Mavzu: Kamyob yer elementlari kimyosi. Reja: Kamyob Yer elementlari kontsentratsiyalari. Ishqorli Igneous tog 'jinslari va magmalar

Mavzu:Kamyob yer elementlari kimyosi.
Reja:
1.Kamyob Yer elementlari kontsentratsiyalari.
2. Ishqorli Igneous tog 'jinslari va magmalar.
3. Noyob Yer kassasi konlari
Foydalanilgan adabiyotlar.

Nodir tuproq elementlari xaritasi: Amerika Qo'shma Shtatlaridagi noyob tuproq elementlari tumanlari asosan g'arbda joylashgan. Ushbu xarita potentsial ishlab chiqarish joylarining joylashuvini ko'rsatadi - barcha joylarni ko'rish uchun xaritani kattalashtiring.

Nodir Yer elementlari "kamdan-kam" emas
Nodir tuproq elementlarining tabiiy paydo bo'lishining bir qancha geologik jihatlari nodir er elementlari xom ashyo ta'minotiga kuchli ta'sir qiladi. Ushbu geologik omillar faktlar bayoni sifatida taqdim etiladi va keyin batafsil muhokama qilinadi.

Yer qobig'ida noyob tuproq elementlari nisbatan ko'p bo'lsa-da, ular kamdan-kam hollarda ma'danli ma'danli konlarga jamlangan.

Yer qobig'idagi noyob tuproq elementlarining o'rtacha kontsentratsiyasi har millionga 150 dan 220 qismgacha (1-jadval) sanoat miqyosida qazib olinadigan boshqa metallarga, masalan misga (55 qism) to'g'ri keladi. million) va rux (millionga 70 qism). Tijoriy ravishda qazib olinadigan bazadan va qimmatbaho metallardan farqli o'laroq, kamdan-kam uchraydigan elementlar ma'danli ma'dan konlariga jamlangan.
Kamyob Yer elementlari kontsentratsiyalari
Kamyob tuproq elementlarining asosiy kontsentratsiyalari notekis jinslarning noyob turlari, xususan gidroksidi va karbonatitlar bilan bog'liq. REE foydali qazilmalarining potentsial foydali kontsentratsiyalari, shuningdek, toshqotgan konlarda, magmatik tog 'jinslari, pegmatitlar, mis oksidli mis-oltin konlari va dengiz fosfatlarining chuqur nurashidan hosil bo'lgan qoldiq konlarda ham mavjud (2-jadval).

1-jadval: Nodir Yer elementlarining ko'pligi
Kamyob Yer elementi	Vedephol (1995)	Lide (1997)	MakGill (1997)
Lanthanum	30	39	5 dan 18 gacha
Cerium	60	66.5	20 dan 46 gacha
Prazodemiya	6.7	9.2	3,5 dan 5,5 gacha
Neodimiy	27	41.5	12 dan 24 gacha
Samarium	5.3	7.05	4,5 dan 7 gacha
Yevropa	1.3	2	0,14 dan 1,1 gacha
Gadolinium	4	6.2	4,5 dan 6,4 gacha
Terbiy	0.65	1.2	0,7 dan 1 gacha
Disprosium	3.8	5.2	4,5 dan 7,5 gacha
Xolmiy	0.8	1.3	0,7 dan 1,2 gacha
Erbium	2.1	3.5	2,5 dan 6,5 gacha
Tuliy	0.3	0.52	0,2 dan 1 gacha
Ytterbium	2	3.2	2,7 dan 8 gacha
Lutetiy	0.35	0.8	0,8 dan 1,7 gacha
Ytrium	24	33	28 dan 70 gacha
Skandium	16	22	5 dan 10 gacha
Jami	184.3	242.17

1-jadval. Kamyob tuproq elementlarining qisqichbaqasimon mo'lligini taxmin qilish. Atom sonini ko'paytirish tartibida kamdan-kam uchraydigan elementlar; ytrium (Y) bu elementlarga kiritilgan, chunki u lantanoidlar bilan kimyoviy va fizik o'xshashliklarni baham ko'radi. O'lchov birligi, million boshiga qismlar.
Ishqorli Igneous tog 'jinslari va magmalar
Ishqoriy magmatik tog 'jinslari Er mantiyasida jinslarning qisman erishi natijasida hosil bo'lgan magmalarning sovishi natijasida hosil bo'ladi. Ishqorli tog 'jinslarining shakllanishi murakkab va to'liq tushunilmagan, ammo ular oddiy tog' jinslari tarkibiga kirmaydigan elementlarni qazib chiqaradigan va jamlaydigan geologik jarayon deb o'ylash mumkin.
Olingan gidroksidi magmalar noyob va g'ayrioddiy ravishda zirkonyum, niobiy, stronsiy, bariy, litiy va tuproqning noyob elementlari bilan boyitilgan. Ushbu magmalar er qobig'iga ko'tarilgach, ularning kimyoviy tarkibi bosim, harorat va atrofdagi tog 'jinslarining tarkibidagi o'zgarishlarga javoban yana o'zgaradi. Natijada hayratlanarli xilma-xillik xilma-xillikka ega bo'lib, ular iqtisodiy elementlarda, shu qatorda noyob tuproq elementlarida ham boyitiladi. Ushbu tog 'jinslari bilan bog'liq foydali qazilmalar tasniflash juda xilma-xil va noqulaydir, chunki bu konlarning o'ziga xos xususiyatlari va ularning noyobligi faqat bitta yoki bir nechta ma'lum namunalarga ega bo'lgan tasnifga olib kelishi mumkin.

Kamyob tuproq elementlarining geologik xaritasi: Tog'li dovonning noyob er elementlari tumanining umumiy geologik xaritasi, janubiy Kaliforniya. Yuzlab shonkinit, siyenit va karbonatit diklarining faqat vakillik ozchiliklari ko'rsatilgan. Mezozoy yoki uchlamchi asrga oid keng tarqalgan andezitik va rolitik diklar ko'rsatilmagan. USGS 2005-1219 ochiq fayl hisobotidan. Xaritani kattalashtiring.
Kamyob Yer rudalarini tasniflash
Ishqorli tog 'jinslari bilan bog'liq rudalarni tasniflash ham munozarali. 2-jadvalda oddiy bo'lmagan tasnif berilgan, u noalkalin magniyli tog 'jinslari bilan bog'liq o'xshash toifalarga kiradi. REE rudalarini egallagan yoki ular bilan bog'liq bo'lgan g'ayrioddiy ishqoriy jinslarning ba'zilari asosan karbonat va fosfat minerallaridan tashkil topgan karbonatit va foskorit, magnit jinslardir. Karbonatitlar va ayniqsa fosoritlar nisbatan kam uchraydi, chunki dunyoda atigi 527 taniqli karbonatit mavjud (Vulli va Kjarsgaard, 2008). Ree-minerallarni iqtisodiy kontsentratsiyasi ishqorli tog 'jinslarida, skarnlarda va karbonat o'rnini bosuvchi konlarda, gidroksidi intruziv komplekslar va atrofdagi tog' jinslarini kesuvchi tomirlar va diklarda, tuproqlarda va gidroksidi jinslarning boshqa nurash mahsulotlarida uchraydi.

REE davriy jadvali: Kamyob Yer elementlari 15 lantanid seriyali elementlar, shuningdek, ytriydir. Skandiy juda kam uchraydigan tuproq elementlari konlarida uchraydi va ba'zan noyob tuproq elementi sifatida tasniflanadi. Rasm muallifi.
Noyob Yer kassasi konlari
Barcha tog 'jinslarining ob-havoga chiqishi, turli xil muhitda to'plangan cho'kindilarni hosil qiladi, masalan oqim va daryolar, qirg'oqlar, allyuvial fanatlar va deltalar. Eroziya jarayoni zichroq minerallarni, xususan, oltinni shag'al deb nomlanadigan konlarga to'playdi. Eroziya mahsulotlarining manbasiga qarab, ba'zi noyob tuproq elementlari bo'lgan minerallar, masalan, monazit va ksenotim, boshqa og'ir minerallar bilan bir qatorda to'planishi mumkin.
Manba ishqoriy magmatik tog 'jinsi yoki u bilan bog'liq noyob tuproq qatlami bo'lishi shart emas. Ko'p tarqalgan olovli, metamorfik va hatto qadimgi cho'kindi jinslar tarkibida monazitli placer hosil qilish uchun etarli monazit mavjud. Natijada, monazit deyarli har doim har qanday kovak konida uchraydi. Shu bilan birga, monazitning eng katta kontsentratsiyasiga ega bo'lgan yo'ldosh turlari odatda titan oksidi pigmentlari uchun qazib olingan ilmenit-og'ir mineral placers va qalay uchun qazib olinadigan kassiterit platserlardir.

Iron Xill noyob tuproq koni: Temir Xillning shimoli-g'arbiy ko'rinishi, Kolorado, Gunnison okrugi. Temir tepali gidroksidi intruziv majmuaning markazini tashkil etuvchi ulkan karbonatit zaxirasi bilan hosil bo'ladi. Ushbu majmuada ko'plab mineral resurslar, shu jumladan titan, niobiy, noyob tuproq elementlari va toriy mavjud. USGS rasm.
Kamyob noyob er omonatlari
Tropik muhitda tog 'jinslari chuqur ob-havoga ega bo'lib, ular o'nlab metr qalinlikdagi laterit, temir va alyuminiyga boy tuproqdan iborat noyob tuproq profilini hosil qiladi. Tuproq hosil bo'lish jarayonlari odatda og'ir minerallarni qoldiq konlari sifatida to'playdi, natijada osti, to'planmagan tub tubiga metall boyitilgan.
Kamyob tuproq qatlami bunday nurashga duchor bo'lganda, u iqtisodiy ahamiyatga ega bo'lgan holda, noyob tuproq elementlari bilan boyitilishi mumkin. REE konining o'ziga xos turi, ion-yutilish turi, noyob tuproq elementlarini oddiy ko'rinadigan tog 'jinslaridan sho'r yuvish va elementlarni tuproqdagi gillarga yopishtirish natijasida hosil bo'ladi. Ushbu konlar faqat janubiy Xitoy va Qozog'istonda ma'lum va ularning shakllanishi kam tushunilgan.
Pegmatitlardagi kamyob Yer elementlari
Pegmatitlar orasida juda qo'pol taneli intruziv magnitlangan tog 'jinslari guruhi, niobiy-ytrium-ftor oilasi, turli xil geologik muhitda hosil bo'lgan ko'plab kichik tiplarni o'z ichiga oladi. Ushbu kichik tiplar tarkibida granitik bo'lib, odatda yirik granitli intruziyalargacha periferikdir. Umuman olganda, kamdan-kam uchraydigan tuproq elementlari bo'lgan pegmatitlar odatda kichik bo'lib, faqat mineral kollektorlar uchun qiziqish uyg'otadi.
Boshqa noyob er osti konlari turlari
Mis-oltin oksidi konlari 1980-yillarda Janubiy Avstraliyada ulkan Olimpiya to'g'oni koni ochilganidan beri alohida kon turi sifatida tan olingan. Olimpiya to'g'oni koni juda noyobligi bilan ajralib turadi, unda tarkibida kamdan-kam uchraydigan elementlar va uran mavjud. Ushbu konlardan tuproqning noyob elementlarini olishning iqtisodiy usuli hali topilmagan. Ushbu turdagi boshqa ko'plab konlar dunyo bo'ylab aniqlangan, ammo ularning noyob tuproq elementlari to'g'risida ma'lumot umuman yo'q. Magnitit-apatit o'rnini bosuvchi konlarda noyob tuproq elementlarining izlari aniqlangan.
Chernogoriya va boshqa joylarda kavernöz ohaktoshda (karst topografiyasining tagida) to'plangan karst boksitlari, noyob tuproq elementlari bilan boyitilgan, ammo hosil bo'lgan konsentratsiyalar iqtisodiy ahamiyatga ega emas (Maksimovich va Panto, 1996). Xuddi shu narsani 0,1 foiz REE oksidi o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan dengiz fosfat konlari haqida ham aytish mumkin (Altschuler va boshqalar, 1966). Natijada fosforli o'g'it ishlab chiqarishning qo'shimcha mahsuloti sifatida noyob tuproq elementlarining tiklanishi o'rganildi.

Kamyob elementlarning rudalari mineralogik va kimyoviy jihatdan murakkab va odatda radioaktivdir.

Muammolar uchun mineral ishlov berish
Ko'pgina bazaviy va qimmatbaho metallarning konlarida qazib olingan metallar bitta mineral fazada, masalan, xalkopiritdagi mis (CuFeS2) yoki sfaleritdagi (ZnS) rux kabi yuqori darajada konsentrlangan. Bitta mineral fazani toshdan ajratish nisbatan oson ish emas. Yakuniy mahsulot odatda metallarni yakuniy qazib olish va qayta ishlash uchun zavodga yuboriladigan konsentratdir. Masalan, sink deyarli butunlay mineral sfaleritdan olingan, shuning uchun global rux eritish va tozalash sanoati ushbu mineralga yuqori darajada ixtisoslashgan ishlov berish usulini ishlab chiqdi. Shunday qilib, rux ishlab chiqarish ma'lum bir texnologiya qo'llanilishida ma'lum xarajatlarga ega bo'lib, yangi sink konlarini qazib olish asosan an'anaviy jarayondir.
Amaldagi minerallarni qayta ishlash amaliyoti bir necha mineral fazalarni ketma-ket ajratishga qodir, ammo buni amalga oshirish har doim ham foydali emas. Qiziqish elementlari ikki yoki undan ko'p mineral fazalarda uchraganda, har biri boshqa qazib olish texnologiyasini talab qiladi, mineralni qayta ishlash nisbatan qimmatga tushadi. Ko'p noyob tuproq elementlari konlarida ikki yoki undan ortiq noyob tuproq elementlari bo'lgan fazalar mavjud. Shu sababli, noyob tuproq elementlari asosan bitta mineral fazada to'plangan noyob tuproq elementlari konlari raqobatdosh ustunlikka ega. Hozirgi kunda REE ishlab chiqarishi asosan Bayan Obo (bastnasit), Tog 'dovoni (bastnasit) va og'ir mineral toshqonlar (monazit) kabi bir martalik mineral-fazali konlardan kelib chiqqan.
Murakkab mineral ishlov berish
Bir vaqtning o'zida ajratilgan noyob tuproq elementlari bo'lgan minerallar tarkibida 14 ta alohida noyob tuproq elementlari (lantanidlar va ytrium) mavjud bo'lib, ularni keyinchalik ajratish va tozalash kerak. Nodir tuproq elementlarini qazib olish va tozalashning murakkabligi Kaliforniyadagi Mountain Pass konining metallurgiya oqimlari jadvalida ko'rsatilgan (2-rasm). Kimyoviy jihatdan oddiy birikmalar bo'lgan metall sulfidlardan farqli o'laroq, REE minerallari ancha murakkabdir. Sfalerit (ZnS) singari metall sulfidli rudalar odatda oltingugurtni yoqish uchun eritiladi va eritilgan metaldan aralashmalarni ajratib turadi. Olingan metall keyinchalik elektroliz yordamida yaqinroq tozalanadi. Boshqa tomondan, noyob tuproq elementlari turli xil noyob tuproq elementlarini ajratish va nopokliklarni olib tashlash uchun o'nlab kimyoviy jarayonlar orqali qazib olinadi va tozalanadi.
REE bilan boyitilgan minerallardagi asosiy zararli nopoklik toriydir, bu rudalarga kiruvchi radioaktivlikni beradi. Radioaktiv materiallarni qazib olish va xavfsiz boshqarish qiyin bo'lganligi sababli, ular qattiq tartibga solinadi. Radioaktiv chiqindilar hosil bo'lganda, ularni yo'q qilishning maxsus usullaridan foydalanish kerak. Radioaktiv materiallarga ishlov berish va yo'q qilish xarajatlari ko'proq radioaktiv REEga boy minerallarni, xususan, toriumning katta miqdorini o'z ichiga olgan monazitni iqtisodiy qazib olishga jiddiy to'sqinlik qiladi. Aslida, radioaktiv minerallardan foydalanishga nisbatan qat'iy qoidalarning o'rnatilishi 1980-yillarda monazitning ko'plab manbalarini noyob tuproq elementlari bozorida chiqarib yubordi.
Nodir tuproq elementlarining murakkab metallurgiyasi ikkita REE rudalari bir-biriga o'xshash emasligi bilan murakkablashadi. Natijada, REE minerallarini qazib olish va ularni noyob tuproq aralashmalariga aylantirish uchun standart jarayon yo'q. Yangi noyob tuproq elementlari konini yaratish uchun ma'danlarni har xil ma'lum qazib olish usullari va optimallashtirilgan ishlov berishning noyob ketma-ketligi yordamida keng sinovdan o'tkazish kerak. Yangi rux koni bilan taqqoslaganda, noyob tuproq elementlarini qayta ishlashni rivojlantirish ancha vaqt va pulni talab etadi.

2-jadval: Kamyob tuproqli elementlarga boy mineral konlarning tasnifi
Uyushma	Turi	Misol
Peralkalin magmatik tog 'jinslari	Magmatik (ishqorli-ultrabazik) Pegmatit diklari (ishqorli-ultrabazik) Pegmatit diklari (peralkalin) Gidrotermal tomirlari va akkumulyatorlari Vulkanik Metasomatik-albitit	Lovozero, Rossiya Xibina Massif, Rossiya Motzfeldt, Grenlandiya Lemhi dovoni, Aydaho Brockman, G'arbiy Avstraliya Miask, Rossiya
Karbonatitlar	Magmatik Diklar va dialektik venalar Gidrotermal tomirlari va akkumulyatorlari Skarn Karbonat toshni almashtirish Metasomatik-fenit	Mountain Pass, Kaliforniya Kangakunde tepali, Malavi Gallinas Mtns., Nyu-Meksiko Saima, Xitoy Bayan Obo, Xitoy Magnet Kov, Arkanzas
Temir oksidi mis-oltin	Magnetit-apatitni almashtirish Gematit-magnetit breccia	Eagle Mountain, Kaliforniya Olimpiya to'g'oni, Janubiy Avstraliya
Pegmatitlar	Abyssal (nodir er elementlari) Abyssal (nodir tuproq elementlari) Muskovit (nodir tuproq elementlari) Kamyob tuproq elementlari-allanit-monazit Kamyob tuproq elementlari - euxenit Kamyob tuproq elementlari - gadolinit Miarolitik-noyob tuproq elementlari-topaz-beril Miarolitik-noyob tuproq elementlari - gadolinit-fergusonit	Aldan, Rossiya Besh mil, Ontario Spruce qarag'ay, Shimoliy Karolina Janubiy Platte, Kolorado Topsham, Men Ytterbi, Shvetsiya Antero tog'i, Kolorado Vasau kompleksi, Viskonsin
Porfir molibden	Klimaks tipidagi	Climax, Kolorado
Metamorfik	Migmatizatsiyalangan gneys Uran - noyob tuproq elementlari skarn	Musiqa vodiysi, Kaliforniya Meri Ketlin, Kvinslend
Stratiform fosfat qoldig'i	Fosforit platformasi Karbonatit bilan bog'liq Granit bilan bog'liq bo'lgan laterit Baddeleyit boksit Karst boksit	Aydaho janubi-sharqida Ueld tog'i, G'arbiy Avstraliya Janubiy Xitoy Pochos de Caldas, Braziliya Chernogoriya
Paleoplacer	Uranif piritli kvarts toshli konglomerat Ariiferoz piritli kvarts toshli konglomerat	Elliot ko'li, Ontario Witwaterrand, Janubiy Afrika
Placer	Shoreline Ti-og'ir mineral toshqini Qalay oqimini tozalash vositasi	Kooljarloo, G'arbiy Avstraliya Malayziya