獨(dú)居石稀土礦

1、獨(dú)居石百科名片獨(dú)居石成分為(Ce, La, Nd, Th) PO4的磷酸鹽礦物。單斜晶系，晶體為板 狀或柱狀。因經(jīng)常呈 單晶體而得名。棕紅色、黃色，有時(shí)褐黃色，油脂光澤，解理完全，莫氏硬度55.5，比重4.95.5。常具放射性。主要作為副礦物產(chǎn)在 花崗巖、正長(zhǎng)巖、片麻巖和花崗偉晶巖中，與花崗巖有關(guān)的熱液礦床中也有產(chǎn)出。目錄簡(jiǎn)介獨(dú)居石這個(gè)名字是源于它經(jīng)常以單晶體存在而來(lái)的。它是一種含有鈰和鑭 的磷酸鹽礦物，是一種稀土礦物，中文學(xué)名“磷鈰鑭礦”，(Ce,Y,La,Th ) P04是提煉鈰、鑭的主要礦物，商業(yè)钚的主要來(lái)源。早先發(fā) 現(xiàn)這種礦物會(huì)放 射釷-232，之后會(huì)吸收慢中子而變成鈾 -233，而鈾

2、-233可作核燃料 之用。 1940合成又發(fā)現(xiàn)該礦石，可合成钚-239。而钚-239常被用在核子反應(yīng)爐及 核武器中。鈰 可用來(lái)作 合金、打火石、拋光等 的材料。此外，很多時(shí)候獨(dú) 居石中還含有 釷，因此也可用來(lái)提煉釷。具有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值的獨(dú)居石主要資源是沖積型或海濱砂礦床。最重要的海濱砂礦床馬達(dá)加斯加、 含有獨(dú)居石的 晶體稀少。獨(dú) 素具有放射性是在澳大利亞沿海、巴西以及 南非、馬來(lái)西亞、中國(guó)東北為主 重砂礦床。我國(guó)白云鄂博也是獨(dú) 居石的生產(chǎn)近幾年呈下降趨勢(shì)， ，對(duì)環(huán)境有害。其中，巴西，印印度等沿海。此外，斯里蘭卡、 、泰國(guó)、韓國(guó)、朝鮮等地都 居石的重要產(chǎn)地，但優(yōu)良大 主要原因是由于礦石中釷元 度等

3、國(guó)已禁采。定義1、礦物名獨(dú)居石亦稱“磷鈰鑭 礦”（注：辭海1999年縮印本）?；瘜W(xué)組成為（Ce、La、Nd Th）P04、晶體屬單斜晶系的磷酸鹽 礦物。因經(jīng)常呈單晶體而得名。晶體 為板狀或柱狀。棕紅色、黃色，有時(shí)褐黃色，油脂光澤，解理完全，摩斯硬度55.5，比重4.95.5。獨(dú)居石主要作為副礦物產(chǎn)在花崗巖、正長(zhǎng)巖、 片麻巖和花崗偉晶巖中；在與花崗巖有關(guān)的熱液礦床中也有產(chǎn)出，但主要礦床是濱海砂 礦和沖積砂礦。此外，?？筛患纬缮暗V。獨(dú)居石含Ce2O32硏30%, La2O320%30%，是提取 鈰族稀土元素 的重要礦物原 料，由于成分 中經(jīng)常有 釷代替鈰，ThO2含量最多可達(dá) 30%。2、天然寶

4、石。金屬礦產(chǎn)之一?；瘜W(xué)成 分（Ce，La，Y，Th）PO4。屬單斜 晶系，單晶體 呈板狀或似楔形，或各向等長(zhǎng)狀。淺黃色至淺紅褐色。強(qiáng)玻璃光澤或 松脂光澤至蠟狀光澤，微透明至透明。硬度5-5. 5，密度4. 95. 5克/厘米3。世界上出產(chǎn) 寶石級(jí)獨(dú)居石的國(guó)家有 美國(guó)、玻利維亞等。 透明寶石個(gè)體 不大，已知大者約 5克拉。不透 明的大晶體用于琢磨 弧面型 寶石。獨(dú)居石的英文名稱 Monazite來(lái)自希蠟文 monazem意為無(wú)伴獨(dú)居之 意，寓意礦物 產(chǎn)出稀少（注：中國(guó)收藏大辭詞）。晶體結(jié)構(gòu)及形態(tài)獨(dú)居石產(chǎn)于花崗巖、正長(zhǎng)巖、片麻巖中，也常形成砂礦。獨(dú)居石它的顏色呈棕紅、黃、褐黃，有 油脂光澤。其晶體

5、形狀或是板狀或是柱狀 單斜晶系，斜方柱晶類。晶面常有條紋，有時(shí) 為柱、錐、粒狀。因成分中 含鈾、釷元素，具一定放射性（通常量很低， 無(wú)須特別保護(hù)）。獨(dú)居石的 顏色較艷麗， 這種礦物的晶體大都小，粗大者且透明，在國(guó)外可用作 寶石（無(wú)商業(yè)價(jià)值，多為收藏品）。圖中獨(dú)居石晶體是一顆貫穿雙晶1，極其完美漂亮，若晶 體夠大，是珍貴收藏品。產(chǎn)地具有經(jīng)濟(jì) 開采價(jià)值的獨(dú)居石主要資源是沖積型或海濱砂礦 床。最重要的海濱砂礦床 是在澳大利亞 沿海、巴西以及印度等沿海。此外，斯里蘭卡 馬達(dá)加斯加、南非、馬來(lái)西亞、中國(guó)東北為主、泰國(guó)、韓國(guó)、朝鮮等地都 含有獨(dú)居石的 重砂礦床。我國(guó) 白云鄂博 也是獨(dú) 居石的重要產(chǎn)地，但優(yōu)

6、良大 晶體稀少。獨(dú)居石的 生產(chǎn)近幾年呈下降趨勢(shì)，主要原 因是由于礦石中釷 元素具有 放射性，對(duì)環(huán) 境有害。其中，巴西，印度等國(guó)已禁采。礦業(yè)簡(jiǎn)史鈰和另一稀土元素釔是稀土元素中在地殼中含量較大的兩種元素，因 而它們?cè)谙⊥?元素中首先被發(fā)現(xiàn)。 歐洲北部斯 堪的納維亞半島上的挪威和 瑞典是稀土元 素礦物比較豐富的產(chǎn)地，因而這 兩種元素在這個(gè)地區(qū)最先被 發(fā)現(xiàn)。獨(dú)居石鈰是從另一塊出產(chǎn)在瑞典小城瓦斯特拉斯（Bastn?s ）的紅色重石中發(fā) 現(xiàn)的。1803年德國(guó)化學(xué)家克拉普羅特 分析了這種紅色重石，確定了有一種新元素的氧化物存在，稱為ochra （赭色）土，因?yàn)?它在灼燒時(shí)出現(xiàn)赭色。 元素就被命名為ochro

7、ium，礦石被稱為ochroite 。同時(shí)瑞典化學(xué)家貝齊里 烏斯和希辛格在該礦石中也發(fā)現(xiàn)了同一元素的氧化物，稱為ceria （鈰土），元素稱為cerium （鈰），元素符號(hào)定為Ce,礦石稱為cerite ，以紀(jì)念當(dāng)時(shí) 發(fā)現(xiàn)的一顆小 行星谷神星 Ceres。Ochroium和cerium是同一元素，后者被 采用了，前者被丟棄了。釔和鈰的氧化物以及其他稀土元素氧化物和土族元素的氧化物一樣很難還原。直到1875年希爾布郎德利用電解熔融的鈰的氧化物，獲得金屬鈰。這是今天取得 稀土元素金屬的一種普遍的方法。它們的發(fā)現(xiàn)不僅僅是發(fā)現(xiàn)了它們的本身，而且?guī)?lái)了其他稀土元素的發(fā)現(xiàn)。其他稀土元素的發(fā)現(xiàn)是從這兩個(gè)元素

8、 的發(fā)現(xiàn)開始的。釔和鈰的發(fā)現(xiàn)僅僅是打開了發(fā)現(xiàn)稀土元素的第一道大門， 是發(fā)現(xiàn)稀土元素的第一階段。鈰的廣泛應(yīng)用：（1） 鈰作為玻璃添加劑，能吸收紫外線與紅外線，現(xiàn)已被大量應(yīng)用于汽車玻璃。不 僅能防紫外線，還可降低車內(nèi)溫度，從而節(jié)約空調(diào)用電。從1997年起，日本汽車玻璃全加入氧化鈰，1996年用于汽車 玻璃的氧化鈰至少有2000噸，美國(guó)約 1000多噸。（2） 目前正將鈰應(yīng)用到汽車尾氣凈化 催化劑中，可有效防止大量汽車 廢氣排到空氣 中美國(guó)在這方面的消費(fèi)量占稀土 總消費(fèi)量的三分之一強(qiáng)。（3） 硫化鈰可以取代鉛、鎘等對(duì)環(huán)境和 人類有害的金屬應(yīng)用到 顏料中， 可對(duì)塑料著色，也可用于涂料、油墨和紙張等行業(yè)

9、。目前領(lǐng)先的是 法國(guó)羅 納普朗克公司。（4） Ce:LiSAF激光系統(tǒng)是美國(guó)研制出來(lái)的固體激光器，通過(guò)監(jiān)測(cè)色氨 酸濃度可用于 探查生物武器，還可用于醫(yī)學(xué)。鈰應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，幾乎所有的稀土應(yīng) 用領(lǐng)域中都含有鈰。如拋光粉、儲(chǔ)氫材料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電 容器、壓電陶瓷、鈰碳化硅磨料、燃料電池原料、汽油催化劑、某些永磁材料、各種合金鋼及 有色金屬等。結(jié)構(gòu)性質(zhì)獨(dú)居石巖中，也常形成砂礦。它的 形狀或是板狀或是柱狀，單 柱、錐、粒狀。因成分中含 須特別保護(hù)）。獨(dú)居石的顏結(jié)構(gòu)形態(tài)：獨(dú)居石產(chǎn)于花崗巖、正長(zhǎng)巖、片麻 顏色呈棕紅、 黃、褐黃，有油脂光澤。其晶體 斜晶系，斜方柱晶類。晶面常有條紋，有時(shí)為 鈾

10、、釷元素， 具一定放射性（通常量很低，無(wú) 色較艷麗，這種礦物的晶 體大都小，粗大者且透明，在國(guó)外可用作寶石（無(wú)商業(yè)價(jià)值，多 為收藏品）。圖中獨(dú)居石晶體是一顆貫穿雙晶，極其完美漂亮，若晶體夠 大，是珍貴收藏品。晶體為板狀或柱狀。棕紅色、黃色，有時(shí)褐黃色，油脂光澤，解理完全，摩斯硬度55.5，比重4.95.5。獨(dú)居石主要作為副 礦物產(chǎn)在花崗巖、正長(zhǎng)巖、片麻巖和花崗偉晶巖中。成分性質(zhì)：（Ce,La,Y,Th）P04。成分變化很大。礦物成分中稀土氧化 物含量可達(dá)5068 %。類質(zhì)同象混入物 有Y、Th、Ca SiO4和SO4。獨(dú) 居石溶于H3PO4 HCI04 H2SO4中。采用電子探針（EPMA）分

11、析研究花崗巖、 偉晶巖和熱液交代等三種不同成因的獨(dú)居石微粒微區(qū)成分分布的特征。分析數(shù)據(jù)表明，花崗巖和花崗偉晶巖成因的獨(dú)居石微粒中La和Ce的含量低，而Sm Gd Y、Th的含量明顯較高。熱液交代成因的獨(dú)居石微粒中，La、Ce的含量高，而Gd Th、Y的含量明 顯較低。根據(jù)微區(qū)剖面 （0.18mm）元素 分布曲線，指出了 La、Ce Nd P、Th、Si、Ca和U等元素表現(xiàn)出 810 個(gè)微環(huán)帶成分不均勻分布的特點(diǎn)，并認(rèn)為 成礦溶液的地質(zhì)環(huán)境、溫壓和微 量元素含量變 化是不均勻分布的主要原因。物理性質(zhì)：呈黃褐色、棕色、紅色，間或 有綠色。半透明至透明。 條 痕白色或淺紅 黃色。具有強(qiáng)玻璃光澤。硬

12、度5.05.5。性脆。密 度4.9 5.5。電磁性中弱。在 X射線下發(fā)綠光。在陰極射線下不發(fā)光 。原料特點(diǎn)獨(dú)居石灰色金屬，有延展性。熔點(diǎn)799C，沸點(diǎn)3426C。密度：立方 晶體6.76克/厘米3，六方晶體 6.66克/獨(dú)居石厘米3。外圍電子層排 布4f15d16s2。第一電離能 5.47電子伏特?；瘜W(xué)性 質(zhì)活潑，用刀 刮即可在空氣中燃燒（純的鈰不易自燃，但稍氧化或與鐵生成合金時(shí)，極易自燃）；加熱時(shí)，在空氣中燃燒生成二氧化鈰。能與沸水作用，溶于酸，不溶于堿。受低溫和高壓時(shí)，出現(xiàn)一種反磁性體，比普通形式的鈰致 密18%鈰是稀土元素中最豐富的金屬元素。有四種 同位素：136Ce、138Ce、140

13、Ce、142Ce°142Ce 是放射性的 a 放射體，半衰期為 5X 1015 年。元素來(lái)源：鈰主要存在獨(dú)居石和 氟碳鈰礦中，也存在于鈾、釷、钚的 裂變產(chǎn)物中。 常由氧化鈰用鎂粉還原，或由電解熔融的氯化鈰而制得。元素用途：鈰可 作催化劑、電弧電極、特種玻璃等。鈰的合金耐高熱，可以用來(lái)制造噴氣推進(jìn)器零件。硝酸鈰可用來(lái)制造煤氣燈上用的白熱紗罩。元素輔助 資料：鈰是稀土元素。稀土元素是指鈧、釔和全部鑭系元素由于它們?cè)诘?殼中的含量稀少，它們的氧化物 與氧化鈣等土族元素性質(zhì)相 似。獨(dú)居石元 素符號(hào)：Ce英文名：Cerium ；中文名：鈰相對(duì)原子 質(zhì)量：140.12 ;常見化合價(jià)：+3,+4電

14、負(fù)性：1.12 外圍 電子 排布:4f15d16s2 ；核外電子排布:2,8,18,20,8,2 同位素及放射線：Ce-1343016dCe-136Ce-138Ce-139137.6d*Ce-140Ce-14132.5dCe-14 2Ce-1431.4dCe-144284.6d電子親合和能：0KJ mol -1第一電離 能: 528KJ - mol-1 ;第二電離能：1047KJ- mol -1 ;第三電離 能：1880KJ- mol -1單質(zhì)密度：6.773g/cm3 ;單質(zhì)熔點(diǎn)：795.0 C單質(zhì)沸點(diǎn)：3257.0 C 原子半徑：2.7 ;埃離子 半徑：1.14（+3）;埃共價(jià)半徑：1.6

15、5埃 常見化合 物:CeO2CeCl3應(yīng)用價(jià)值獨(dú)居石獨(dú)居石獨(dú)居石化學(xué)組成為（Ce、La、Nd Th）P04、晶體屬單斜晶系的磷酸 鹽礦物。獨(dú)居石 是主要的稀土礦物，輕稀土（鈰 組）氧化物占39 74%重 稀土（釔組）氧化物占05%顏色以黃 色為主，次為淺黃、黃 白等色。稀 土元素在黑色 和有色冶金、玻璃和 陶瓷生產(chǎn)、電子、電氣照明、電視和激 光技術(shù)、化工工業(yè)、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得 到廣泛的應(yīng)用。在與花崗巖 有關(guān)的熱液礦床中也有產(chǎn)出。此外，常可富集形成砂礦。獨(dú)居石是提取鈰族稀土元素的 重要礦物原料。由于成分中經(jīng)常有釷 代替鈰,ThO2含量最多可 達(dá)30%，在提取鈰時(shí)，可綜合提取釷o獨(dú)居石產(chǎn) 在

16、花崗巖及花崗偉晶巖中；稀有金屬碳酸巖中；云英巖與石英巖中；云霞 正長(zhǎng)巖、長(zhǎng)霓巖與堿性正長(zhǎng)偉晶巖中；阿爾卑斯 型脈中；混合巖中；及風(fēng) 化殼與砂礦中。屬稀土金屬礦，已發(fā)現(xiàn)天臺(tái)縣龍皇堂、普光山、水竹岙、 下周及臨海市 黃坦、橫坑等6個(gè)礦化點(diǎn)。龍皇堂為風(fēng)化殘積 型，主要為獨(dú)居石，其次有黑稀金礦、釔易解石、磷釔礦等。獨(dú)居石含礦率一般每立方米250克，最高每立方米508.2克，估算遠(yuǎn)景儲(chǔ)量為1056.2 噸。獨(dú)居石（Monazite ）是主要的稀土礦物，輕稀土（鈰組）氧化物占上3974%，重 稀土（釔組）氧化物占05%,獨(dú)居石供提取稀土元 素（金屬、合金和化 合物）用。稀土元素（金屬、合金和化合物）在黑色

17、和有色冶金、玻璃和陶瓷生產(chǎn)、電子、電氣照明、電視和激光技術(shù)、化工工業(yè)、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)領(lǐng)域中取得廣泛的應(yīng)用?；瘜W(xué)成分及物理性質(zhì)：（Ce,La,Y,Th）PO4。成分變化很大。礦物成分中 稀土氧化物含量可達(dá) 5068%。類質(zhì)同象 混入物有 Y、Th、Ca、SiO4和SO4。獨(dú)居石溶 于H3PO4 HCIO4、H2SO4中。獨(dú)居石采用電子探針（EPMA）分析研究花崗巖、偉晶巖 和熱液交代等三種不同成因的獨(dú)居石 微粒微區(qū)成分分布的特征。分析數(shù)據(jù)表明，花崗巖和花崗偉晶巖成因的獨(dú) 居石微粒中La和Ce的含量低，而Sm Gd Y、Th的含量明 顯較高。熱液 交代成因的獨(dú)居石微粒中，La、Ce的含量高，而Gd Th、Y的含量明顯較 低。根據(jù)微區(qū)剖面（0.18mm）元素分布曲線，