沉积型磷酸盐矿床中的稀土元素:解决全球稀土危机(2015年第3期)

发布时间:2015-09-21
 

目前,全球95%以上的稀土均产自中国两类矿床。一类是碳酸岩型矿床,如白云鄂博,它的轻稀土储量约占全球的80%,但是这类矿床却具有较低的重稀土储量。另一类是华南离子吸附粘土型稀土矿床,相对富集重稀土,开采和加工成本非常低,因此尽管它们规模小、品位低,但却主导着重稀土市场。

为满足对重稀土日益增长的需求,人们努力开拓新的、具有经济价值的富重稀土矿床,然而目前情形不容乐观。虽然最近勘探已经确定了许多种富重稀土的矿床,但是由于稀土元素赋存于各种细粒、难冶矿物(难以物理富集选冶和溶解),对它们的开发充满挑战。

一个多世纪之前,人们就已经发现细晶磷灰石具有富集稀土的特征。本次研究表明,美国古生代磷酸盐矿床最富集稀土(但未开采),初步估算,阿肯色州Love Hollow磷块岩中,总重稀土储量几乎是华南离子吸附型稀土矿的两倍,是Bokan Mountain稀土矿的60倍。

由于单个磷酸盐层具有均一的稀土含量,通过美国磷酸盐生产数据,可以估计矿山磷酸盐矿石所含(而非回收)的稀土量。测得的稀土含量表明,按照2014年全球预期需求量换算,美国磷酸盐工业每年开采、选冶和溶解的总稀土资源量可占全球的15%,而总重稀土资源量则超过65%

此次评估表明,美国沉积型磷块岩的重稀土含量和资源量超过了所有已知资源类型。它们所蕴含的稀土完全赋存于细晶磷灰石中,采用目前萃取和生产供给全球磷酸盐的相同工艺流程,即可对其近100%的回收。沉积型磷酸盐的冶选、溶解和生产具有低成本优势,可以生产足够的磷酸盐,并满足全球人口相关领域的需求。