【知識】離子型稀土礦的開採方法和成本
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- 發佈於：2013-02-22, 週五 16:31
- 作者 HJF
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離子型稀土第一代提取工藝，可簡述為"異地提取工藝"，或歸結為"池浸工藝"。其主要工藝過程為：表土剝離→開挖含礦山體、搬運礦石→浸礦池→將按 一定比例（濃度要求）配置的電解質溶液作為"洗提劑"或"浸礦劑"，加入浸礦池，溶液對池中含"離子相"稀土礦石進行"滲濾洗提"或"淋洗"→溶液中活潑 離子與稀土離子交換，"離子相"稀土從含礦載體礦物中交換出來，成為新狀態稀土；加入"頂水"，獲含稀土母液；母液經管道或輸液溝流入集液池或母液池，然 後進入沉澱池；浸礦後廢渣從浸礦池中清出，異地排放→在沉澱池中加入沉澱劑、除雜劑，使稀土母液中稀土除雜、沉澱，獲混合稀土；池中上清液經處理後，返回 浸礦池，作"洗提劑"迴圈使用→混合稀土經灼燒，獲純度≥92%的混合稀土氧化物。由上可見，本工藝過程中的技術關鍵字是："表土剝離"、"開挖含礦山 體"、"礦石搬運"、"浸礦池"、"洗提劑"、"異地滲濾洗提"、"離子交換"、"含稀土母液"、"尾砂異地排放"、"母液池"、"沉澱池"、"沉澱劑、 除雜劑"、"沉澱、除雜"、"混合稀土"、"上清液返回"、"灼燒"、"REO≥92%混合稀土氧化物"。
"池浸工藝"與傳統的生 產工藝相比較，其第一、二、三道工序過程相似於礦產資源開採中傳統的採礦專業的各作業工序；第三、四、五道工序過程相似于傳統選礦專業和濕法冶金專業相結 合的各作業工序；自第五道工序過程以後的各工序，屬於傳統濕法冶金專業的各作業工序。其中，第三道工序中的"浸礦池"，起著聯繫傳統採礦、選礦專業作業的 作用，類似於礦山選廠的"原礦侖"；而第五道工序中的"沉澱池"，卻起著聯繫傳統選礦、濕法冶金專業作業的作用，類似於濕法冶金企業的"原料侖"。
由 此，相似于傳統選礦專業的主要選別過程，是在"浸礦池"中完成，而且作為本工藝的中間製品，在此獲得含稀土的母液；而屬於傳統濕法冶金專業的典型濕法冶金 過程，則主要在"沉澱池"中進行，並由此獲得"稀土精礦"的初級產品"混合稀土"；再經灼燒處理後即可獲得"稀土精礦"終級產品REO≥92%的混合稀土 氧化物。
進而言之，上述作業過程中，先後在三個典型的作業過程中，分別獲得了"中間製品"、"初級產品"和"終級產品"。亦即， 在"浸礦池"中，通過離子交換，制得含稀土的母液；在"沉澱池"中，通過沉澱，制得混合稀土；在"灼燒"中，制得混合稀土氧化物。因此，為了確保離子型稀 土的產品品質，主要應從這三個關鍵性作業過程中把好技術關。
在此工藝中，所獲得的"稀土精礦"產品，已不再是傳統概念中的"稀土精礦"礦產 品，而是純度相對較高的"混合稀土氧化物"產品。嚴格地說，離子型稀土礦山獲得的終級產品，已不再從屬於"礦產品"，而是濕法冶金範疇的產品。顯然，其產 品檔次，比傳統礦山開採的產品，已大大地提高了一步。
以上工藝流程結構，是稀土礦產資源開發利用中一種嶄新的工藝。它徹底打破了稀土資源開 發的傳統工藝，而將多種專業和工藝集於一體，在礦山就直接制得純度較高的混合稀土氧化物產品。應用這種生產工藝，而生產的產品品質指標，是此前稀土生產工 藝難以達到的。可見，以這種產品作為原料，對於稀土冶煉的進一步深加工是十分有利的。
然而，世間任何事物往往都具有"兩重性"。離子型稀土 擁有非常突出的優勢的一面，同時又由於它的賦存特徵和工藝特徵，而決定了它不令人滿意的另一面。伴隨著"池浸工藝"工業化生產後，導致出現一些非常尖銳和 突出的問題：一是對生態環境破壞大。由於離子型稀土廣泛賦存於地表淺層，展布面積大，再加上"池浸工藝"本身要求，該生產工藝實際上是一個"搬山運動"。 據統計，每生產一噸混合稀土氧化物，約需消耗1,201～2,001噸礦石，同時還將伴隨產生尾砂1,200～2,000噸，砂化面積約1畝。二是資源利 用率低，資源浪費大。為便於礦石的采、運以及尾砂的排放，降低成本，節省投資，許多礦山的"浸礦池"建在山坡礦體的中下部，"浸礦池"以下的含礦礦體，被 所建生產系統"壓礦"，尤其是如若被尾砂覆蓋後，則更難於開採。據資料，該工藝表內資源利用率一般不達50%，低者僅25～30%左右。
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【知識】稀土元素銩(Tm)的用途
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- 發佈於：2013-02-22, 週五 16:27
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稀土的分類
1)輕稀土(又稱鈰組)：鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓。
2)重稀土(又稱釔組)：鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。
鈰組與釔組之別，是因為礦物經分離得到的稀土混合物中，常以鈰或釔比例多的而得名。
稀 土金屬(rare earth metals)又稱稀土元素，是元素週期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱，常用R或RE表示。它們的名稱和化學符號是鈧(Sc)、釔(Y)、鑭 (La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩 (Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)。它們的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
銩(Tm) 銩元素是1879年瑞典的克利夫發現的，並以斯堪迪那維亞(Scandinavia)的舊名Thule命名為銩(Thulium)。
銩的主要用途有以下幾個方面：
(1) 銩用作醫用輕便X光機射線源，銩在核反應爐內輻照後產生一種能發射X射線的同位素，可用來製造可擕式血液輻照儀上，這種輻射儀能使銩－169受到高中子束 的作用轉變為銩-170，放射出X射線照射血液並使白血細胞下降，而正是這些白細胞引起器官移植排異反應的，從而減少器官的早期排異反應。
(2)銩元素還可以應用於臨床診斷和治療腫瘤，因為它對腫瘤組織具有較高親合性，重稀土比輕稀土親合性更大，尤其以銩元素的親合力最大。
(3)銩在X射線增感屏用螢光粉中做啟動劑LaOBr：Br(藍色)，達到增強光學靈敏度，因而降低了X射線對人的照射和危害，與以前鎢酸鈣增感屏相比可降低X射線劑量50%，這在醫學應用具有重要現實的意義。
(4)銩還可在新型照明光源 金屬鹵素燈做添加劑。
(5)Tm3＋加入到玻璃中可製成稀土玻璃鐳射材料，這是目前輸出脈衝量最大，輸出功率最高的固體鐳射材料。Tm3＋也可做稀土上轉換鐳射材料的啟動離子。
金屬銩
銩錠
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【知識】世界稀土資源
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- 發佈於：2013-02-22, 週五 16:15
- 作者 HJF
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根據美國礦山局的統計（下表）：全世界稀土資源總計為4500萬噸稀土氧化物，其中中國占80%；美國占11%；印度占5%；蘇聯占1%；上述四個國家合計占世界稀土資源的97%。
表 世界稀土資源（REO，t計）
|
地區和國家 |
儲量，t |
地區和國家 |
儲量，t |
|
北美：美國 |
4900000 |
南非 |
357000 |
|
加拿大 |
182000 |
計 |
820000 |
|
計 |
5100000 |
亞洲：中國 |
|
|
南美：巴西 |
20000 |
印度 |
2220000 |
|
歐洲：蘇聯 |
450000 |
馬來西亞 |
30000 |
|
芬蘭、挪威、瑞典 |
50000 |
朝鮮 |
45000 |
|
計 |
500000 |
斯里蘭卡 |
13000 |
|
非洲：布隆迪 |
1100 |
泰國 |
1000 |
|
埃及 |
100000 |
計 |
38000000 |
|
肯雅 |
12500 |
大洋洲：澳大利亞 |
184000 |
|
馬爾加什 |
50000 |
|
|
|
馬拉維 |
297000 |
總計 |
45000000① |
①每個國家儲量均按四捨五入總計。
根 據全國地質資料局資料記載，全國十三個省、自治區（臺灣省未統計在內）均有稀土資源，主要分佈在內蒙古、江西、廣東、湖北、湖南等地。就稀土元素的品種而 言：我國不僅有以輕稀土為主的白雲鄂博稀土共生礦，而且有中、重稀土含量較高的離子吸附型稀土礦。儘管我國磷釔礦資源不多，但我國氧化釔的儲量仍超過國外 釔資源的總和。
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【知識】稀土元素釔（Y）的用途
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- 發佈於：2013-02-22, 週五 16:20
- 作者 HJF
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稀土元素釔（Y）的用途
1)輕稀土(又稱鈰組)：鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓。
2)重稀土(又稱釔組)：鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。
鈰組與釔組之別，是因為礦物經分離得到的稀土混合物中，常以鈰或釔比例多的而得名。
稀 土金屬(rareearthmetals)又稱稀土元素，是元素週期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱，常用R或RE表示。它們的名稱和化學符號是 鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥 (Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)。它們的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
釔 (Y)1788年，一位元以研究化學和礦物學、收集礦石的業餘愛好者瑞典軍官卡爾•阿雷尼烏斯(KarlArrhenius)在斯德哥爾摩灣外的伊特必村 (Ytterby)，發現了外觀象瀝青和煤一樣的黑色礦物，按當地的地名命名為伊特必礦(Ytterbite)。1794年芬蘭化學家約翰•加多林分析了 這種伊特必礦樣品。發現其中除鈹、矽、鐵的氧化物外，還含有38%的未知元素的氧化物棗“新土”。1797年，瑞典化學家埃克貝格 (AndersGustafEkeberg)確認了這種“新土”，命名為釔土(Yttria,釔的氧化物之意)。
釔是一種用途廣泛的金屬，主要用途有：
(1) 鋼鐵及有色合金的添加劑。FeCr合金通常含0.5－4%釔，釔能夠增強這些不銹鋼的抗氧化性和延展性；MB26合金中添加適量的富釔混合稀土後，合金的 綜合性能得到明顯的改善，可以替代部分中強鋁合金用於飛機的受力構件上；在Al－Zr合金中加入少量富釔稀土，可提高合金導電率；該合金已為國內大多數電 線廠採用；在銅合金中加入釔，提高了導電性和機械強度。
(2)含釔6%和鋁2%的氮化矽陶瓷材料，可用來研製發動機部件。
(3)用功率400瓦的釹釔鋁石榴石雷射光束來對大型構件進行鑽孔、切削和焊接等機械加工。
(4)由Y－Al石榴石單晶片構成的電子顯微鏡螢光屏，螢光亮度高，對散射光的吸收低，抗高溫和抗機械磨損性能好。
(5)含釔達90%的高釔結構合金，可以應用於航空和其他要求低密度和高熔點的場合。
(6)目前倍受人們關注的摻釔SrZrO3高溫質子傳導材料，對燃料電池、電解池和要求氫溶解度高的氣敏元件的生產具有重要的意義。此外，釔還用於耐高溫噴塗材料、原子能反應堆燃料的稀釋劑、永磁材料添加劑以及電子工業中作吸氣劑等。
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【知識】稀土的消費
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- 發佈於：2013-02-22, 週五 16:11
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從世界各國稀土的消費情況（表1）可以看出：稀土主要用於冶金工業、石油化工和玻璃陶瓷工業。進入20世紀80年代以來，稀土在冶金工業應用有降低的趨勢，而在玻璃陶瓷和石油化工的應用有增漲的趨勢。
表1 世界稀土消費情況
|
領域所占 |
1980年 |
1981年 |
1982年 |
1983年 |
1984年 |
1985年 |
|
冶金，% |
33 |
32 |
22 |
15 |
22 |
25 |
|
石油化工，% |
34 |
30 |
44 |
48 |
43 |
33 |
|
玻璃陶瓷，% |
30 |
35 |
31 |
33 |
31 |
37 |
|
電子、磁性材料，% |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
5 |
我國稀土主要消費在冶金工業、從我國的消費情況（表2）可以看出：與世界各國相比，我國稀土在石油化工和玻璃陶瓷領域中的應用，還有待進一步開發，但我國開闢了稀土在農業、輕工、紡織領域中的應用，而且用量佔有一定的比例。
表2 中國稀土消費情況
|
領域所占 |
1980年 |
1981年 |
1982年 |
1983年 |
1984年 |
1985年 |
1986年 |
|
冶金，% |
70.91 |
57.93 |
68.00 |
69.63 |
70.30 |
64.30 |
71.80 |
|
石油化工，% |
23.31 |
27.15 |
26.00 |
22.88 |
19.30 |
20.00 |
16.60 |
|
玻璃陶瓷，% |
4.78 |
4.89 |
5.00 |
5.13 |
5.30 |
10.00 |
4.70 |
|
新材料 |
1.00 |
0.31 |
1.00 |
1.18 |
1.10 |
1.10 |
0.90 |
|
其他（農、輕、紡），% |
－ |
9.72 |
－ |
1.18 |
4.00 |
4.60 |
6.20 |
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