【知识】稀土工业矿物及其物理、化学性质

一、稀土元素的赋存状态及矿物的分类

稀土元素在地壳中的赋存状态有以下三种:(1)参加矿物晶格,构成矿物不可缺少的成份,形成独立的矿物(如独居石、氟碳铈矿),这是稀土元素在地壳中赋存的主要形态;(2)以类质同象置换(钙、锶、钡、锰等)的形态分散于造岩矿物和其他稀有矿物之中,这是次要的赋存形态;(3)呈离子形态吸附在其他矿物表面或颗粒之间,这是比较少见的一种赋存形态。

根据稀土矿物的化学成分,可将已发现的稀土矿物分为九类,各类典型的稀土矿物列于表1。

表1  稀土矿物分类表

类别

主要矿物

氟化物

钇萤石、氟钙钠钇石、氟铈矿等

碳酸盐,氟碳酸盐

氟碳铈矿、黄河矿、碳酸锶铈矿等

磷酸盐

独居石、磷钇矿

硅酸盐

硅铍钇矿、钪钇石

氧化物

褐钇铌矿、易解石、黑稀金矿

砷酸盐

砷钇矿

硼酸盐

水铈钙硼石

硫酸盐

水氟钙钇矾

矾酸盐

钡钇矿

二、主要工业矿物及其物理、化学性质

目前,世界上已发现的含有稀土的矿物大约有250种以上,有研宄和利用价值的稀土矿物大约有50~60种,具有工业开采和实用价值的稀土矿物不过10几种,其重要的稀土矿物的物理、化学性质列于表2。

表2  稀土矿物的物理、化学性质

矿物名称

化学性质

分子式

REO%

可溶性

氟碳铈矿

CeCO3F

74.77

溶于HCl

独居石

CePO4

67.76

H2SO4、HCl、H3PO4微溶于NaOH

磷钇矿

YPO4

63.23

溶于H2SO4、H3PO4微溶于NaOH

氟碳钙铈矿

Ce2Ca(CO3)3F2

60.30

溶于HCl、H2SO4、HNO3

硅铍钇矿

Y2FeBe(SiO4)2O2

51.51

溶于HCl、微溶于NaOH

易解石

(CeThY)(TiNb)2O6

29.36

溶于H2SO4、H3PO4易溶于HF、

H2SO4+(NH4)2SO4

铈铌钙钛矿

(NaCeCa)(TiNb)O3

28.71

不溶于HCl、H2SO4、HNO3溶于HF

复稀金矿

Y(TiNB)2(O·OH)4

29.28~33.43

溶于H2SO4、H3PO4、HF

黑稀金矿

Y(TiNbTi)2(O·OH)6

20.82~29.93

溶于HF、H2SO4、H3PO4

褐钇铌矿

YNbO4

39.94

溶于H2SO4,HNO3

(续表2)

矿物名称

物理性质

密度g∕cm2

硬度

比磁化系数×10-6cm3∕g

介电常数

晶形

2氟碳铈矿

4.72~5.12

4~5.2

12.59~10.19

5.65~6.96

三方晶系

独居石

4.83~5.42

5~5.5

12.75~10.58

4.45~6.69

单斜晶系

磷钇矿

4.4~4.8

4~5

31.28~26.07

8.1

正方晶系

氟碳钙铈矿

4.2~4.5

4.2~4.6

14.37~11.56

 

三方晶系

硅铍钇矿

4.0~4.65

6.5~7

62.5~49.38

 

单斜晶系

易解石

5~6.4

4.5~6.5

18.04~12.92

4.4~4.8

斜方晶系

铈铌钙钛矿

4.58~4.89

5.8~6.3

6.54~5.23

5.56~7.8

等轴晶系

复稀金矿

4.28~5.05

4.5~5.5

21.05~18.00

 

斜方晶系

黑稀金矿

4.2~5.87

5.5~6.5

27.38~18.41

3.7~5.29

斜方晶系

褐钇铌矿

4.89~5.82

5.5~6.5

29.2~21.16

4.5~16

四方晶系




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