Садржај
- Ретки земаљски елементи нису „ретки“
- Ретке концентрације елемената на Земљи
- Алкално магнетске стијене и магме
- Класификација ретке земљине руде
- Ретки депозити земље
- Преостали депозити ријетких Земљи
- Ретки земаљски елементи у пегматитима
- Остале врсте ретких земљаних депозита
- Прерада минерала за изазове
- Сложена прерада минерала
Карта ретких земљаних елемената: Окрузи ријетких земаљских елемената у Сједињеним Државама углавном су лоцирани на западу. Ова карта приказује локацију потенцијалних производних локација - увећајте карту да бисте видели све локације.
Ретки земаљски елементи нису „ретки“
Неколико геолошких аспеката природне појаве реткоземних елемената снажно утичу на снабдевање сировинама од ретких земљаних елемената. Ови геолошки чиниоци су представљени као изјаве чињеница, након чега слиједи детаљна расправа.
Процењена просечна концентрација реткоземних елемената у земљиној кори, која се креће од око 150 до 220 делова на милион (табела 1), прелази концентрацију многих других метала који се ваде у индустријском обиму, као што је бакар (55 делова по милион) и цинка (70 делова на милион). За разлику од већине комерцијално минираних базних и племенитих метала, међутим, ретки земљани елементи ретко су концентрисани у рудна лежишта.
Ретке концентрације елемената на Земљи
Главне концентрације реткоземних елемената повезане су са необичним врстама магнетских стена, наиме алкалним стијенама и карбонатитима. Потенцијално корисне концентрације минерала који садрже РЕЕ налазе се и у лежиштима плацера, заосталим наслагама формираним од дубоких временских прилика магнетних стена, пегматита, лежишта оксида бакра и злата из гвожђа и морских фосфата (Табела 2).
Табела 1. Процена броја кровних елемената ретких земља.
Алкално магнетске стијене и магме
Алкалне магнетне стијене настају хлађењем магми које су добивене малим степеном делимичног топљења стена у плашту Земље. Формирање алкалних стена сложено је и није у потпуности разумљиво, али се може сматрати геолошким процесом који вади и концентрише оне елементе који се не уклапају у структуру уобичајених минерала који формирају стене.
Настале алкалне магме су ретке и необично обогаћене елементима попут цирконијума, ниобија, стронцијума, баријума, литијума и реткоземних елемената. Када се те магме попну у земљину кориту, њихов хемијски састав претрпиће додатне промене као одговор на разлике у притиску, температури и саставу околних стена. Резултат је запањујућа разноликост врста стена које су променљиво обогаћене економским елементима, укључујући ретко земаљске елементе. Депозити минерала повезани са овим стијенама такође су прилично разноврсни и незгодни за класификацију, тако да карактеристичне карактеристике тих лежишта и њихова реткост могу резултирати класификацијама које имају само један или неколико познатих примера.
Геолошка карта ретких елемената Земље: Генерализована геолошка карта већег дела области ријетких земаљских елемената Моунтаин Пасс, јужна Калифорнија. Приказана је само репрезентативна мањина од стотине насипа шоккинита, сијенита и карбонатита. Широко распрострањени андезитни и ритолитски насипи, мезозојског или терцијарног доба, нису приказани. Из УСГС-овог извештаја о отвореним списима 2005-1219. Увећај мапу.
Класификација ретке земљине руде
Класификација руда везаних за алкалне стијене је такође контроверзна. Табела 2 приказује релативно једноставну класификацију која слиједи аналогне категорије за депозите који се односе на неалкалне магнетне стијене. Неке необичније алкалне стијене које садрже или су повезане са РЕЕ рудама су карбонатит и фоскорит, магматске стијене састављене углавном од карбонатних и фосфатних минерала. Карбонатити, а посебно фосцорити, релативно су ретки, јер у свету постоји само 527 карбонатита (Вооллеи и Кјарсгаард, 2008). Економске концентрације минерала који садрже РЕЕ јављају се у неким алкалним стијенама, скарнама и наслагама које замјењују карбонат повезане са алкалним упадима, венама и насипима који сијеку алкалне магматске комплексе и околне стијене, те на тлима и осталим производима алкалних стијена.
РЕЕ периодична табела: Ретки земаљски елементи су 15 елемената из серије лантанида, плус итријум. Скандија се налази у већини ретких лежишта земљаних елемената и понекад се класификује као ретко земљани елемент. Имаге би
Ретки депозити земље
Издржавање свих врста стена даје седименте који се таложе у најразличитијим срединама, као што су потоци и реке, обале, алувијални вентилатори и делте. Процес ерозије концентрише гушће минерале, посебно злато, у депозите познате као постељице. У зависности од извора продуката ерозије, одређени минерали који носе ретке земље, попут моназита и ксенота, могу да се концентришу заједно са другим тешким минералима.
Извор не мора бити алкална магнетска стена или сродна талога ретке земље. Многе уобичајене магматске, метаморфне, па чак и старије седиментне стијене садрже довољно моназита да настане мостозитски носач. Као резултат, моназит се готово увек налази у било ком лежишту. Међутим, типови посуда са највећом концентрацијом моназита су обично илменит-тешки минерални плаценти, који су минирани због пигмената титанијум-оксида, и касетитерски расипачи, који се ваде за калај.
Ретко земљано лежиште Ирон Хилл: Поглед са северозапада на Ирон Хилл, округ Гуннисон, Цолорадо. Ирон Хилл је формиран од масивне залихе карбонатита који формира центар алкално интрузивног комплекса. У овом комплексу се налазе многи минерални ресурси, укључујући титанијум, ниобијум, ретко земљани елементи и торијум. УСГС Имаге.
Преостали депозити ријетких Земљи
У тропским срединама, стене су дубоко истрошене да формирају јединствени профил тла који се састоји од латеита, тла богатог гвожђем и алуминијумом, дебљине чак неколико десетина метара. Процеси формирања тла обично концентрирају тешке минерале као заостале наслаге, што резултира обогаћеним слојем метала преко доњег, непокривеног корита.
Када се реткоземно лежиште подвргне таквим временским условима, оно се може обогатити елементима ретке земље у концентрацијама од економског интереса. Посебна врста лежишта РЕЕ, врста апсорпције јона, настаје испирањем реткоземних елемената из наизглед уобичајених магнетских стена и причвршћивањем елемената на глину у земљишту. Ова лежишта су позната само у јужној Кини и Казахстану и њихово формирање се слабо разуме.
Ретки земаљски елементи у пегматитима
Међу пегматитима, група јако грубо зрнатих интрузивних стена, породица ниобија-итријум-флуор, садржи велики број подтипова формираних у различитим геолошким окружењима. Ови подтипови су по саставу гранитни и обично се налазе периферно до великих гранитних упада. Међутим, генерално, пегматити који носе ретке Земље углавном су мали и имају економски интерес само за сакупљаче минерала.
Остале врсте ретких земљаних депозита
Бакарно-златно лежиште гвожђе-оксида препознато је као посебан тип лежишта тек од открића џиновског лежишта олимпијских брана у Јужној Аустралији 1980-их. Олимпијско лежиште на брани је необично по томе што садржи велике количине ретких земљаних елемената и уранијума. Још није пронађена економска метода за обнављање ријеткоземних елемената из тих лежишта. Многа друга лежишта ове врсте су идентификована широм света, али информације о њиховом садржају ретких земаљских елемената углавном недостају. Количина елемената ретких земља у траговима такође је идентификована у заменама магнетит-апатита.
Кршки боксити, тла богата алуминијумом који се у Црној Гори и другдје накупљају у кавернозном кречњаку (испод кршке топографије), обогаћени су ријетким земаљским елементима, али резултирајуће концентрације нису од економског интереса (Максимовић и Панто, 1996). Исто се може рећи за морске фосфатне наслаге, које могу да садрже чак 0,1 процената РЕЕ оксида (Алтсцхулер и други, 1966). Као резултат тога, истражено је опоравак реткоземних елемената као нуспроизвода производње фосфатних ђубрива.
Прерада минерала за изазове
У многим лежиштима базних и племенитих метала, екстраховани метали су високо концентрисани у једној минералној фази, као што су бакар у халкопириту (ЦуФеС2) или цинк у сфалериту (ЗнС). Одвајање једне минералне фазе од стене релативно је лак задатак. Крајњи производ је концентрат који се обично шаље у топионицу ради коначне екстракције и рафинирања метала. Цинк, на пример, скоро у целости се добија из минералног сфалерита, тако да је глобална индустрија топљења и рафинирања цинка развила високо специјализовани третман овог минерала. Дакле, производња цинка има изражену трошковну предност јер се користи јединствена технологија, а развој новог копа цинка је углавном конвенционалан процес.
Садашња пракса прераде минерала може бити узастопно одвајање више минералних фаза, али то није увек исплативо. Када се елементи интереса пронађу у две или више минералних фаза, а свака од њих захтева другачију технологију екстракције, прерада минерала је релативно скупа. Многа лежишта ретких земља садрже две или више фаза ношења ретких земљаних елемената. Због тога, наслаге ретких земља у којима су реткоземни елементи углавном концентрисани у једној минералној фази имају конкурентску предност.До данас, производња РЕЕ у великој мери потиче из једнофазних лежишта, као што су Баиан Обо (бастнасите), Моунтаин Пасс (бастнасите) и тешки минерали (моназит).
Сложена прерада минерала
Једном раздвојени минерали који носе ретке земаљске елементе садрже чак 14 појединачних ретких земљаних елемената (лантаниди и итријум) који се морају даље раздвојити и рафинирати. Сложеност вађења и рафинирања реткоземних елемената илуструје металуршки ток за рудник Моунтаин Пасс у Калифорнији (слика 2). За разлику од металних сулфида, који су хемијски једноставна једињења, минерали који садрже РЕЕ су прилично сложени. Руде базних метала, као што су сфалерит (ЗнС), обично су топљене да сагоревају сумпор и одвојене нечистоће од растаљеног метала. Добијени метал се електролизом даље рафинира до скоро чистоће. С друге стране, ретки земљани елементи се обично извлаче и рафинирају кроз десетине хемијских процеса да би се одвојили различити ретки земљани елементи и уклонили нечистоће.
Главна штетна нечистоћа у минералима који садрже РЕЕ је торијум, који рудама даје нежељену радиоактивност. Будући да је радиоактивне материјале тешко рудити и сигурно руковати, они су јако регулирани. Када се производи радиоактивни отпадни отпад, морају се користити посебне методе одлагања. Трошкови руковања и одлагања радиоактивног материјала су озбиљна сметња економском вађењу минерала радиоактивних РЕЕ, посебно моназита, који обично садржи значајне количине торијума. У ствари, увођење строжих прописа о употреби радиоактивних минерала избацило је током осамдесетих много извора моназита са тржишта ретких земаљских елемената.
Комплексна металургија реткоземних елемената сложена је чињеницом да ниједна РЕЕ руда заиста није слична. Као резултат тога, не постоји стандардни поступак за вађење минерала који садрже РЕЕ и њихово рафинирање у ретка земља. Да би се развили нови рудни елементи рудника, руде се морају опсежно тестирати коришћењем разних познатих метода вађења и јединственог низа корака оптимизованог корака прераде. У поређењу с новим рудником цинка, развој процеса за ретке земаљске елементе кошта знатно више времена и новца.