我国风化壳淋积型稀土矿20世纪60年代末期首先在江西省龙南足洞发现离子吸附重稀土矿及寻乌河岭离子吸附轻稀土矿后，相继在福建、湖南、广东、广西等南岭地区均有发现，但以江西比较集中量大。离子吸附型稀土矿是一种国外未见报道过的我国独特的新型稀土矿床。经20多年的研究，查明该类型矿具有分布地面广、储量大、放射性低、开采容易、提取稀土工艺简单、生立成本低、产品质量好等特点。风化淋积型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化而形成，矿体覆盖浅，矿石较松散，颗粒很细。在矿石中的稀土元素80%～90%呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等豁土地矿物上；吸附在赫土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇，但在强电解质（如NaC1,(NH4)2SO4,NH4C1,NH4Ac等）溶液中能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。

（一）氯化钠池浸法

氯化钠池浸法工艺是20世纪70年代处理风化壳淋积型稀土矿矿石的主要方法。从采场运来的矿石，送进一个长方形的水泥池中，加满NaC1水溶液浸泡，浸出液从池底的过滤层的排出口排出，浸渣人工清除，浸出液在饱和的草酸溶液中沉淀，过滤的滤饼即为草酸稀土，经灼烧、水烧、再灼烧得混合稀土氧化物。

（二）硫酸铵池浸法

由于氯化钠浸法存在许多缺陷，研究制定了用3%~5%硫酸铵溶液浸泡矿石，滤液草酸沉淀，草酸稀土一次灼烧即可获得＞90%REO的混合稀土氧化物，滤液补加硫酸铵返回再用。

由于草酸较贵。20世纪80年代末已开始用碳酸氢铵代草酸作稀土沉淀剂，现已应用在部分厂矿中生产晶型碳酸稀土。

（三）堆浸法

开采的矿石直接成堆，注入(NH4)2SO4溶液浸泡，滤液草酸或碳钱沉淀，草酸稀土或碳铵稀土一次灼烧即可获得＞90%REO的混合稀土氧化物。

（四）原地浸出法

地浸法的主要内容是不把含有稀土的矿石挖出拿走，而是在含有离子型稀土矿的矿区或地段打井，通过地表注液井加入浸矿液，经渗透和离子交换，有选择地将矿石中稀土离子浸出并回收的工艺。溶浸液的回收有负压抽液和水封堵漏法，前者适应性较广。收集流出的溶浸液用草酸或碳酸氢钱沉淀，得到稀土氧化物产品，稀土浸取回收率达70%～75%，这样地貌、地表和植被不遭破坏，原地浸取与池浸比较成本低1200～1300元/t。现已被广泛应用。


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稀土金属(rareearthmetals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。

大多数稀土金属呈现顺磁性。钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。

稀散金属通常是指由镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)7个元素组成的一组化学元素。但也有人将铷、铪、钪、钒和镉等包括在内。这7个元素从1782年发现碲以来，直到1925年发现铼才被全部发现。这一组元素之所以被称为稀散金属，一是因为它们之间的物理及化学性质等相似，划为一组；二是由于它们常以类质同象形式存在有关的矿物当中，难以形成独立的具有单独开采价值的稀散金属矿床，(最近在四川省石棉县发现一处以碲为主的碲铋矿床)；三是它们在地壳中平均含量较低，以稀少分散状态伴生在其他矿物之中，只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收、综合利用。

稀土元素在地壳中平均含量为165.35×10-6(黎彤，1976)。在自然界中稀土元素主要以单矿物形式存在，目前世界上已发现的稀土矿物和含稀土元素的矿物有250多种，其中稀土含量ΣREE＞5.8%的有50～65种，可视为稀土独立的矿物。重要的稀土矿物主要为氟碳酸盐和磷酸盐。稀土矿物总的特点：一是缺少硫化物和硫酸盐(只有极个别的)，这说明稀土元素具有亲氧性；二是稀土的硅酸盐主要是岛状，没有层状、架状和链状构造；三是部分稀土矿物(特别是复杂的氧化物及硅酸盐)呈现非晶质状态；四是稀土矿物的分布，在岩浆岩及伟晶岩中以硅酸盐及氧化物为主，在热液矿床及风化壳矿床中以氟碳酸盐、磷酸盐为主。富钇的矿物大部分都赋存在花岗岩类岩石和与其有关的伟晶岩、气成热液矿床及热液矿床中；五是稀土元素由于其原子结构、化学和晶体化学性质相近而经常共生在同一个矿物中，即铈族稀土和钇族稀土元素常共存在一个矿物中，但这类元素并非等量共存，有些矿物以含铈族稀土为主，有些矿物则以钇族为主。

稀散元素在自然界里主要以分散状态赋存在有关的金属矿物中，如闪锌矿一般都富含镉、锗、镓、铟等，个别还含有铊、硒与碲；黄铜矿、黝铜矿和硫砷铜矿经常富含铊、硒及碲，个别的还富含铟与锗；方铅矿也常富含铟、铊、硒及碲；辉钼矿和斑铜矿富含铼，个别的还富含硒；黄铁矿常富含铊、镓、硒、碲等。


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稀土铝导线是我国科学家发现的一种能有效提高铝的导电率等性能指标的方法。稀土元素是铝、镁、锌、铜等有色金属良好的净化剂和变质剂，在冶炼过程中添加千分之几的稀土就可以起到消除有害杂质、细化晶粒和合金化等作用更加显著，不论是铸造铝合金还是加工铝合金，稀土的加入都起到了改善性能的作用。

在铝导线中加入稀土可以明显地提高电线电缆的综合性能；硅是影响电线导电的主要杂质，而我国的电解铝中含硅量又较高，使得我国以前生产的铝导线导电性能常常达不到国际电工委员会的标准，成为长期困扰我国铝导线行业的一大难题。应用稀土处理铝的冶炼，可使铝液中的硅化物从晶界析出，克服了硅的有害影响，明显地改善了导电性能。同时稀土还能细化晶粒，提高了电线电缆的机械性能和加工性能。我国生产的稀土铝合金制成的电线电缆，不但导电性能略高于国际电工委员会的标准，而且比普通的铝导线的强度提高了20％、抗腐蚀性提高了一倍。


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稀土元素由于其具有特殊的化学活性，可广泛的应用于稀土涂料中。目前已发现的稀土在涂料工业中的应用可主要归纳为用作催干剂、稀土固化剂、稀土颜料、稀土保温涂料等。

一、油漆用催干剂

在涂料工业中，传统的催干剂一般是钴、锰、铅、锌、钙等金属的有机酸皂。虽然它们至今仍在涂料中起重要作用，但也存在着诸如催干效果单一、污染严重、价格高等缺陷。

与传统的催干剂相比，稀土催干剂可弥补传统催干剂的不足,并能充分发挥自身的优良特性。稀土催干剂可改善涂料颜色，提高涂膜交联度、硬度和耐溶剂性，能消除铅和钙的污染，克服钴催干剂易引起涂料结皮、涂膜起皱等缺陷，价格价格便宜。特别是我国的钴源奇缺，而稀土资源相当丰富。

国外在上世纪50年代就有稀土催干剂产品上市，其主要组成是铈和锆。我国从上世纪80年代开始，科技工作者陆续研究开发出一系列的稀土油漆催干剂，已成功用于五大类几十个品种的油漆生产上。稀土催干剂通常采用稀土脂肪酸和稀土环烷酸络合物为原料。它们可以部分甚至全部取代传统催干剂中的铅锰锌钙等组分，可明显减少钴的用量，既可制得低铅或无铅油漆，又能简化生产工艺过程。所生产出的油漆颜色浅，附着力强，漆膜鲜亮干实，油漆质量明显提高。

二、涂料用稀土固化剂

稀土磷酸盐(RPO4)和稀土硫酸盐(R2(SO4)3)这两类稀土盐均可用作建筑涂料的新型高效固化剂，特别是用于水玻璃(硅酸钠)无机复配系列建筑涂料中的效果极佳。此外它们还可使涂料的颜色柔和、漆膜透明度提高、机械性能和耐候性大为改进。这是因为经过稀土盐类固化剂复配处理之后的涂层能形成巨大网状分子结构的缘故。

三、稀土蓄光型自发光颜料

传统的发光颜料通常由锌、钙、钡或锶的硫化物、少量助熔剂(如氯化钠)、微量活化剂(如氯化铜)混合并煅烧而制成。近年发现稀土发光颜料有许多优点,其发光亮度比传统发光颜料要高，余辉时间也长十倍，特别是我国稀土资源丰富、价廉、给其研究也带来了有利条件。

我国研制成功稀土蓄光型自发光颜料是一种光致蓄光型发光颜料，是利用特定稀土元素中的5d---4f电子跃迁原理，通过吸收自然光、灯光、紫外光等，贮存能量，在暗处或夜间以可见光的形式释放能量，实现吸光---发光过程的无限重复。分子组成中，在原稀土元素激活Eu的基础上，从敏化和协同的角度出发，添加辅助激活剂，从而形成陷阱能级，使得材料的发光亮度更高，余辉时间更长。而且可作为一种添加剂，均匀分布在各种透明介质中，实现介质的自发光功能，并可显示出本颜料所具有的明亮色彩，呈现良好的低度应急照明、指示标识和装饰美化效果。这种颜料本身无毒、无害，不含任何放射性元素，稳定性和耐候性能优良，吸光和发光的过程可以无限次重复。用这种颜料制成的发光制品在黑暗处能自动发光，呈现出良好的低度光亮，指示标志和装饰美化效果，可以用于制成涂料、油墨、塑料、橡胶等，也可绝对安全应用于日用消费品，如服装、文具、玩具、钟表、开关、标牌、装饰物、工艺品、体育用品。

四、稀土隔热保温涂料

稀土复合保温涂料是继传统保温材料之后的最新保温涂料。稀土保温涂料以矿物无机材料为原料，选择多种助剂以及加入少量稀土元素，不含有机粘结剂。它集保温隔热，防水，防腐于一体以导热系数低，粘结力强，使用厚度小，施工简便等优点．

五、新型抗菌保健纳米生态涂料

主要在基料中加入复合型的金属氧化物银、锌、铜纳米粒子抗菌剂，在填料中加入具有远红外辐射特性的氧化铝、氧化钙、氧化锌纳米粒子，在固化剂中创造性地加入富有光催化作用的二氧化钛及稀土激活物氧化锌，从而使涂料本身具有低成本高性能的涂装特性，同时具有持久的抗菌、杀菌功能，在6小时内杀菌率达到100％、以及空气净化功能，消除有害气体VOC、甲醛等，且长效地产生负氧离子促进人体健康功能等特性，是实现居室生态住宅具有良好的室内外空气质量和较强的生物气候调节功能，满足了人们生活所需的舒适环境，使人、建筑、生态环境之间形成一个良性循环的生态住宅系统。

六、纳米绿色钢化漆

纳米绿色光化漆由稀土改性纳米TiO2光触媒、胶粘剂、固化剂和填料均匀混合而成，具有无毒、无味、消毒、杀菌、可降解有害物质、无污染、性能稳定、储存期长、硬度高、耐擦洗、耐碰撞的性质。纳米绿色钢化漆性能优越，成本低廉，便于工业化生产，并且在生产和施工过程中对环境均没有污染，属于绿色产品，具有很好的经济效益和社会效益。

我国稀土资源丰富,其开发应用前途广阔。稀土在涂料行业中的应用也越来越广泛。


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目前可经济利用的稀土矿物主要是氟碳铈矿、离子吸附型矿、独居石、磷钇矿、黑稀金矿、磷灰石、铈铌钙钛矿等。除中国外，俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、美国、澳大利亚、印度等地也都有较丰富的稀土资源。自 2002 年开始，由于中国和巴西公布的稀土资源数据较以往 有较大的变动，致使美国地调局估计的全球稀土储量由 10000 万 t 调整为 8800 万 t，储量基 础仍保持 15000 万 t(表 1)。世界稀土资源丰富，可长期满足世界的需求。

我国稀土资源分南北两大块。北方以轻稀土资源为主，集中在包头白云鄂博、四川冕宁等地；南方以中重稀土资源为特点，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕 见的离子态赋存于花岗岩风化壳层中。根据最近我国稀土资源套改的数据，我国稀土资源经过多年开采，目前储量为 2074.91 万 t(美国地调局估计为 2700 万 t)，查明资源储量为 8965.05 万 t(美国地调局估计的储量基础 8900 万 t)。据此数据，我国稀土储量仅为世界总储量的23.58%。巴西的独居石资源主要集中于东部沿海，以前估计储量为 28 万 t，2002 年调整为11 万 t，储量基础仍为 31万 t。


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油漆是用途十分广泛的涂料，从桥梁、房屋建筑到各种车辆和机械设备，从家庭门窗、家具到丰富多彩的儿童玩具，都要使用油漆。因为油漆对金属和木材不但有防锈、防潮和防腐等作用，还具有特殊的美化功能。

油漆催干剂是油漆工业中不可缺少的助剂。一般把能加快油漆氧化、聚合而促进干燥成膜的有机酸金属皂称做油漆催干剂。凡是采用不饱和动植物脂肪酸为原料制造的油漆，如果不加入催干剂，油漆的漆膜就很难自然干燥，往往需要数天甚至数月，而加入催干剂则可缩短到几小时，即可干燥成膜。需要加入催干剂的油漆品种有油脂漆、天然树脂漆、沥青漆、酚醛漆、醇酸漆等五大类以及部分氧基、环氧、聚氨脂、改性有机硅等品种。这些品种的油漆约占我国油漆总产量的70%。

稀土是镧、铈、镨、钕、钇等17种金属元素的总称，由于它们具有特殊的化学活性，可用做制造油漆催干剂。油漆制造业传统采用钴／铅系列催干剂，通常还加有锰、锌、钙等多种金属元素。钴和锰能与油漆中的抗氧化物生成沉淀，促进不饱和脂肪酸中的双键自动氧化，使漆膜干燥固化，所以通常把钴和锰作为主催干剂成分；而铅锰锌钙钡等金属离子不能单独起催干剂，但他们可以促进钴和锰的催干作用，被用做助催干剂。钴／铅系列催干剂的主要缺点是，铅有毒并使产品易产生沉淀，而钴价格昂贵，我国资源少，主要依靠进口。钴锰还呈显异色，会影响清漆和浅色漆的色彩质量。特别是铅由于毒性大，会损害人体健康和污染环境，国际上对油漆含铅量都加以严格限制，尤其是用在儿童玩具和家具上的各种油漆。开发少钴无铅催干剂便成为油漆制造业的一个重要课题。人们早就发现，某些稀土有机络合物对油漆具有良好的催干性能，但由于以前稀土价格昂贵而难以采用。我国是世界上稀土资源最丰富的国家，随着稀土科技进步和生产的飞速发展，稀土价格有了大幅度下降，为稀土催干剂的开发应用创造了有利条件。

从80年代开始，我国科技工作者陆续研究开发出一系列的稀土油漆催干剂，已成功用于五大类几十个品种的油漆生产上。稀土催干剂通常采用稀土脂肪酸和稀土环烷酸络合物为原料。它们可以部分甚至全部取代传统催干剂中的铅锰锌钙等组分，可明显减少钴的用量，既可制得低铅或无铅油漆，又能简化生产工艺过程。所生产出的油漆颜色浅，附着力强，漆膜鲜亮干实，油漆质量明显提高，取得了良好的经济和环境效益。

近年来，北京红狮涂料公司还研制开发出完全不含钴和铅的新型稀土复合催干剂，能达到原先多种催干剂一起合用的催干效果，并具有用量少、成本低，颜色浅和漆膜质量好等优点。在避免铅毒的同时，还节省了昂贵的钴，为我国油漆制造业闯出一条新路。目前我国稀土催干剂的年用量3000余吨，应用的各类油漆15-20万吨。得天独厚的稀土资源为我国油漆制造业的发展增添了活力。


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表  稀土金属性质一览表（一）

续表  稀土金属性质一览（二）

稀土金属（rare earth metals）又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪（Sc）、钇（Y）、镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）。它们的原子序数是21（Sc）、39（Y）、57（La）到71（Lu）。

稀土一词是历史遗留下来的名称。稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土；把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外（有的将钪划归稀散元素），划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。

这些稀土元素的发现，从1794年芬兰人加多林（J.Gadolin）分离出钇到1947年美国人马林斯基（J.A.Marinsky）等制得钷，历时150多年。其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。钷是美国人马林斯基、格兰德宁（L.E.Glendenin）和科列尔（C.D.Coryell）用离子交换分离，在铀裂变产物的稀土元素中获得的。过去认为自然界中不存在钷，直到1965年，芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。

大多数稀土金属呈现顺磁性。钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。

稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。

我国拥有丰富的稀土矿产资源，成矿条件优越，堪称得天独厚，探明的储量居世界之首，为发展我国稀土工业提供了坚实的基础。


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轻、重稀土储量在地理分布上呈现出“北轻南重”的特点，即轻稀土主要分布在北方地区，重稀土则主要分布在南方地区，尤其是在南岭地区分布可观的离子吸附型中稀土、重稀土矿，易采、易提取，已成为我国重要的中、重稀土生产基地。此外，在南方地区还有风化壳型和海滨沉积型砂矿，有的富含磷钇矿(重稀土矿物原料)；在赣南一些脉钨矿床(如西华山、荡坪等)伴生磷钇矿、硅铍钇矿、钇萤石、氟碳钙钇矿、褐钇铌矿等重稀土矿物，在钨矿选冶过程中可综合回收，综合利用。

我国稀土矿床大多数与稀有元素共生在一起的，在兴安—内蒙古、东秦岭、黑吉辽胶、华南、康滇等成矿区带均有不同程度的分布。

位于内蒙古成矿区的白云鄂博铁-铌、稀土矿床是一个多期叠加成矿的世界罕见特殊超大型稀土矿床。

分布在北方几条北西西向的岩带，如秦岭区、昆仑-祁连山区的稀有、稀土矿床。矿床类型以伟晶岩型为主，成矿规模较小。

在兴安岭-内蒙古区、阿尔泰区、天山-北山区、昆仑-祁连山区、东秦岭区、华南区、康滇区及黑吉辽胶区都形成许多规模不等的稀有、稀土矿床。

在川西发现大型锂辉石伟晶岩矿床和新疆阿尔泰地区柯鲁木特锂辉石-钠长石伟晶岩矿床。但尚未发现规模较大的稀土矿床。

华南成矿区的许多花岗岩型、气成热液和热液型、伟晶岩型、碱性岩及碱性花岗岩型、火山热液型等稀有、稀土矿床，绝大多数是在燕山期成矿的。此外，四川冕宁牦牛坪稀土矿床经研究属喜马拉雅期成岩成矿的(袁忠信等，1995)。

稀散金属资源的一个显著的特点是，分布的省区和赋存的某些矿床较为集中，被形象地称谓稀散元素“不稀散”。锗有80%以上的储量分在广东、云南、吉林、四川、山西等5省，主要赋存在铅锌矿、铜矿和煤矿中。镓的储量82%集中于山西、河南、广西、贵州，主要伴生在铝土矿床内。铟集中分布在云南、广西、内蒙古、青海等4省区的铅锌矿床和铜多金属矿床中，占全国铟总储量的87%。铼几乎全部伴生于钼矿床中，集中分布在陕西金堆城钼矿、河南栾川钼矿、吉林大黑山钼矿、黑龙江多宝山铜(钼)矿等矿床中，合计占全国铼总储量的近90%。铊的分布更是集中，90%以上的储量富集在云南兰坪金顶铅锌矿床。碲主要伴生在广东大宝山多金属硫化物矿床、江西城门山铜矿床和甘肃金川铜镍矿床，合计占全国碲总储量的94%，但最近在四川石棉县大水沟发现一处独立碲矿床。只有镉、硒分布较分散，镉分布于24个省区，硒分布18个省区，许多矿床伴生镉、硒元素。


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中国的稀土资源主要分布在内蒙、江西、广东、广西、四川、山东等地。20世纪50年代初期发现并探明超大型白云鄂博铁铌稀土矿床，20世纪60年代中期发现江西、广东等地的风化淋积型（离子吸附型）稀土矿床，20世纪70年代初期发现山东微山稀土矿床，20世纪80年代中期发现四川凉山"牦牛坪式"大型稀土矿床等。这些发现和地质勘探成果为中国稀土工业的发展提供了最可靠的资源保证，同时还总结出中国稀土资源具有成矿条件好、分布面广、矿床成因类型多、资源潜力大、有价元素含量高、综合利用价值大等最基本的特点。截止目前为止，地质工作者已在全国三分之二以上的省（区）发现上千处矿床、矿点和矿化产地，除内蒙古的白云鄂博、江西赣南、广东粤北、四川凉山为稀土资源集中分布区外，山东、湖南、广西、云南、贵州、福建、浙江、湖北、河南、山西、辽宁、陕西、新疆等省区亦有稀土矿床发现，但是资源量要比矿化集中富集区少得多。全国稀土资源总量的98%分布在内蒙、江西、广东、四川、山东等地区，形成北、南、东、西的分布格局，并具有北轻南重的分布特点。其中，内蒙古占全国稀土总储量的96%、贵州占1.5%、湖北占1.3%、江西占0.6%、广东占0.4%。


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