美國能源部授予120萬朝稀土的研究和生産
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- 發佈於：2013-01-14, 週一 14:43
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美国能源部拨款120万朝创建的关键材料研究所（CMI），这将是负责开发新的方法，稀土元素的生产和管理。
的的CMI，艾姆斯实验室，其中包括超过一打的研究合作伙伴，希望创造技术，以避免供应短缺，同时也减少对中国稀土的依赖。据彭博社的一份报告，中国提供了大约95％的世界稀土的出货量，而最近降低了生产限额，以保护环境，并保持在检查他们的供应。该委员会将专注于多元化的稀土供应，开发替代材料，并提高再用和循环再造材料的方法。
稀土包括一组17的手机，磁盘驱动器，电视和其他消费产品的生产中所使用的类似的结构化元素，并且也可以用于制造风力涡轮机，电动车，和先进的电池。
稀土进口依赖的结果是没有足够的技术和生产设施，而不是缺乏原料 - 在加利福尼亚州的芒廷帕斯矿，例如，有一个最大的中国境外的存款。该委员会将有助于发现新的和更有效的方式打入的资源，同时也降低了使用的材料有可能在未来的供应短缺。
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美國能源部撥款120萬朝創建的關鍵材料研究所（CMI），這將是負責開發新的方法，稀土元素的生産和管理。
的的CMI，艾姆斯實驗室，其中包括超過一打的研究合作夥伴，希望創造技術，以避免供應短缺，同時也减少對中國稀土的依賴。據彭博社的一份報告，中國提供了大約95％的世界稀土的出貨量，而最近降低了生産限額，以保護環境，幷保持在檢查他們的供應。該委員會將專注于多元化的稀土供應，開發替代材料，幷提高再用和循環再造材料的方法。
稀土包括一組17的手機，磁盤驅動器，電視和其他消費産品的生産中所使用的類似的結構化元素，幷且也可以用于製造風力渦輪機，電動車，和先進的電池。
稀土進口依賴的結果是沒有足够的技術和生産設施，而不是缺乏原料 - 在加利福尼亞州的芒廷帕斯礦，例如，有一個最大的中國境外的存款。該委員會將有助于發現新的和更有效的方式打入的資源，同時也降低了使用的材料有可能在未來的供應短缺。
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中國操縱稀土價格對美國經濟付出了代價
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- 發佈於：2013-01-14, 週一 09:45
- 點擊數：1386
稀土金屬是不可或缺的一部分，從汽車到電視機。但貴金屬嚴格控制的中國，與過量的當前suplly來自中國國有煤礦和煉油廠的95％。一定程度的控制，使中國以操縱價格，削减需求少賣材料相同數額的利潤，任何商人的夢想。
一，新中國礦産霸權目的的公私夥伴關係集
現在的問題是，它需要幾年或更帶來稀土金屬礦山和煉油廠在綫，以及這些設施的資本成本是非常高的。它巧妙規劃了中國幾十年來爲自己設置在其目前的桃色稀土霸權地位。現在美國正在競相嘗試恢復之前，中國太多的對美國經濟的打擊操縱價格優惠。
美國能源部已經犯了一個比較大的投資1.2億美元美元的艾姆斯實驗室的監督下建立一個能源創新中心的研究方法，以擴大國內稀土生産和减少對中國稀土供應的依賴。
新的實驗室，被稱爲關鍵材料研究所（CMI），將在私營部門，大學和政府高級研究實驗室的一些國內大型企業之間的聯合工作。
公司的合作夥伴包括通用電氣比賽。 （GE），OLI Systems公司，Spintek過濾，高級恢復，公司，氰特工業公司（CYT），莫利礦業公司（MCP），和辛博爾公司（辛博爾礦物）。
二.從各個角度攻擊問題
在研究項目將是：
提高稀土的回收/再利用
提高提取流程
開發快速部署采礦技術
開發稀土材料的替代品
研究和優化供應鏈，以最大限度地减少浪費
國內稀土生産的熱門目標，包括釹 - 釹鐵硼（NeFeB）硬盤驅動器磁體和手機部件 - 和釤 - 用于驅動器磁體釤鈷（SmCo）。目前，美國沒有國內的釹生産商和國內釤生産。
政府問責辦公室（GAO）在2011年的研究報告[PDF]表明，重建美國稀土供應鏈，在20世紀80年代的時候，看著17元的家庭非關鍵淘汰，大約需要15年。新的實驗室，旨在協助是緩慢而艱難的復蘇。
美國也將繼續錢包針對中國的行動之前，世界貿易組織（WTO）關于中國操縱價格的投訴。
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稀土生産中廢水處理的方法
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- 發佈於：2013-01-10, 週四 17:23
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根據稀土生産中排出廢水組成成分的不同，其處理方法也有差异，一般可采用沉澱法處理廢水中的放射性成分和氟，對酸、碱的處理則采用中和法。選擇廢水處理方法應遵循以下原則[1]。
①選擇的處理方法，其工藝技術穩定可靠，先進合理，處理效果好，作業方便，技術指標高。
②選用的各種設備簡單合理，製造容易，維修方便。
③最終排放的廢水要確保達到國家排放標準的要求。
④建設投資費用少，處理廢水的成本低。
放射性廢水的處理
由表10-4可見，稀土生産中放射性廢水的主要來源是獨居石礦的碱法分解，這種廢水儘管組成比較複雜，放射性元素超過了國家標準，但仍屬于低水平放射性廢水。其處理方法可分爲化學法和離子交換法兩大類。
（1）化學處理法 由于廢水中放射性元素的氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽等化合物大多是不溶性的，因此化學方法處理低放射性廢水大多是采用沉澱法。化學處理的目的是使廢水中的放 射性元素移到沉澱的富集物中去，從而使大體積的廢液放射性强度達到國家允許排放標準而排放。化學處理法的特點是費用低廉，對大部分放射性元素的去除率顯 著，設備簡單，操作方便，因而在我國的核能和稀土工廠去除廢水中放射性元素都采用化學沉澱法。
①中和沉澱除鈾和釷 向廢水中加入燒鹼溶液，調pH值在7～9之間，鈾和釷則以氫氧化物形式沉澱，化學反應式爲：
Th4＋4NaOH→Th(OH)4↓＋4Na＋
UO22+＋2NaOH→UO2(OH)2↓＋2Na+
有時，中和沉澱也可以用氫氧化鈣做中和劑，過程中也可加入鋁鹽（硫酸鋁）、鐵鹽等形成膠體（絮凝物）吸附放射性元素的沉澱物。
②硫酸鹽共晶沉澱除鐳 在有硫酸根離子存在的情况下，向除鈾、釷後的廢水中加入濃度10%的氯化鋇溶液[1]，使其生成硫酸鋇沉澱，同時鐳亦生成硫酸鐳幷與硫酸鋇形成晶沉澱而析出。化學反應式爲：
Ba2＋Ra2＋＋2SO2－4→BaRa（SO4）2↓
③高分子絮凝劑除懸浮物 在稀土生産廠中所用的絮凝劑大部分是高分子聚丙烯醯胺（PHP）。按分子量的大小可以分爲適用于鹼性介質中的PHP絮凝劑和適用于酸性介質中的PHP絮凝 劑。PHP是一種表面活性劑，水解後會生成很多活性基團，能降低溶液中離子擴散層和吸附層間的電位，能吸附很多懸浮物和膠狀物，幷把它們緊密地聯成一個絮 狀團聚物，使懸浮物和膠狀物加速沉降。
放射性廢水除去大部分我鈾、釷、鐳後，加入PHP絮凝劑，經充分攪拌，PHP絮凝劑均勻地分布于水中，靜置沉降後，可除去廢水中的懸浮物和膠狀物以及殘餘的少量放射性元素，使廢水呈現清亮狀態，達到排放標準。
需要指出的是，高分子PHP絮凝劑處理放射性廢水要求廢水中不許夾帶乳狀有機相，否則會出現放射性沉渣上浮現象，影響放射性廢水處理質量。
（2）離子交換法 離子交換法去除溶液中放射性元素所用的離子交換劑有離子交換樹脂和無機離子交換劑。離子交換樹指法僅適用于溶液中雜質離子濃度比較小的情况，當溶液中含有 大量雜質離子時，不僅影響了離子交換樹脂的使用周期，而且降低了離子交換樹脂的飽和交換容量。一般認爲常量競爭離子的濃度小于1.0～1.5kg/L的放 射性廢水適于使用離子交換樹指法處理，而且在進行離子交換處理時往往需要首先除去常量競爭離子。爲此可以使用二級離子交換柱，其中第一級主要用于除去常量 競爭離子，而第二級主要除去放射性離子。因此離子交換樹脂法特別適用于處理經過化學沉澱後的放射性廢水，以及含鹽量少和濁度很小的放射性廢水，能獲得很高 的淨化效率。
無機離子交換劑處理中低水平的放射性廢水也是應用較爲廣泛的一種方法。應用較多的無機離子交換有各類粘土礦（如蒙脫土、高嶺土、膨潤土、蛭石等）、凝灰石、錳礦石等。粘土礦的組成及其特殊的結構使其可以吸附水中的H＋， 形成可進行陽離子交換的物質。有些粘土礦如高嶺土、蛭石，顆粒微小，在水中呈膠體狀態，通常以吸附的方式處理放射性廢水。粘土礦處理放射性廢水往往附加凝 絮沉澱處理，以使放射性粘土容易沉降，獲得良好的分離效果。對含低放射性的廢水（含少量天然鐳、釷和鈾），有些稀土廠用軟錳礦吸附處理（PH=7～8）， 也獲得了良好的處理效果。
含氟廢水的處理
由表10-4可見，在用酸法或碱法處理混合型稀土精礦時産生的廢水，其含氟量、pH值均超過了國家排放標準，酸性廢水氟含量超標120～280倍，鹼性廢水氟含量超標40～50倍。這樣的廢水需經處理後才能排放。
（1）酸性含氟廢水的處理[1] 常溫下，用石灰製成濃度（CaO）爲50%～70%石灰乳溶液加入到含氟廢水中，使氟以氟化鈣沉澱析出，沉降時間0.5～1.0h，同時硫酸被中和幷達到排放的酸度要求。化學反應式爲：
Ca（OH）2＋2HF→CaF2↓＋2H2O
Ca（OH）2＋H2SO4→CaSO4＋2H2O
此法主要裝置有廢水集存池、中和沉澱槽、過濾機和廢水泵等。廢水經處理後含氟量降至10mg/L以下，pH=6～8，達到排放標準的要求。
（2）鹼性含氟廢水的處理[1] 通溫下，向廢水加入濃度（CaO）爲10%的石灰乳溶液，使氟以氟化鈣沉澱析出，氟含量由0.4～0.5g/L降至15～20mg/L，然後再加入偏磷酸鈉和鋁鹽作爲沉澱劑，使氟進一步生成氟鋁磷酸鹽析出，化學反應式爲：
Ca（OH）2＋2NaF→CaF2↓＋2NaOH
NaPO2＋Al3＋＋3F－→NaPO3·AlF3↓
處理流程如下圖。
|
石灰乳溶液 |
|
含氟廢水 |
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↓ |
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↘ |
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一次除氟 |
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↓ |
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沉降過濾 |
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↓ |
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偏鋁酸鈉及鋁鹽 |
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濾渣 |
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濾液 |
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（弃去） |
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↓ |
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二次除氟 |
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↓ |
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沉降過濾 |
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↓ |
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濾渣 |
|
濾液 |
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（弃去） |
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↓ |
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檢測 |
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↓ |
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排放 |
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圖中 鹼性含氟廢水處理流程圖
一次除氟時，lm3廢水加入溶液0.025m3作業，反應時間45min，沉降時間0.5～1.0h。二次除氟時，lm3廢水加入偏鋁酸鈉40g，鋁鹽160g，廢水最終pH=6～7。主要設備有廢水集存池、除氟反應槽、過濾機等。廢水經兩次除氟後含氟量一般小于10mg/L，pH=6～7，達到排放標準。
含酸廢水的處理
用氯化稀土制取氧化稀土時，草酸沉澱稀土後的母液含酸較高（pH≤1.5），主要是鹽酸和草酸，需經處理後才能排放。這樣的廢水處理比較簡單，用廢燒鹼液或石灰乳液進行中和處理，降低酸度即可，化學反應式爲：
Ca（OH）2＋2HCl→CaCl2＋2H2O
Ca（OH）2＋H2C2O4→CaC2O4↓＋2H2O
中和處理後的廢水呈清亮狀態，酸度降至pH=7～8，不含有害物質，符合排放標準[1]。
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稀土礦選主要應用的浮選藥劑
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- 發佈於：2013-01-10, 週四 17:28
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（1）捕收劑 稀土礦物的浮選藥劑的研究和應用可以分爲3個階段。
油酸類捕收劑的研究和應用是第一個階段，由于油酸選擇性不高，只能應用于礦物組成比較簡單的礦石，幷且主要用于氟碳鈰礦的浮選。
螯合劑羥肟酸類捕收劑的研究和應用是第二階段，它是氧化銅礦物（孔雀石和矽孔雀石）、黑鎢礦、鈣鈦礦、錫石、氧化鐵礦、磷灰石、燒綠石和稀土礦物等的良好捕收劑。
第三個階段是高效、新型捕收劑的研究和應用階段。其中一個很重要的原因是很難再將氟碳鈰礦和獨居石的混合稀土精礦中這兩種礦物分離，因爲它們的密度、比磁化係數、介電常數以及可浮性等非常接近，我國的白雲鄂博稀土礦最初就是如此。
目前，稀土礦物的捕收劑主要有油酸類、膦酸或膦脂類、烷基磺酸類、羥肟酸類、802號、804號和H894等。
（2）調整劑 調整劑包括稀土礦物的活化劑、非稀土礦物的抑制劑（以及PH調整劑）。
①活化劑 稀土礦物的活化劑主要是氟矽酸鈉，其主要作用有三：清洗稀土礦物表面氧化污染膜和粘附的礦泥，恢復其純淨的表面，抑制矽酸鹽礦物，增强稀土礦物表面與捕收劑的作用活性。
由于稀土礦物的最佳浮選PH值在8.5～9.5，氟矽酸鈉此時的離解、水解按照下式進行：
Na2SiF6＝2Na++SiF2-6
SiF2-6＝SiF4+2F2-
SiF4+4H2O＝Si（OH）4+4HF
Si（OH）4＝SiO2·2H2O
HF＝H++F-
以上反應産生的許多離子和分子對石英、長石和其他矽酸鹽礦物具有抑制作用。
② 抑制劑 矽酸鹽礦物是稀土礦物伴生的主要礦物，水玻璃是有效的抑制劑。它不僅抑制矽酸鹽礦物，而且也抑制稀土礦物和鐵礦物。但是，在中等鹼性介質中 （PH=8.0～9.5），稀土礦物可浮性最高，而其他礦物的可浮性較差，從而能够達到有效的抑制作用。水玻璃在稀土礦物的浮選中的主要應用指標爲：
a．有效成分含量，即xNa2O和ySiO2的總含量，一般爲40%～50%；
b．模數，即m=SiO2/Na2O（稀土浮選時，m=2.0～3.0）。
（3）起泡劑 使用油酸類和烷基羥肟酸類作稀土礦物的捕收劑時，由于它們本身具有較强的起泡性，所以不需要加入起泡劑。隨著新型捕收劑H205和H894的應用，也出現了新型的、高效的、非離子型的表面活性起泡劑，如210、J102、H103等。
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稀土精礦質量標準
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- 發佈於：2013-01-10, 週四 17:17
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一、稀土礦中各種稀土元素的組成
“稀土”是各種稀土元素的總稱。稀土礦隨著産地的不同，其稀土元素的組成也有差异。國內外主要稀土礦的各種稀土元素組成百分比列于表1。
表1 國內外主要稀土礦中的稀土組成百分數
|
項目 |
氟碳鈰硼礦 |
獨居石，% |
磷釔礦，% |
離子型稀土礦，% |
||||||
|
美國 |
中國 |
西澳大利亞 |
美國 |
印度 |
中國 |
馬來 西亞 |
中國 |
中國（重 稀土） |
中國（輕 稀土） |
|
|
La2O3 |
32.00 |
～27.00 |
23.90 |
17.47 |
23.00 |
～23.35 |
0.50 |
～1.20 |
2.18 |
～29.84 |
|
CeO2 |
49.00 |
～50.00 |
46.03 |
43.73 |
46.00 |
～45.69 |
5.00 |
～3.0 |
＜1.09 |
～7.18 |
|
Pr6O11 |
4.40 |
～5.00 |
5.05 |
4.98 |
5.50 |
～4.16 |
0.70 |
～0.6 |
1.02 |
～7.41 |
|
Nd2O3 |
13.50 |
～15.00 |
17.38 |
17.47 |
20.00 |
～15.74 |
2.20 |
～3.5 |
3.47 |
～30.18 |
|
Sm2O3 |
0.10 |
～1.10 |
2.53 |
4.84 |
4.00 |
～3.05 |
1.90 |
～2.15 |
2.34 |
～0.32 |
|
Eu2O3 |
0.10 |
～0.20 |
0.05 |
0.16 |
|
～0.10 |
0.20 |
＜0.2 |
＜0.1 |
～0.51 |
|
Gd2O3 |
0.30 |
～0.40 |
1.49 |
6.56 |
|
～2.03 |
4.00 |
～5.0 |
5.69 |
～4.21 |
|
Tb4O7 |
0.01 |
|
0.04 |
0.26 |
|
～0.10 |
1.00 |
～1.2 |
1.13 |
～0.46 |
|
Dy2O3 |
0.03 |
|
0.69 |
0.90 |
|
～1.02 |
8.70 |
～9.1 |
7.48 |
～1.77 |
|
Ho2O3 |
0.01 |
|
0.05 |
0.11 |
|
～0.10 |
2.10 |
～2.6 |
1.60 |
～0.27 |
|
Er2O3 |
0.01 |
～1.00 |
0.21 |
0.04 |
1.50 |
～0.51 |
5.40 |
～5.6 |
4.26 |
～0.88 |
|
Tm2O3 |
0.02 |
|
0.01 |
0.03 |
|
～0.51 |
0.90 |
～1.8 |
0.60 |
～0.13 |
|
Yb2O3 |
0.01 |
|
0.12 |
0.21 |
|
～0.51 |
6.2 |
～6.0 |
3.34 |
～0.62 |
|
Lu2O3 |
0.01 |
|
0.04 |
0.03 |
|
～0.10 |
0.40 |
～1.8 |
0.47 |
～0.13 |
|
Y2O3 |
0.10 |
～0.30 |
2.41 |
3.18 |
|
～3.05 |
60.80 |
～59.3 |
64.90 |
～10.70 |
從表1可以看出：我國的氟碳鈰鑭礦中的釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）含量，高于美國的氟碳鈰鑭礦；我國離子吸附型重稀土礦中釤（Sm）、釓 （Gd）、鋱（Tb）、釔（Y）含量，高于國外的磷釔礦；而我國離子吸附型輕稀土礦中的銪（Eu）含量，比各種稀土礦中的銪（Eu）含量都高。
二、稀土精礦成分
國內外主要稀土精礦典型成分列于表2。
表2 中國及國外主要稀土精礦典型成分，%
|
元素 |
包頭 稀土精礦 |
廣東獨居石 |
廣東磷釔礦 |
江西 龍南礦① |
山東 氟碳鈰鑭礦 |
美國 氟碳鈰鑭礦 |
|
REO |
～60 |
～55～65 |
～50～55 |
0.92 |
～59.71 |
～68～72 |
|
Fe |
～4.8 |
～0.7～1.5 |
～3.03 |
～0.05 |
～2.61 |
～0.35 |
|
ThO2 |
0.18 0.21 |
～4～6 |
～1.14 |
＜0.047 |
～0.32 |
≤0.1 |
|
P2O5 |
～5～6 |
～25～30 |
～30.6 |
0.01 |
～1.1 |
～1.0 |
|
SiO2 |
～0.5～1.5 |
～1.2～4.8 |
～5.23 |
－ |
－ |
～0.4 |
|
F |
～7.2 |
－ |
－ |
0.07 |
～6.18 |
～6.0 |
|
Ca |
～4～5 |
－ |
～0.97 |
～3.11 |
～1.48 |
～0.29 |
|
Ba |
～0.94 |
－ |
＜0.2 |
0.018 |
～2.48 |
～1.61 |
|
ZrO2 |
－ |
～1～3 |
0.1～0.2 |
－ |
－ |
－ |
|
TiO2 |
－ |
～1～3 |
0.4 |
－ |
－ |
－ |
|
U3O8 |
－ |
～0.3～0.4 |
～1.12 |
－ |
－ |
－ |
|
Mn |
～0.12 |
－ |
－ |
0.01 |
－ |
－ |
|
灼减 |
～13.0 |
－ |
－ |
－ |
～20.2 |
～20.0 |
①龍南礦即混合稀土氧化物。
三、稀土精礦質量標準
國內外部分稀土精礦質量標準分別列于表3、表4、表5、表6、表7。
表3 獨居石精礦質量標準
|
名稱 |
級別 |
REO＋ThO2% |
雜質含量（不大于），% |
備注 |
||
|
TiO2 |
ZrO2 |
SiO2 |
||||
|
國內部頒標準 |
一級 |
65 |
2 |
2 |
3 |
|
|
二級 |
60 |
2.5 |
2.5 |
4 |
||
|
三級 |
55 |
3 |
3 |
5 |
||
|
四級 |
50 |
4 |
4 |
6 |
||
|
國外標準 |
一級 |
65 |
－ |
－ |
－ |
美國要求含量波動範圍： ThO28%～12%；P2O525%～30%； La2O320%～30%； SiO21%～4% |
|
二級 |
66 |
－ |
－ |
－ |
||
|
三級 |
55 |
－ |
－ |
－ |
||
表4 鈰鈮鈣鈦精礦標準
|
級別 |
含量，% |
備注 |
||
|
鈰鈮鈣鈦礦 |
磷 |
二氧化矽 |
||
|
一級 |
90 |
0.016 |
2.5 |
蘇聯標準 |
|
二級 |
90 |
0.1 |
2.5 |
|
|
三級 |
90 |
0.3 |
6.0 |
|
|
四級 |
65 |
0.5 |
3.0 |
|
表5 中國磷釔礦精礦部頒標準
|
級別 |
Y2O3（不小于）% |
雜質含量（不大于），% |
||
|
TiO2 |
ZrO2 |
SiO2 |
||
|
一級 |
35 |
2 |
1.0 |
4 |
|
二級 |
30 |
4 |
1.5 |
5 |
|
三級 |
25 |
6 |
2.0 |
6 |
表6 中國褐釔鈮礦精礦部頒標準
|
級別 |
（NbTa）2O3（不小于），% |
雜質含量（不大于），% |
||
|
TiO2 |
SiO2 |
P |
||
|
一級 |
35 |
4 |
4 |
0.5 |
|
二級 |
30 |
5 |
6 |
0.5 |
表7 中國氟碳鈰礦－獨居石混合精礦部頒標準
|
品級 |
稀土氧化物（不少于），% |
雜質（不大于），% |
|||
|
TFe |
F |
P |
CaO |
||
|
一級 |
60 |
7 |
7 |
5 |
5 |
|
二級 |
55 |
9 |
7 |
|
|
|
三級 |
50 |
10 |
7 |
|
|
|
四級 |
45 |
10 |
8 |
|
|
|
五級 |
40 |
10 |
9 |
|
|
|
六級 |
35 |
15 |
10 |
|
|
|
七級 |
30 |
18 |
12 |
|
|
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