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。     

贵州普安矿区20号煤中锂的赋存状态及逐级化学提取实验研究

锂(Li)是一种重要的金属能源,近年来全球锂的需求持续增长。我国煤伴生型锂矿床的发现证明煤矿可能成为锂资源的潜在来源。以贵州普安矿区20号煤为研究对象,采用工业分析、镜下鉴定、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、激光剥蚀?电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)等方法,分析原煤及浮沉实验获得的密度分级试样的基本性质、矿物组成、元素组成及煤中Li的赋存特征。结果表明,原煤中Li含量达134.09 μg/g,在6个密度级样品中,Li含量随煤样密度级的增加而增加(>1.8 g/cm3密度级样品中Li含量最高为212 μg/g),重力分选可使煤中Li得到一定程度的预富集。原煤主要矿物组分包括黏土矿物、黄铁矿、方解石、石英等,基于Li与Al、Si等的相关性以及矿物微区元素含量(LA-ICP-MS)等分析,推测Li可能主要以吸附态赋存于黏土矿物中。逐级化学提取实验结果表明,煤中Li的赋存特征为水溶态(20.96%)、离子交换态(32.90%)、硅酸盐/铝硅酸盐态(22.80%)、碳酸盐/磷酸盐态(10.81%)、二硫化物态(3.92%)和残渣/有机态(2.58%),说明通过离子交换法可以从煤矸石中回收Li。该研究结果为下一步分离提取煤中Li提供了一定理论指导。      

新疆某地浸砂岩型铀矿中铀赋存形态的研究

以新疆某地浸砂岩型铀矿为研究对象,参考Tessier逐级化学提取方法,对10件矿芯试样进行铀赋存形态的研究。将铀赋存形态分为可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物及有机物结合态和残渣态,其中前4种形态铀为活性铀,残渣态铀为惰性铀。研究结果显示,无论是试样间还是同一试样内,铀的形态分布特征都存在明显的差异。各形态铀的含量(平均值)占总量铀的比例为:残渣态(37.75%,RSD为1.80%)>碳酸盐结合态(20.56%,RSD为2.72%)>可交换离子态(15.51%,RSD为1.85%)>硫化物及有机物结合态(14.26%,RSD为2.08%)>铁锰氧化物结合态(11.91%,RSD为1.75%),表明残渣态铀是砂岩型铀矿石中铀的重要赋存形式。针对目前酸法地浸工艺,活性铀是可被浸出的部分,而惰性铀对资源回收是无效的,对于残渣态铀所占比例较高的铀矿石,铀的浸出值较低,在地浸过程中依靠提高溶浸剂的酸度和增加氧化剂对提高浸出率是无益的。     

鄂尔多斯盆地HJQ地区砂岩型铀矿铀赋存状态研究

砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。通过电子探针、α径迹蚀刻、逐级化学提取等方法的联合应用,对鄂尔多斯盆地HJQ砂岩型铀矿铀的赋存状态进行研究。结果表明,该地区铀矿物以铀石为主,还有极少量的钍铀石和钛铀矿,这些矿物主要是以微粒吸附形式存在(1~5 μm),部分呈较大铀石微粒集合体形式存在的铀矿物颗粒主要存在于黄铁矿、绿泥石、 方解石及有机质的裂隙中,还有少数存在于石英、褐铁矿、云母等矿物的裂隙之中。逐级化学提取实验进一步证实,铀矿物占很大比例,约为50%。分散吸附态的铀约占50%。在分散吸附态的铀中又以黄铁矿和有机质吸附为主,其他矿物吸附的铀在分散吸附的铀中约占5%。     

鄂尔多斯盆地大营铀矿铀的赋存状态研究

鄂尔多斯盆地大营铀矿是近几年新发现的砂岩型铀矿,详细研究该矿床铀矿物的赋存状态,对其矿床成因认识及之后的选冶开采均具有重要的意义。笔者利用电子探针和逐级化学提取分析以及α径迹分析等方法,研究了大营铀矿铀的赋存状态。结果发现,铀一部分以铀矿物为主,主要是铀石,另外存在少量的水硅铀石和钛铀矿。在电子探针镜下观察,表明铀矿物呈微粒集合体形式存在于黄铁矿、方解石及有机质裂缝中。逐级化学提取分析发现,各形态铀的含量不均一,其中有机质黄铁矿态占40.88%;其次为碳酸盐态,占28.33%;另外残渣态占24.89%,少部分为离子吸附态和铁锰氧化态,分别占3.2%和2.64%。反映其中铀矿物形式的铀占53.22%,分散吸附态的铀占46.72%。分散吸附态的铀以有机质及黄铁矿吸附占主导。综上所述,大营铀矿铀的赋存状态主要为铀矿物和吸附两种形式,二者所占比例大体相当,以铀矿物存在的铀主要为铀石,以吸附形式存在的铀主要赋存在黄铁矿和有机质中。     

开鲁盆地钱家店铀矿床铀的赋存状态及成因探讨

采用电子探针、能谱及背散射分析、扫描电镜、微区X射线荧光等实验方法,详细研究了钱家店铀矿床铀的赋存形式、含铀矿物类型,并对铀矿物相关的矿物组合类型及成因进行探讨.结果表明:(1)钱家店铀矿区铀的赋存形式包括铀矿物、吸附态铀以及含铀矿物三大类.其中,铀矿物类型主要为沥青铀矿,铀石次之,仅在局部可见含钛铀矿物等;吸附铀主要为高岭石吸附和有机质吸附.铀矿物常与黄铁矿、铁白云石、高岭石等密切共生,多呈胶状发育在黄铁矿、铁白云石边缘及裂隙内,也有呈粒状、球粒状独立分布,少数分布在碎屑颗粒内部.(2)研究区至少存在两期铀成矿相关流体:一期中性-弱碱性含铀流体形成的铀矿物围绕黄铁矿边缘发育,形成环边、似环边状,同时形成铁白云石为主的碳酸盐围绕黄铁矿外围发育;另一期含铀流体形成的铀矿物呈脉状充填在黄铁矿内部,无碳酸盐形成.(3)铀矿物(特别是铀石)中含有丰富的磷元素,扫描电镜也发现部分样品中存在富磷元素的微球粒状的铀石集合体,初步认为这是低温流体下微生物参与铀成矿作用的有力证据.     

松辽盆地西南部DL铀矿带铀赋存状态及矿物组成特征

DL铀矿带是松辽盆地近年找矿的新发现。文章利用扫描电镜、电子探针和自动矿物参数定量分析系统等测试手段对该区矿石样品进行了铀赋存状态研究,结果表明:研究区铀主要以沥青铀矿、含锆铀矿物、含钛铀矿物等独立铀矿物以及黏土吸附、有机质吸附、锐钛矿吸附等吸附铀形式存在,铀矿物呈微粒状、细脉状、块状和团块状产出,空间上与磷灰石、硒铅矿、黄铁矿、有机质和碳酸盐等关系密切,与周边铀矿床的铀存在形式略有差别,其中含锆铀矿物在砂岩型铀矿中属首次发现。矿物组成以石英、长石、黏土矿物和碳酸盐为主,此外还有一定量的钛铁氧化物、重晶石、铁氧化物和少量独居石、磷钇矿、硒铅矿等副矿物。利用电子探针的铀定量分析数据和自动矿物参数定量分析系统的铀矿物定量分析数据,首次定量计算了不同存在形式铀的分布率,结果显示:独立铀矿物中沥青铀矿和含锆铀矿物的分布率最高,吸附铀以黏土矿物吸附占优势,有机质和锐钛矿吸附次之。铀赋存状态及矿物组成的精细厘定对矿床成因与选冶工艺研究等具有重要意义。     

煤中砷的赋存状态

砷是煤中常见的有害微量元素,由于其丰度较低,定量研究其赋存状态一直很困难。近年来,采用逐级化学提取实验方法对煤中不同赋存状态的砷进行了定量研究,综合分析这些研究可得出以下结论：①煤中砷的赋存状态包括硫化物态砷、有机态砷、砷酸盐态砷、硅酸盐态砷、水溶态和可交换态砷。总体上,硫化物态砷＞有机态砷＞砷酸盐态砷＞硅酸盐态砷＞水溶态和可交换态砷,但在不同的煤样品中,也表现出较大的差异性。②一般而言,煤中大部分砷存在于含砷黄铁矿中,含砷黄铁矿中的砷含量与黄铁矿的成因或类型有关。煤中的砷酸盐态砷主要与铁氧化物和氢氧化物共生;硅酸盐态砷主要进入粘土矿物晶格。③在砷含量较低的煤样品中,有机态砷含量较高,其中在褐煤和低煤级烟煤中,可提取出与腐殖酸和富里酸结合的砷。当前还难以确认有机态砷的化学结构。④贵州特高砷煤中砷的赋存状态较为复杂,在某些样品中与氧结合的有机态砷为主要的赋存状态。     

贵州都匀牛角塘富镉锌矿床中镉的分布及赋存状态探讨

对贵州都匀牛角塘富镉锌矿的研究发现该矿床高度富集镉 ,矿石中镉含量一般为 2 2 84× 1 0 -6～ 9850× 1 0 -6,最高为 1 3 4 0 0× 1 0 -6,比地壳克拉克值 ( 0 .2× 1 0 -6)高 5～ 6个数量级 ,比工业品位高n× 1 0～n×1 0 2 倍 ,且其储量达到大型矿床的规模 ,在世界上十分罕见。镉主要以类质同象存在于闪锌矿中 ,少量镉以硫镉矿等独立矿物形式存在于矿床的氧化带 ,是风化淋滤过程中形成的镉的次生矿物。     

电感耦合等离子体发射光谱-逐级化学提取法研究低硫煤矸石中微量元素的赋存状态及其环境效应

煤矸石是我国堆存量最大的工业固体废物,本文应用电感耦合等离子体发射光谱法、逐级化学提取法和相关性分析研究了淮北临涣矿区低硫煤矸石中10种微量元素的含量及赋存状态,并运用风险评价指数法评价其环境效应。结果表明,低硫煤矸石中Ba、Co、Cr、Mn、Ni、Pb、V含量均高于淮北煤和中国煤均值,Mn、V的富集系数大于1,有一定迁移风险。微量元素主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,两者质量分数之和为68.87%~92.93%,其中Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn赋存于硫化物矿物中,V赋存于黏土矿物中,Mn赋存于碳酸盐矿物和硫化物矿物中。10种微量元素对环境的危害性大小为:MnZnNiPbCdCuBaVCrCo,表明低硫煤矸石堆存过程中活性态Mn对生态环境造成危害的可能性最大,由Mn可能引起的煤矸石山周边地区土壤及水体污染应当重视。     

鄂尔多斯盆地东胜-黄龙地区砂岩型铀矿铀矿物赋存状态研究

砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。本文应用电子探针和高分辨分析型电镜联合研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿铀的赋存状态;对砂岩中铀、钍及稀土含量的分布进行了线扫描分析,观察到铀矿物微粒主要分布在砂岩的主要造岩矿物裂隙中及其胶结物中。铀矿物主要存在形式是以铀石微粒（UO2）的形式存在, 以微粒吸附形式存在（小于1 微米）。铀物微粒一般富集砂岩中的钾长石、微斜长石、白云母裂隙和解理缝或胶结物中,分析数据显示氧化铀的含量可达1～3.46％,在石英和方解石颗粒裂隙或解理缝中比较低。应用高分辨的电镜还观察到少数呈较大铀石微粒集合体形式存在, 最大可达200 微米。从电子探针分析数据上看,UO2 含量可以从0～几个百分含量,一般来说含铀高的部位,其对应的稀土元素、ThO2含量也较高。本文的研究对含油气盆地的铀矿质的沉淀、运移和富集的认识具有重要意义,同时对鄂尔多斯盆地铀矿开发过程的选冶工艺的确定,具有借鉴价值。     

纳米比亚欢乐谷地区白岗岩型铀矿矿物特征研究

本文通过系统的岩矿鉴定和电子探针分析,对纳米比亚欢乐谷地区白岗岩型铀矿的矿物特征进行了详细的研究.该地区铀的赋存形式以独立铀矿物为主,少量以类质同像形式存在于钍矿物中.铀矿物的主要种类有:晶质铀矿、钍铀矿、铀石、铀钍石、钛铀矿、沥青铀矿、硅钙铀矿和钒钾铀矿等,其中,晶质铀矿、钍铀矿和钛铀矿等原生铀矿物约占69％,而反应边状铀石、铀钍石、沥青铀矿、钒钾铀矿和硅钙铀矿等次生铀矿物约占31％.由此可见,该区铀矿化主要表现为原始岩浆的分异作用与后期热液改造作用的相互叠加,其热液改造程度不大,仅使铀发生内部再分配.     

应用铈异常示踪沉积构造环境——以贵州铜仁坝黄磷矿为例

贵州铜仁坝黄磷矿稀土元素分析结果表明,磷块岩及其围岩具显著的Ce负异常,说明磷块岩是大陆边缘海盆较深水沉积产物,其沉积构造环境与区域岩相古地理研究结论一致,证明Ce异常是示踪沉积古构造环境的良好指示剂.     

应用电子探针-扫描电镜研究陕西华阳川铀稀有多金属矿床稀土矿物特征

陕西华阳川铀稀有多金属矿床伴生大量的稀土资源,其矿石类型独特、组分复杂,系统的稀土矿物学工作将揭示矿石主要稀土矿物类型、稀土元素赋存状态,进而对矿床开发中稀土元素综合利用及选冶技术提供重要参考。本文在岩相学基础上,利用电子探针、扫描电镜对陕西华阳川铀稀有多金属矿床矿石中的稀土独立矿物与含稀土矿物进行系统研究,在矿石中发现了褐帘石(La2O3 6.49%~7.61%,Ce2O3 11.50%~14.00%)、磷铈镧矿(La2O3 16.30%~21.21%,Ce2O3 32.06%~39.18%)、磷钇矿(La2O3 2.29%~3.58%,Ce2O3 1.89%~2.37%,Y2O3 39.77%~42.80%)、氟碳铈镧矿(La2O3 12.86%~14.20%,Ce2O3 36.67%~39.90%)、褐钇铌矿(La2O3 1.19%~2.11%,Ce2O3 1.29%~2.30%,Y2O3 22.67%~25.88%)等5种稀土独立矿物;同时发现磷灰石、贝塔石、榍石等矿物中稀土元素含量较高。研究表明,该矿床稀土元素以独立矿物(褐帘石、磷铈镧矿、磷钇矿、氟碳铈镧矿、褐钇铌矿)与类质同象(磷灰石、贝塔石、榍石等矿物)两种形式存在,稀土资源以La、Ce轻稀土元素为主,并富含重稀土元素Y。     

遵义松林地区下寒武统多金属磷块岩矿物组成及铀的存在形式

含铀磷块岩是中国非常规铀资源的重要类型之一,其铀的存在形式及赋存状态一直存在争议。笔者对贵州省遵义松林地区的多金属磷块岩进行了化学成分和微量元素分析,以及扫描电镜研究,结果表明:区内多金属磷块岩中Ba含量高达2339×10~(-6),Sr/Ba值为0.33~2.48,U/Th值为118~544;在Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图中,投影点落在热水沉积区。这反映了多金属磷块岩成因上与热水沉积作用有联系。该类岩石中含有方硫镍矿、辉砷镍矿、针镍矿、辉钼矿、黄铁矿、闪锌矿、重晶石等热液成因矿物,以及鲕粒磷灰石、胶状磷灰石、重结晶磷灰石和晶质铀矿,也指示其受热水沉积作用的影响。由此认为,区内多金属磷块岩在沉积成岩过程中,携带矿质(Ni、Mo、As、Zn、Ba、U等)的热液随着温度、压力的降低,在磷块岩的微裂隙和微孔隙中共沉淀,并析出晶质铀矿和其他多金属矿物。存在于多金属磷块岩微裂隙和微孔隙中的独立铀矿物的发现,为该类型非常规铀资源的综合开发利用提供了有利依据。     

邹家山铀矿床伴生重稀土元素的赋存特征

初步研究发现,相山矿田邹家山矿床中伴生有较高的重稀土元素,回收这些珍稀的资源和探索其成因具有重要的意义,而查明这些伴生稀土在铀矿床中的赋存特征是前期基础性工作。为此本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析了邹家山铀矿床中稀土元素的赋存状态。结果显示：该矿床稀土矿物主要为独居石、氟碳钙铈矿和磷钇矿;独居石、氟碳钙铈矿的LREE/HREE>1,为轻稀土富集型;而磷钇矿的LREE/HREE<1,为重稀土富集型。沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石、铀石、钍石、锆石等铀钍矿物的稀土特征为重稀土富集型;铀钍矿物稀土总量（∑REE+Y）较高,为（3 805.78~65 307.00）×10^-6,LREE/HREE<1,为0.01~0.80,平均为0.29。其他伴生矿物磷灰石、钾长石为轻稀土富集型,萤石为轻、重稀土富集型两类都有,而伊利石、黄铁矿的轻重稀土无明显相对富集。重稀土在磷钇矿和铀钍矿物中以类质同象形式存在,少量赋存于伴生矿物。