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浅析铝土矿中伴生元素及矿物赋存状态的现代分析技术方法
作者单位：
成都地质调查中心
母体文献：
第七届全国地质与地球化学分析学术报告会论文集
会议名称：
第七届全国地质与地球化学分析学术报告会
会议时间：
会议地点：
主办单位：
中国地质学会
在线出版日期：
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万方数据电子出版社含稀土的矿物质有哪些,举例说明越多越好
陈刚com452
　　稀土就是化学元素周期表中镧系元素——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),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪（Sc）和钇（Y）共17种元素,称为稀土元素（Rare Earth）.简称稀土（RE或R）.　　【稀土的分类】　　1）轻稀土（又称铈组）：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆.　　2）重稀土（又称钇组）：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇.　　铈组与钇组之别,是因为矿物经分离得到的稀土混合物中,常以铈或钇比例多的而得名.　　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).　　[编辑本段]【名称由来】　　17种稀土元素名称的由来及用途　　镧(La) ? ?"镧"这个元素是1839年被命名的,当时有个叫"莫桑德"的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中"隐藏"一词把这种元素取名为"镧". 镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料（兰粉）、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等.她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与"超级钙"的美称.　　在目前已发现的250多种稀土矿物和含稀土元素的矿物,适合现今选冶条件的工业矿物仅有10余种：　　1)含铈族稀土(镧、铈、钕)的矿物：氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钙矿、氟碳钡铈矿和独居石.　　2)富钐及钆的矿物：硅铍钇矿、铌钇矿、黑稀金矿.　　3)含钇族稀土(钇、镝、铒、铥等)的矿物：磷钇矿、氟碳钙钇矿、钇易解石、褐钇铌矿、黑稀金矿.　　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.　　【稀土的赋存状态】　　??稀土元素在地壳中主要以矿物形式存在,其赋存状态主要有三种： ??作为矿物的基本组成元素,稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中,构成矿物的必不可少的成分.这类矿物通常称为稀土矿物,如独居石、氟碳铈矿等. ??作为矿物的杂质元素,以类质同象置换的形式,分散于造岩矿物和稀有金属矿物中,这类矿物可称为含有稀土元素的矿物,如磷灰石、萤石等. ??呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间.这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物.这类状态的稀土元素很容易提取.　　??已经发现的稀土矿物约有250种,但具有工业价值的稀土矿物只有50～60种,目前具有开采价值的只有10种左右,现在用于工业提取稀土元素的矿物主要有四种-氟碳铈矿、独居石矿、磷钇矿和风化壳淋积型矿,前三种矿占西方稀土产量的95%以上.独居石和氟碳铈矿中,轻稀土含量较高.磷钇矿中,重稀土和钇含量较高,但矿源比独居石少. ?　　?世界稀土资源拥有国除中国外,还有俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、美国、澳大利亚、印度、扎伊尔等；主要稀土矿物是氟碳铈矿、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.主要进行开采、选矿生产的国家是中国、美国、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、印度、巴西、马来西亚等. 1998年全世界稀土精矿产量13万余吨（自然吨位）.值得注意的是澳大利亚、印度、南非等拥有稀土资源的国家,在未来五年内,将克服技术障碍,生产高附加值的单一稀土产品.届时世界市场的竞争将更加激烈. 独居石 Monazite ??独居石又名磷铈镧矿.化学成分及性质：(Ce,La,Y,Th)[PO4].成分变化很大.矿物成分中稀土氧化物含量可达50～68％.类质同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4].独居石溶于H3PO4、HClO4、H2SO4中. ??晶体结构及形态：单斜晶系,斜方柱晶类.晶体成板状,晶面常有条纹,有时为柱、锥、粒状. ??物理性质：呈黄褐色、棕色、红色,间或有绿色.半透明至透明.条痕白色或浅红黄色.具有强玻璃光泽.硬度5.0～5.5.性脆.比重4.9～5.5.电磁性中弱.在X射线下发绿光.在阴极射线下不发光. ??生成状态：产在花岗岩及花岗伟晶岩中；稀有金属碳酸岩中；云英岩与石英岩中；云霞正长岩、长霓岩与碱性正长伟晶岩中；阿尔卑斯型脉中；混合岩中；及风化壳与砂矿中. ??用途：主要用来提取稀土元素. ??产地：具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床.最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海.此外,斯里兰卡、马达加斯加、南非、马来西亚、中国、泰国、韩国、朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床. ?　　?独居石的生产近几年呈下降趋势,主要原因是由于矿石中钍元素具有放射性,对环境有害. 氟碳铈矿 （Bastnaesite） ??化学成分性质：(Ce,La)[CO3]F.机械混入物有SiO2、Al2O3、P2O5.氟碳铈矿易溶于稀HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4. ??晶体结构及形态：六方晶系.复三方双锥晶类.晶体呈六方柱状或板状.细粒状集合体. ??物理性质：黄色、红褐色、浅绿或褐色.玻璃光泽、油脂光泽,条痕呈白色、黄色,透明至半透明.硬度4～4.5,性脆,比重4.72～5.12,有时具放射性、具弱磁性.在薄片中透明,在透射光下无色或淡黄色,在阴极射线下不发光. ??　　生成状态：产于稀有金属碳酸岩中；花岗岩及花岗伟晶岩中；与花岗正长岩有关的石英脉中；石英—铁锰碳酸盐岩脉中；砂矿中. ??用途：它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料.铈族元素可用于制作合金,提高金属的弹性、韧性和强度,是制作喷气式飞机、导弹、发动机及耐热机械的重要零件.亦可用作防辐射线的防护外壳等.此外,铈族元素还用于制作各种有色玻璃. ?　　? 目前,已知最大的氟碳铈矿位于中国内蒙古的白云鄂博矿,作为开采铁矿的副产品,它和独居石一道被开采出来,其稀土氧化物平均含量为5～6%.品位最高的工业氟碳铈矿矿床是美国加利福尼亚州的芒廷帕斯矿,这是世界上唯一以开采稀土为主的氟碳铈矿. 磷钇矿（Xenotime） ??化学成分及性质：Y[PO4].成分中Y2O361.4％,P2O538.6％.有钇族稀土元素混入,其中以镱、铒、镝、钆为主.尚有锆、铀、钍等元素代替钇,同时伴随有硅代替磷.一般来说,磷钇矿中铀的含量大于钍.磷钇矿化学性质稳定. ??晶体结构及形态：四方晶系、复四方双锥晶类、呈粒状及块状. ??物理性质：黄色、红褐色,有时呈黄绿色,亦呈棕色或淡褐色.条痕淡褐色.玻璃光泽,油脂光泽.硬度4～5,比重4.4～5.1,具有弱的多色性和放射性.　　??生成状态：主要产于花岗岩、花岗伟晶岩中.亦产于碱性花岗岩以及有关的矿床中.　　在砂矿中亦有产出. ??　　用途：　　稀土冶炼方法 ?　　?稀土冶炼方法有两种,即湿法冶金和火法冶金. ??湿法冶金属化工冶金方式,全流程大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程.现应用较普遍的是有机溶剂萃取法,它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺.　　湿法冶金流程复杂,产品纯度高,该法生产成品应用面广阔. ? ?火法冶金工艺过程简单,生产率较高.稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热还原法制取稀土合金等.火法冶金的共同特点是在高温条件下生产.　　1．稀土精矿的分解 ?　　?稀土精矿中的稀土,一般呈难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形态.必须通过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物,经过溶解、分离、净化、浓缩或灼烧等工序,制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作为产品或分离单一稀土的原料,这样的过程称为稀土精矿分解也称为前处理. ??分解稀土精矿有很多方法,总的来说可分为三类,即酸法、碱法和氯化分解.酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等.碱法分解又分为氢氧化钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等.一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非稀土元素的回收与综合利用、利于劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程.　　目前,虽然已发现有近200种稀散元素矿物,但由于稀少而未富集成具有工业开采的独立矿床,迄今只发现有很少见的独立锗矿、硒矿、碲矿,但矿床规模都不大.　　参考 /view/89624.htm
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1.晶体与非晶体最本质的区别是什么?准晶体是一种什么物态 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。
2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗?为什么?
答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。
3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。
答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别叙述：
a.自限性 晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。
b.均一性 因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。
c.异向性 同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。
d.对称性 晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上
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