Минералы РЗЭ, руды и месторождения

Мировые подтвержденные запасы редко-земельных элементов оценивают в 110 млн. т. Россия по запасам редких земель занимает второе место в мире после Китая (21 млн. т).

Общий кларк РЗЭ равен 0.15 – 0.16 %. Кларки индивидуальных РЗЭ находятся в пределах n×10^-4-n×10^-3 %, и только для Tm и Lu они равны 3×10^-5 и 7×10^-5 %. Содержание индивидуальных РЗЭ, % от суммы: Ce - 28, Y - 18, Nd - 16, La - 12, Gd - 6, Sm - 4, Eu - 0.7, Tm - 0.5.

Известно около 120 редкоземельных минералов.

По соотношению цериевых и иттриевых РЗЭ минералы делятся на три группы:

· цериевые с соотношением Сe₂O₃:Y₂O₃>15;

· иттриево-церивые с соотношением Сe₂O₃:Y₂O₃=7÷15;

· иттриевые с соотношением Сe₂O₃:Y₂O₃<7

Элементы цериевой подгруппы изоморфно замещают преимущественно ионы Ca, Sr, Ba и др., иттриевые РЗЭ присутствуют в минералах Zr и Mn, в урановых рудах накапливаются элементы середины ряда. Различия в основности РЗЭ приводят к их дифференциации в основных и кислых горных породах: легкие РЗЭ накапливаются в основных породах, тяжелые – в кислых (основные или базальты, диабазы – от 40 до 55 % SiO₂; кислые или граниты – до 70 % SiO₂). Для РЗЭ характерно также присутствие в минералах других редких элементов – Th, Ti, Nb, Ta, Be.

Ионные руды.В середине-конце 80-х гг Китай завоевал лидирующие позиции на мировом рынке РЗЭ. Это произошло вследствие открытия и переработки так называемых "ионных руд". Этот тип руд встречается только в Китае и образовался в результате уникальных геоклиматических условий. Поверхностные слои лантнидсодержащего гранита под действием субтропического климата (жаркая и влажная погода) претерпевали сильную эрозию. В результате ионы РЗЭ переходили в водную фазу и мигрировали внутрь. Находящиеся в нижних слоях каолиновые глинистые почвы сорбировали ионы лантаноидов. Ионные руды разрабатываются открытыми методами, полученный концентрат обрабатывется 1 М HNO₃, в результате чего получают раствор, пригодный для экстракции.

Промышленное значение имеют 5 минералов: лопарит (Ce,Nd,Ca)(Ti,Nb)O₃, монацит (Ce,La…Th)PO₄, ксенотип (Y,Yb,Dy,Er,Tm)PO₄, бастензит (Се) (Сe,La...)CO₃F и апатит (Ca,Na,Th,Ce)₅(P,Si,Bi,S)₃O₁₂(F,OH,Cl)

Основными источниками РЗМ в России являются:

· лопарит Ловозерского месторождения (Кольский п-ов, Мурманская обл), в настоящее время единственно промышленно освоенное сырье для получения РЗМ;

· апатит Хибинского месторождения (Кольский п-ов, Мурманская обл), при применяемом сернокислотном методе РЗМ не извлекают, перспективна азотнокислая схема переработки апатита;

· монацит из бывшего государственного резерва (г. Красноуфимск, Свердловская обл.), не реализуется, существует государственная программа;

· эвдиалитовые руды Аллуавийского месторождения (Кольский п-ов, Мурманская обл), перспективен как источник РЗМ иттриевой группы, эвдиалит (минерал, относящийся к группе цирконсиликатов) - Na₁₂Ca₆(Fe,Y)₃(Zr,Ti)₃[(Cl,OH)₃|Si₃O₉|Si₉O₂₇]₂

Состав указанных видов сырья приведен в табл. 12, о содержании в этих минералах редкоземельных элементов можно судить по данным табл. 13.

Таблица 12. Ориентировочный состав основных видов редкоземельного сырья России

Таблица 13. Содержание индивидуальных РЗО в различных видах редкоземельного сырья в России