мече. Это фосфат редкоземельных элементов (легких), часть из которых замещена торием: (Ce, La, Nd, Th) PO₄. Содержит чаще всего от 2,5 до 12 % ТhО₂ и 0,1 – 0,4 (до 1) % UО₂. (В Боливии встречаются безториевые монациты). Содержание РЗЭ₂О₃ в среднем составляет 55 – 68 % и редко достигает 74 %, а Р₂О₅ – до 18¸31,5 %, U и его подгруппы - 3¸5 (иногда до 8) %. В монаците в незначительных количествах присутствуют SiO₂, CaO, SO₄^2-, Fe, Zr, Al, Mg, Mn, Be, Sn и другие элементы, в т.ч. радиогенный свинец.

Относится к моноклинной сингонии. Твердость в пределах 5 – 5,5. Плотность – 4,9 – 5,5 г/см³. Цвет от светло – желтого до красно-бурого. Блеск монацита жирный (смолистый).

Минерал умеренно парамагнитен. Это его свойство используется при обогащении монацитовых руд.

Монацит часто является акцессорной составной частью многих горных пород: гранитовых сеенитов, нефелиновых сеенетов, диоритов, присутствует в пегматитовых жилах, в метаморфических породах, например в гнейсах, скопляется в небольших количествах в россыпях, районы которых иногда им очень богаты.

Монацит наиболее распространенный минерал тория. Основные залежи монацита в Бразилии и Индии (150000 и 5000000 т соответственно). Другие – на Цейлоне, в Индонезии, Ю. Африке, Австралии, Канаде, США, России. Встречается во Франции, Швейцарии, Норвегии, Индии, Бразилии, на Урале, Алтае, Восточной Сибири. Россыпи, обогащенные монацитом, названнфе монацитовым песком, имеют промышленное значение. Широко распространены в США, Индии, Восточной Сибири, Канаде, Конго, Мадагаскаре, о.Цейлон, Уругвае.

Чералит (шералит) – открыт в Индии. Одни считают его самостоятельным минералом и дают формулу (Th,Ca,Ce)(PO₄,SiO₄) другие рассматривают его как разновидность монацита богатую торием и ураном. Минерал содержит 19 – 33 % ТhО₂ и 4 – 6 % UО₂. Плотность – 5,3 – 5,4. Твердость –5.

Торит –ThSiO₄. Содержит до 77 % ТhО₂ (обычно меньше), U, Fe, R3 < Ca, Mg, Pb, H, Ta, Ti, Zr, Al, Sn. Разновидности торита - ураноторит содержит от 5 до 20 % U; фе р роторит – до 14 % Fе, гидроторит – до 4 H₂O. Торит минерал тетрагональной сингонии. Его твердость 4,5 –5,5; плотность от 4,0 до 6,7 г/см³.Цвет от оранжево-желтого до черного.

Встречается г.о. в жильных месторождениях, а также как попутный компонент в россыпях, например оловянных.

Торианит – (Тh,U)О₂. Содержит от 45 до 93 % ТhО₂ и до 50 % UО₂. Изоморфен с уранинитом. Характеризуется отношением = 5 ¸ 20. К разновидностям торианита относятся ураноторианит, содержащий до 50 % УО₂, и алдавит, в составе которого 15 – 20 % UО₂. Клевеит (нивенит) и брёггрит, являющиеся разновидностями уранинита, содержат от 3 до 14 % ТhО₂. В составе торианита могут присутствовать железо, цирконий, в небольших количествах кальций, магний и марганец, до 8 – 13 % РЗЭ.

Торианит относится к кубической сингонии. Твердость 6 – 7,5. Плотность 8,8 – 9,9. Хрупкий. Цвет от темно-серого до темно-коричневого и черного. Блеск полуметаллический смолистый.

Представляют интерес и другие торийсодержащие минералы, из которых он может извлекаться как побочный продукт. К ним относятся: браннерит (U,Ca,Fe, Y,Th)₃Ti₅O₁₆, уранинит (U,Th)O₂хUO₂mPbO и его разновидности; пирохлор (Ca,Na,Ce,Th)(Nb,Ti,Ta)₂O₆×(F,OH) и его разновидности; циртолит, ZrSiO₄×nH₂O, содержащий торий и уран, лопарит (Ce,Na,Ca)₂(Ti,Nb)O₃; иттриалит (Y,Th,U,Fe)[Si₂O₇]; ксенотим YPO₄; фергюсонит (Y,Er,Ce,U,Th,Fe)(Nb, Ta, Ti)×O₄ и другие, всего более 20 минералов.

Дата добавления: 2014-01-07