贵州织金磷矿床中离子吸附型稀土的存在及初步定量

近年来研究表明贵州织金磷块岩矿床中伴生丰富的稀土主要以类质同象形式存在,其主要依据为稀土总量与磷含量的正相关性,而对独立稀土矿物与离子吸附型稀土两种赋存状态的认识目前仍然不清楚。本文通过利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)稀土元素全分析、磷钼酸喹啉重量法磷分析、岩矿鉴定与实验室选矿试验等方法对该矿床中伴生稀土的赋存规律进行了研究。岩矿鉴定表明矿石中主要矿物成分为胶磷矿并含少量黏土矿物,但未发现独立的稀土矿物;磷与稀土全分析显示稀土总量及各分量都与磷含量呈正相关,从而验证并进一步表明了稀土主要以类质同象形式存在于胶磷矿中。通过研究原矿经选别后稀土与磷在精矿、尾矿和选液(尾矿水)中的分配对比及两者的含量关系来探讨稀土的赋存规律,结果显示磷仅分配于精矿和尾矿中未发生损失,而11.98%的稀土在强电解质硫酸盐的作用下从原矿中解离出来进入了选液,推断这部分稀土在原矿中未进入矿物晶格,而是呈离子态吸附于矿物表面,初步认为漫长时限与潮湿条件下的充分风化作用以及胶磷矿与黏土矿物所充当的吸附载体发挥了作用,表明织金磷矿中稀土总量的11.98%以离子吸附状态存在。综合各分析结果,织金磷矿伴生稀土各赋存状态中类质同象占主导,未发现独立稀土矿物,而离子吸附型稀土占一定的比例,故将稀土的离子吸附形式列为仅次于类质同象的第二大赋存状态。     

贵州省织金县打麻厂矿区含稀土磷矿中稀土元素赋存规律

为了定量查明贵州省织金县打麻厂矿区含稀土磷矿中稀土元素赋存规律,选取矿区具有充分代表性的样品,采用化学分析、ICP-MS分析、MLA分析、显微镜分析、单矿物分析、能谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析等多种分析测试手段对样品进行分析检测。结果表明,矿区钇、镧、铈、钕4种稀土氧化物占稀土氧化物总量的82.97%,为高钇轻稀土。87.015%的稀土赋存在胶磷矿中,赋存在白云石、石英等硅质矿物、粘土类矿物、黄铁矿等矿物中的稀土分别占稀土总量的8.478%、2.604%、1.365%、0.367%。首次发现独立矿物磷铝铈矿和含稀土矿物磷铝锶石,以独立矿物形式存在的稀土仅占稀土总量的0.1047%,赋存在磷铝锶石中的稀土占稀土总量的0.0646%。赋存在胶磷矿和白云石中的磷的比例明显高于稀土,而赋存在石英等硅质矿物、粘土类矿物、黄铁矿、稀土独立矿物以及磷铝锶石中的稀土则显著高于磷。磷与稀土含量的相关系数R=0.9095,呈正相关关系。     

磷矿综合利用研究

自然界中部分磷矿床,尤其是氟磷灰石矿床伴生大量稀土。贵州织金新华含稀土磷矿床就是非常具有工业价值的集磷矿产与稀土矿产于一体的超大型综合矿床。由于稀土离子与钙离子性质很相近,稀土主要以类质同象方式赋存于磷酸盐矿物中,因此分选富集磷矿时,稀土也富集到磷精矿中,具有很大的回收价值。为此针对贵州织金含稀土磷矿开发利用的需要,用织金磷矿浮选精矿为原料,模拟传统的二水法工艺制磷酸过程,并研究改善稀土溶解性能的方法,回收稀土元素及磷元素。     

贵州织金含稀土磷矿床稀土元素赋存状态研究

利用等离子质谱仪ICP-MS、扫描电镜配合能谱分析、电子探针分析方法,研究了贵州织金含磷岩系剖面稀土含量变化。结果表明,剖面上稀土含量与磷灰石含量变化呈正相关关系,说明稀土主要赋存于磷灰石矿物中;利用扫描电镜、电子探针分析方法对生物碎屑、白云石和胶磷矿进行单矿物微量元素分析研究表明,胶磷矿中稀土含量最高,生物碎屑和白云石稀土含量较低,说明织金含稀土磷矿床稀土元素赋存状态是以类质同象的形式存在于胶磷矿中;利用稀土元素化学物相分析研究同样表明只有少量的稀土元素被磷块岩中粘土矿物所吸附,大量的稀土元素以类质同相形式存在于胶磷矿中。     

云南安宁磷矿中稀土元素分布规律和赋存状态研究

磷矿伴生稀土元素是获取稀土资源的重要途径。我国磷块岩型稀土矿分布广,稀土含量高,具有综合回收价值,是仅次于独立稀土矿床的伴生稀土资源。本文主要研究云南安宁磷矿中稀土元素分布规律和赋存状态,并比较了磷矿石中稀土元素总量与磷含量的关系,结果表明磷矿石中稀土氧化物总量为72×10^-6～1 050×10^-6,与磷含量呈一定的正相关关系。另外通过光学显微镜及电子显微镜观察发现,安宁磷矿中缺乏独立的稀土矿物,只在部分海绿石中找到了独立的稀土矿物(可能为独居石和褐帘石)。LA-ICP-MS分析结果表明,胶磷矿单矿物稀土元素含量在770×10^-6～920×10^-6之间,而白云石单矿物稀土元素含量均低于34×10^-6,石英单矿物的稀土元素平均含量为180×10^-6。由于部分独立的稀土矿物的存在,海绿石矿物中稀土元素总量可高达2 947.27×10^-6～3 159.87×10^-6。综合分析结果表明,安宁磷矿中稀土元素主要以类质同像的...     

贵州铜仁坝黄磷矿中铀赋存状态的逐级化学提取研究

贵州铜仁坝黄磷块岩矿床富集放射性元素铀,利用逐级化学提取分析方法对该地区黄磷矿中铀的赋存状态进行探究,有助于进一步探讨磷块岩型铀矿的分布规律、成矿机理及铀资源的综合开发。本文采用经修改的Tessier法流程,提取了水溶态、可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质黄铁矿态、强酸提取态和残渣态等七种不同形态的铀。研究发现:黄磷矿中的铀主要以独立铀矿物和类质同象置换的形式存在,分别占37.83%、37.21%,少量铀(占24.96%)以分散吸附形式存在。分析表明:独立铀矿物在富磷、黄铁矿脉和镜面擦痕发育的岩层中含量较高,说明热液活动有利于独立矿物形式铀的富集;类质同象铀与黄磷矿中的磷含量呈正相关关系,铀元素可能是以离子置换的方式赋存于胶磷矿的晶格缺陷中;吸附形态铀的含量受到岩石中黏土矿物含量和黄铁矿脉的影响,有机质黄铁矿态是吸附形态铀存在的主要方式,少量铀通过扩散作用吸附于黏土矿物表面。除类质同象铀因其存在形式不易被提取利用外,独立铀矿物及吸附形态铀对于未来优化资源配置具有现实意义。     

贵州织金低磷层磷矿稀土赋存状态与磷矿浮选工艺研究

对贵州省织金地区低磷层磷块岩型稀土矿石进行XRF、ICP、SEM/EDS、FIB-SEM分析。矿石中P2O5含量为9.97%、稀土总量为899.52μg/g,稀土以钇和镧、铈、钕为主。稀土元素赋存状态研究表明,稀土元素以类质同象形式赋存在胶磷矿中。采用浮选机反浮选方法进行选矿工艺研究。实验筛选出NECP6号为捕收剂,对捕收剂种类、用量、磨矿时间、硫酸用量和磷酸用量等浮选工艺条件进行了实验研究,结果表明:当NECP6号捕收剂用量为2.8 kg/t,磨矿时间25 min,硫酸用量为6.5 kg/t,磷酸用量为24 kg/t,浮选5 min情况下浮选效果最好,实验样品经一粗一精选别,精矿品位从原矿品位10.64%提升到20.58%,回收率81.30%,尾矿品位降至3.69%,浮选效果较好。     

川滇黔相邻区古陆相沉积型稀土的发现及意义

文章报道了一种在川滇黔相邻区新发现的古陆相沉积型稀土矿床。稀土矿体赋存在二叠系峨眉山玄武岩之上,上二叠统宣威组底部,含矿建造为一套以高岭石及伊利石为主的黏土岩建造,分布广泛,连续性好,稀土氧化物TREO平均品位0.39%,最高可达1.60%。岩相古地理条件及地球化学特征显示,稀土元素源自西侧剥蚀区,经搬运-沉积-改造后富集;赋存状态方面,古陆相沉积型稀土除独立矿物态（<1%）,类质同象态（<1%）和离子吸附态（0.02%~24%）外,75%以上的稀土元素以纳米矿物颗粒的形态被“束缚”在黏土矿物层状结构中;稀土元素配分曲线图显示其高价值关键稀土元素镨、钕、铽、镝占比累计达23.34%;通过短流程的选冶一体化工艺技术,全元素稀土浸出率达到90%以上,综合回收率达80%以上。这一新类型稀土资源具有极大的开发利用前景,有望成为中国新的关键稀土元素来源。     

贵州织金磷矿稀土富集机制、赋存状态及可利用性

巨量的海相沉积磷矿不仅是磷的主要来源,而且还因其中大部分富含稀土元素而成为潜在的稀土资源。为更好地理解这类稀土的成矿规律、赋存状态和开发利用前景,本文利用XRD、SEM、LA-ICP-MS和TEM等分析手段,对贵州织金富稀土磷块岩进行研究。结果表明,稀土元素主要通过扩散作用从海水及孔隙水富集于纳米级磷灰石中。低沉积速率和纳米级磷灰石较大的比表面积均有利于稀土成矿;磷矿后期经历了低温还原性富F热液流体改造,改变了稀土元素的分布特征和配分模式,但这并非稀土富集主要原因;TEM分析显示,稀土元素主要以类质同象形式赋存于磷灰石晶格之中;稀土元素在磷灰石中晶格尺度赋存特点决定了只能对磷灰石进行分解破坏的提取方式。使用酸浸法将稀土元素作为伴生资源提取,是一种有效途径。     

贵州织金新华磷矿床首次发现独立的稀土矿物

产于晚震旦世和早寒武世的不少海相沉积磷矿床富含碘、稀土、钒、镍、钼等可综合利用的元素。贵州早寒武世梅树村组早期的沉积磷块岩以富含稀土元素为特征,查明其中稀土元素的赋存状态有重要的理论和实际意义。不少研究认为稀土元素主要是赋存于胶磷矿中,但由于缺少有力的实验证据,对于稀土元素在胶磷矿中的具体存在形式,仅从理论上推测稀土元素是以类质同象的形式存在。最近,我们利用电子探针对贵州织金新华磷矿稀土元素赋存状态进行研究,在胶磷矿中发现了独立的稀土矿物———方铈矿。织金新华磷矿产于早寒武世梅树村及筇竹寺阶底部含磷岩…     

中国西南地区大面积稀土异常区稀土来源

中国贵州、云南和广西交界处存在大面积以宣威地区为中心的土壤稀土元素地球化学异常,为了探究该地区土壤稀土元素来源,本研究采集了宣威地区土壤(红土)和岩石(玄武岩、白云岩、灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、凝灰岩和页岩)样品,分析了稀土元素、微量元素、pH值和有机质组成。结果显示:土壤稀土元素含量均在大陆上地壳的2倍左右,玄武岩稀土元素含量与上覆土壤一致,但沉积岩(白云岩、石灰岩和砂岩)稀土元素含量远低于上覆土壤。土壤稀土元素与基性岩中富集的元素Co、Ni、Cu、Zn和Au等具有极好的相关性(相关系数r0.7),但与pH值(r=0.33)和有机质含量(r=0.20)无明显相关关系。玄武岩与其上覆土壤之间的稀土配分模式具有高度的一致性,而沉积岩与其上覆土壤之间的稀土配分模式差异较大,且所有土壤中位值的稀土配分模式与玄武岩的极其相似。宣威地区处于既有玄武岩又有海相沉积岩出露的区域,玄武岩可能是该地区土壤稀土元素的主要来源。     

贵州织金磷块岩型稀土矿含矿岩系REE地球化学特征与稀土富集

贵州织金下寒武统戈仲武组(?1gz)磷矿富集大量稀土,但是磷块岩中REE富集机制问题尚不清楚。本文对贵州织金不同稀土含量区间(262×10~(-6)、262×10~(-6)～527×10~(-6)、527×10~(-6)～761×10~(-6)、761×10~(-6))的磷块岩的研究表明,磷块岩的稀土配分均显示出Ce负异常、Eu无明显异常、MREE富集以及富集重稀土元素Y的特征。(La/Sm)N-δCe及δPr-δCe图解显示织金磷块岩Ce异常为真实的Ce异常,代表磷块岩形成在氧化环境。但当时海水的氧化环境并不是控制MREE富集的决定因素。(La/Sm)N-SmN、(Gd/Yb)N-YbN散点图显示MREE富集是稀土在富集过程中稀土发生分异的结果。(Dy/Sm)N-δEu散点图以及Eu无明显异常说明织金磷块岩形成过程中可能无热水作用的参与。地史时期"老磷块岩"普遍存在重稀土亏损的特征。     

中国磷块岩型稀土矿资源前景分析

磷块岩中通常伴生有稀土元素富集,是一种潜在、具有很高开发利用价值的稀土资源。我国磷块岩型稀土矿分布广、稀土含量高、具有综合回收价值,是仅次于独立稀土矿床的伴生稀土资源。通过统计全球及中国磷矿时空分布规律,总结中国典型磷块岩型稀土矿床的矿床成因、地质背景、沉积环境、岩石组合、REE地球化学特征。在此基础上,结合P_2O_5与ΣREE、δCe、δEu、MREE/ΣREE和MREE/LREE在各时代之间的对比及耦合关系,讨论各时代稀土配分模式,讨论磷块岩中稀土富集机制与控制因素问题,讨论中国典型磷块岩型稀土矿资源储量。同时总结国内对磷块岩中稀土高效、环保的提取技术,对工业化开发利用磷块岩中稀土资源具有良好的可行性。因此,从磷矿中提炼稀土资源可以获得很好的社会价值和经济效益,能有效缓解我国南方离子吸附型稀土开采带来的环境污染、生态破坏,为日益枯竭稀土资源提供新的资源途径。     

牦牛坪稀土矿床成矿作用浅析

牦牛坪稀土矿受哈哈断裂带控制,呈带状分布,由大脉状、平行脉状、网脉状的稀土矿脉穿插贯通,与周围交互的碱长花岗岩、英碱正长岩、流纹岩、云煌岩等围岩构成地质体。霓石英碱正长岩是稀土成矿的物质基础和富集体,由它演化生成的碱性基性岩脉和方解石碳酸岩脉均为矿(化)脉,代表了先后两次热液成矿高潮;含霓石碱性花岗斑岩的生成,宣告了大规模稀土成矿作用结束。本文通过分析控矿地质因素、成矿物质来源、成矿温压、成矿时代,探讨其矿床成因,总结了成矿模式。。     

闽浙沿海岸泥质沉积物的稀土元素地球化学特征

对位于闽浙沿海岸泥质区北部的DD2孔沉积物采用激光粒度仪进行了粒度分析,采用ICP-MS进行了稀土元素质量分数测定,分析了该孔稀土元素质量分数与粒度的关系,讨论了稀土元素组成及分馏特征,并与长江、黄河沉积物进行了对比.分析表明,该孔沉积物的w(HREE)、w(LREE)均明显高于长江和黄河沉积物,并随粒度变细而增大,其中Ce的富集造成DD2孔相对更富LREE;[w(La)/w(Lu)]N、[w(La)/w(Yb)]N、[w(Gd)/w(Yb)]N的变化相对较小,且这3个参数的值略小于黄河沉积物的值,而远小于长江沉积物的值,但[w(La)/w(Sm)]N的变化大,且与长江沉积物的值更为接近.这说明该孔沉积物轻重稀土元素分馏、HREE之间的分馏均要弱于长江、黄河沉积物,特别是HREE间的分馏程度,DD2孔要弱得多;而LREE间的分馏程度,DD2孔总体上要比长江和黄河沉积物显著.DD2孔沉积物的δ(Ce)和δ(Eu)平均值分别约为0.92和0.66,即Ce为弱亏损,而Eu异常明显.黄河改道前后该区沉积物的稀土元素地球化学特征无明显变化;从稀土元素组成特征上也难以识别出其物质来源是长江还是黄河,产生这种现象的主要原因是黄河和长江沉积物REE的组成及其特征差别不大以及粒度的控制规律,其中[w(La)/w(Lu)]N、[w(La)/w(Yb)]N随粒径减小呈现出变小的趋势.     

四川冕宁木落寨稀土矿床稀土矿化与围岩特征

木落寨矿床是冕宁—德昌稀土元素(REE)矿带内的主要稀土矿床,位于矿带北段,雅砻江断裂以西。该稀土矿床的形成与正长岩-碳酸岩杂岩体密切相关。与冕宁—德昌REE矿带中其它矿床例如牦牛坪、大陆槽矿床不同的是,牦牛坪和大陆槽矿床的围岩主要是石英闪长岩,而木落寨REE矿床中围岩较复杂,主要有大理岩、绿片岩、碱性花岗岩等。已有研究表明石英闪长岩并不是牦牛坪和大陆槽矿床稀土元素的主要来源,对木落寨矿床来说,围岩对成矿的作用还需进一步研究。采用ICP-MS与XRF,对大理岩和绿片岩这两种主要的围岩进行主微量元素分析,全岩稀土配分曲线显示轻稀土亏损(大理岩3×10~(–6)~20×10~(–6),绿片岩62×10~(–6)~74×10~(–6)),重稀土平坦,总稀土含量低(大理岩4×10~(–6)~21×10~(–6),绿片岩86×10~(–6)~97×10~(–6)),与本次研究的木落寨正长岩中稀土含量(592×10~(–6)~2 026×10~(–6))和以往研究的冕宁—德昌成矿带其他三个矿床的碳酸岩-正长岩杂岩体中稀土含量(碳酸岩2 470×10~(–6)~40 807×10~(–6),正长岩630×10~(–6)~3 233×10~(–6))相比,大理岩和绿片岩中稀土元素含量过低,显示在稀土物质来源上,这两种围岩可能对成矿贡献不大,根据剖面展示,矿体大部分出现在正长岩裂隙中,极少部分出现在正长岩和大理岩接触面中,大理岩可能提供碳酸根离子,促进交代和成矿作用的进行。木落寨矿石类型主要是细脉浸染型,少量为条带型。通过手标本、镜下和BSE图像观察,脉石矿物主要有萤石+方解石+重晶石+石膏+黄铁矿+方铅矿+石英+金云母等,矿石矿物为氟碳铈矿,氟碳铈矿叠加在已形成的脉石矿物之上,显示矿床主要形成于热液阶段最晚期。     

贵州织金新华含稀土磷矿床稀土元素地球化学及生物成矿基本特征

对贵州织金新华含稀土磷矿床进行的稀土元素及微量元素分析结果表明，磷块岩中普遍富集稀土元素，稀土总量∑REE较高，并富集Y元素及La，Nd等轻稀土元素。LREE／HREE比值较高。含稀土磷块岩普遍具Ce负异常，显示其对源区的继承性。指示成磷环境处于氧化程度相对较高状态。稀土元素球粒陨石标准化模式曲线、北美页岩标准化模式曲线、Ce元素异常、LREE／HREE比值、微量元素特征及岩石矿物特征表明，织金新华含稀土磷矿床具以正常海相生物-化学沉积等为主伴有海相热水沉积混合成因的特征。在磷矿成矿过程中沉积物沉积时，活体生物及死亡残骸不同程度地摄取和富集了La，Nd，Ce等稀土元素、Y元素及其他微量元素，沉积在含磷层位，构成大量的含稀土、含生物碎屑白云质磷块岩。