一、稀土的理化性質(zhì)

1、缺少硫化物和硫酸鹽（只有極個(gè)別的），這說(shuō)明稀土元素具有親氧性。

2、稀土的硅酸鹽主要是島狀，沒(méi)有層狀、架狀和鏈狀構(gòu)造。

3、部分稀土礦物（特別是復(fù)雜的氧化物及硅酸鹽）呈現(xiàn)非晶質(zhì)狀態(tài)。

4、稀土礦物的分布，在巖漿巖及偉晶巖中以硅酸鹽及氧化物為主，在熱液礦床及風(fēng)化殼礦床中以氟碳酸鹽、磷酸鹽為主。富釔的礦物大部分都賦存在花崗巖類巖石和與其有關(guān)的偉晶巖、氣水熱液礦床中。

5、稀土元素由于其原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)和晶體化學(xué)性質(zhì)相近而經(jīng)常共生在同一個(gè)礦物中，即鈰族稀土和釔族稀土元素常共存在一個(gè)礦物中，但這類元素并非等量共存，有些礦物以含鈰族稀土為主，有些礦物則以釔族為主。

在已發(fā)現(xiàn)的250多種稀土礦物和含稀土元素的礦物，適合現(xiàn)今選冶條件的工業(yè)礦物僅有10余種。

二、稀土礦的種類有哪些

原礦

1、獨(dú)居石

獨(dú)居石（Monazite）又名磷鈰鑭礦。

化學(xué)成分及性質(zhì)：（Ce，La，Y，Th）[PO4]。成分變化很大。礦物成分中稀土氧化物含量可達(dá)50～68%。類質(zhì)同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。獨(dú)居石溶于H3PO4、HClO4、H2SO4中。

晶體結(jié)構(gòu)及形態(tài)：?jiǎn)涡本担狈街ь?。晶體成板狀，晶面常有條紋，有時(shí)為柱、錐、粒狀。

物理性質(zhì)：呈黃褐色、棕色、紅色，間或有綠色。半透明至透明。條痕白色或淺紅黃色。具有強(qiáng)玻璃光澤。硬度5.0～5.5。性脆。比重4.9～5.5。電磁性中弱。在X射線下發(fā)綠光。在陰極射線下不發(fā)光。

生成狀態(tài)：產(chǎn)在花崗巖及花崗偉晶巖中；稀有金屬碳酸巖中；云英巖與石英巖中；云霞正長(zhǎng)巖、長(zhǎng)霓巖與堿性正長(zhǎng)偉晶巖中；阿爾卑斯型脈中；混合巖中；及風(fēng)化殼與砂礦中。

用途：主要用來(lái)提取稀土元素。

產(chǎn)地：具有經(jīng)濟(jì)開(kāi)采價(jià)值的獨(dú)居石主要資源是沖積型或海濱砂礦床。最重要的海濱砂礦床是在澳大利亞沿海、巴西以及印度等沿海。此外，斯里蘭卡、馬達(dá)加斯加、南非、馬來(lái)西亞、中國(guó)、泰國(guó)、韓國(guó)、朝鮮等地都含有獨(dú)居石的重砂礦床。

獨(dú)居石的生產(chǎn)近幾年呈下降趨勢(shì)，主要原因是由于礦石中釷元素具有放射性，對(duì)環(huán)境有害。

2、氟碳鈰礦

化學(xué)成分性質(zhì)：（Ce，La）[CO3]F。機(jī)械混入物有SiO2、Al2O3、P2O5。氟碳鈰礦易溶于稀HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4。

晶體結(jié)構(gòu)及形態(tài)：六方晶系。復(fù)三方雙錐晶類。晶體呈六方柱狀或板狀。細(xì)粒狀集合體。

物理性質(zhì)：黃色、紅褐色、淺綠或褐色。玻璃光澤、油脂光澤，條痕呈白色、黃色，透明至半透明。硬度4～4.5，性脆，比重4.72～5.12，有時(shí)具放射性、具弱磁性。在薄片中透明，在透射光下無(wú)色或淡黃色，在陰極射線下不發(fā)光。

生成狀態(tài)：產(chǎn)于稀有金屬碳酸巖中；花崗巖及花崗偉晶巖中；與花崗正長(zhǎng)巖有關(guān)的石英脈中；石英─鐵錳碳酸鹽巖脈中；砂礦中。

用途：它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。鈰族元素可用于制作合金，提高金屬的彈性、韌性和強(qiáng)度，是制作噴氣式飛機(jī)、導(dǎo)彈、發(fā)動(dòng)機(jī)及耐熱機(jī)械的重要零件。亦可用作防輻射線的防護(hù)外殼等。此外，鈰族元素還用于制作各種有色玻璃。

3、磷釔礦

化學(xué)成分及性質(zhì)：Y[PO4]。成分中Y2O 361.4%，P2O5 38.6%。有釔族稀土元素混入，其中以鐿、鉺、鏑、釓為主。尚有鋯、鈾、釷等元素代替釔，同時(shí)伴隨有硅代替磷。一般來(lái)說(shuō)，磷釔礦中鈾的含量大于釷。磷釔礦化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

晶體結(jié)構(gòu)及形態(tài)：四方晶系、復(fù)四方雙錐晶類、呈粒狀及塊狀。

物理性質(zhì)：黃色、紅褐色，有時(shí)呈黃綠色，亦呈棕色或淡褐色。條痕淡褐色。玻璃光澤，油脂光澤。硬度4～5，比重4.4～5.1，具有弱的多色性和放射性。

生成狀態(tài)：主要產(chǎn)于花崗巖、花崗偉晶巖中。亦產(chǎn)于堿性花崗巖以及有關(guān)的礦床中。在砂礦中亦有產(chǎn)出。

用途：大量富集時(shí)，用作提煉稀土元素的礦物原料。

4、風(fēng)化殼淋積型稀土礦

風(fēng)化殼淋積型稀土礦（Ion absorpt deposit），即離子吸附型稀土礦，是中國(guó)特有的新型稀土礦物。所謂“離子吸附”系稀土元素不以化合物的形式存在，而是呈離子狀態(tài)吸附于粘土礦物中。這些稀土易為強(qiáng)電解質(zhì)交換而轉(zhuǎn)入溶液，不需要破碎、選礦等工藝過(guò)程，而是直接浸取即可獲得混合稀土氧化物。故這類礦的特點(diǎn)是：重稀土元素含量高，經(jīng)濟(jì)含量大，品位低，覆蓋面大，多在丘陵地帶，適于手工和半機(jī)械化開(kāi)采，開(kāi)采和浸取工藝簡(jiǎn)單。

風(fēng)化殼淋積型稀土礦，主要分布在中國(guó)江西、廣東、湖南、廣西、福建等地。

5、鑭釩褐簾石

日本山口大學(xué)、愛(ài)媛大學(xué)和東京大學(xué)的聯(lián)合研究小組發(fā)表一份公報(bào)說(shuō)，他們?cè)谌乜h發(fā)現(xiàn)了一種含有稀土的新品種礦物。稀土在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展高新技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中具有“點(diǎn)石成金”的作用。而新礦物是2011年4月在三重縣伊勢(shì)市的山中發(fā)現(xiàn)的，它是含有稀土鑭和稀有金屬釩的一種特殊褐簾石。2013年3月1日，這種礦物被國(guó)際礦物學(xué)協(xié)會(huì)認(rèn)定為新礦物，并被命名為“鑭釩褐簾石”。

成品

1、碳酸氯化稀土

這是稀土工業(yè)中最主要的兩種初級(jí)產(chǎn)品，一般地說(shuō)，當(dāng)前有兩個(gè)主要工藝生產(chǎn)這兩種產(chǎn)品。

一個(gè)工藝是濃硫酸焙燒工藝，即把稀土精礦與硫酸混合在回轉(zhuǎn)窯中焙燒。經(jīng)過(guò)焙燒的礦用水浸出，則可溶性的稀土硫酸鹽就進(jìn)入水溶液，稱之為浸出液。然后往浸出液中加入碳酸氫銨，則稀土呈碳酸鹽沉淀下來(lái)，過(guò)濾后即得碳酸稀土。

另一種工藝叫燒堿法工藝，簡(jiǎn)稱堿法工藝。一般是將60%的稀土精礦與濃堿液攪勻，在高溫下熔融反應(yīng)，稀土精礦即被分解，稀土變?yōu)闅溲趸⊥?，把堿餅經(jīng)水洗除去鈉鹽和多余的堿，然后把水洗過(guò)的氫氧化稀土再用鹽酸溶解，稀土被溶解為氯化稀土溶液，調(diào)酸度除去雜質(zhì)，過(guò)濾后的氯化稀土溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶即制得固體的氯化稀土。

2、磷礦稀土

自然界的稀土元素除了賦存在各種稀土礦中外，還有相當(dāng)大的一部分與磷灰石和磷塊巖礦共生。由于稀土的離子半徑（0.848～0.106nm）與Ca2 （0.106nm）很接近，稀土以類質(zhì)同象方式賦存于磷礦巖中。世界磷礦總儲(chǔ)量約為1000億噸，稀土平均含量為0.5‰，估計(jì)世界磷礦中伴生的稀土總量為5000萬(wàn)噸。

針對(duì)礦中稀土含量低及其賦存狀態(tài)特殊等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了多種回收工藝研究，可分為濕法和熱法：

濕法中，根據(jù)分解酸不同又可分為硝酸法、鹽酸法、硫酸法。從磷化工過(guò)程回收稀土有多種，均和磷礦加工方式密切相關(guān)。

熱法生產(chǎn)過(guò)程中，稀土主要進(jìn)入硅酸鹽熔渣中，可采用大量鹽酸或硝酸分解浸出，過(guò)濾除去硅石后，再采用TBP等萃取回收稀土，稀土回收率可以達(dá)到60%。

隨著磷礦資源不斷利用，正轉(zhuǎn)向低品質(zhì)磷礦的開(kāi)發(fā)，硫酸濕法磷酸工藝成為磷化工主流方法，對(duì)硫酸濕法磷酸中的稀土進(jìn)行回收已成為研究熱點(diǎn)。在硫酸濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)控制稀土在磷酸中的富集，再采用有機(jī)溶劑萃取提取稀土的工藝比早期開(kāi)發(fā)的方法更具有優(yōu)勢(shì)。

3、混合稀土

由稀土礦中提取出含有鑭、鈰、鐠、釹及少量釤、銪、釓混合的氧化物或氯化物經(jīng)熔鹽電解制出的金屬。稀土總量大于98%，鈰大于48%的輕稀土。在空氣中易氧化為黑色，室溫下能和水反應(yīng)，升溫而加快?？勺龃蚧鹗?、合金添加劑、貯氫材料等。