东昆仑大格勒地区稀有和稀土矿化碱性杂岩体的发现及意义

稀有、稀土元素由于其特殊的属性对国民经济、国家安全和科技发展具有重要的战略意义。与碱性岩类相关的稀有、稀土矿产资源储量十分丰富,近年来对其勘探和开发越来越受到重视。青海省地质调查院在东昆仑中段大格勒地区首次发现了稀有和稀土矿化碱性杂岩体,岩石类型主要为含尖晶石磷灰石蛇纹石化橄榄岩、含磷灰石金云母霞石单斜辉石岩、橄榄辉长岩、含磷灰石金云母角闪石岩、磁铁矿化含橄榄石磷灰石碳酸岩等,其中含矿岩石为碳酸岩、橄榄岩、辉石岩等。矿石矿物主要为烧绿石、铌钽铁矿、磷灰石、独居石、钛铁矿。现初步圈定Nb、P矿体一条,矿体厚3.8~56.56 m,Nb_(2)O_(5)品位最高6.9%,平均0.71%;P_(2)O_(5)品位最高14.5%,平均品位5.6%,Ta和REE也伴有矿化,显示了很好的含矿性。这一发现大大拓展了青藏高原稀有、稀土矿的找矿空间,为发现新的、优质的稀有稀土矿产提供重要启示,具有重要的找矿和战略意义。

氯离子体系铀溶液中铁、钍、稀土的去除研究

采用复盐沉淀法,用硫酸钠同时去除氯离子体系铀溶液中的铁、钍、稀土杂质离子,并研究了硫酸钠用量、反应温度、反应时间、体系pH等对除杂效果的影响。结果表明,反应的最佳条件为:硫酸钠用量为理论量的160%、反应温度95℃、反应时间2 h、体系pH=0.75~1.25。在此优化条件下,铁、钍和总稀土的平均去除率分别达到99.62%、99.42%和98.27%,铀的平均回收率为99.87%。方法具有除杂效果好、铀损失率低、易分离等优点。

湖北宜昌磷矿伴生稀土元素分布规律、赋存状态及其开发利用前景分析

【研究目的】湖北省宜昌磷矿中伴生有稀土元素,研究其分布规律及赋存状态,对稀土元素的回收利用具有重要意义,其作为伴生矿产的综合利用将成为未来稀土矿的重要来源。【研究方法】本文以含稀土磷块岩为主要研究对象,在系统取样的基础上,开展岩矿鉴定、全岩地球化学分析、XRD衍射分析、SEM观察、LA-ICP-MS测试等工作。【研究结果】磷块岩中稀土元素总量ΣREE+Y为63.5×10^(-6)~271.8×10^(-6),不同层位或不同岩性的磷块岩中稀土元素含量有所差异。【结论】稀土元素含量受岩性控制明显,由白云岩→白云质磷块岩→致密块状磷矿石→泥质条带磷块岩→泥岩,含量逐渐升高。微量元素反映出宜昌磷矿的古气候以干热为主,西北部略表现出温暖湿润特点;Ce异常、V/Ni和Y/Ho比值反映海水中EH条件从底部到顶部,即从Ph22成磷期到Ph13成磷期,形成水体环境逐渐氧化。宜昌磷矿中稀土元素总量整体较低,且泥岩较磷块岩中含量高,表明吸附态稀土较类质同象稀土含量高。宜昌伴生稀土磷矿资源丰富,利用合理的技术对稀土元素进行综合回收,对宜昌磷矿资源的合理利用和经济发展有重要意义。

基于层次分析法-德尔菲法的高价值专利筛选研究——以稀土永磁产业为例

高价值专利作为知识产权强国建设的压舱石,对其进行筛选及评估具有重要的现实意义。构建涵盖经济-技术-法律-战略“四维一体”的高价值专利评价指标体系,综合运用层次分析法和德尔菲法,依托DPS数据处理系统为指标赋权,以大为(Innojoy)专利数据库为数据源进行检索,筛选永磁材料高价值专利。将排名前10位的高价值专利呈现作为模拟现实示例以供参考。对比DPI指数,发现高价值专利筛选结果高度吻合。本评价体系及方法适用于从海量专利中遴选出高价值专利,可为产业相关从业人员及研究者判别技术实力、进行专利资产管理及聚焦技术创新研究提供一种可供参考的专利筛选方式。

离子吸附型稀土矿床的诱导成矿学研究

诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,近年来为全球提供了80%以上的中、重稀土资源供给。该类矿床的形成主要受控于内生稀土初始富集和表生风化淋积成矿两个过程,而后者对于成矿极为关键。由于我国华南地区具有适宜形成离子吸附型稀土矿床的气候条件、大量出露的花岗质岩石及风化壳,因此对该地区开展人工诱导成矿技术研发将具有重要应用前景。通过分析离子吸附型稀土矿床形成的控制因素,预计可选择具有成矿潜力的花岗岩、含稀土风化壳和低品位矿床作为主要诱导成矿对象。通过调控地形地貌、生态、水文和风化壳物理化学条件等加速风化进程,促进稀土元素释放,引导稀土元素定向迁移,并在指定位置进行沉淀成矿,形成具有经济价值的富集稀土的矿体。特别是在该过程中可控制轻重稀土元素的分异,促使其形成富集重稀土的矿体,为解决全球重稀土资源紧缺和保障重稀土资源持续供给提供有效实施方案。因此,对离子吸附型矿床开展诱导成矿学研究具有重要的理论意义和应用价值,可作为诱导成矿学的重点研究方向之一。

与碱性岩-碳酸岩杂岩共生的铌-稀土成矿作用——兼论东昆仑大格勒铌-稀土矿床中的碱性岩-碳酸岩杂岩成因

铌(Nb)和稀土(REE)分别是我国重要的紧缺、优势战略矿产资源,其中Nb对外依存度接近100%。Nb和REE矿床在全世界(包括中国)都有分布,这类矿床中的矿石矿物种类繁多,但目前工业提取REE的矿石矿物主要为富轻稀土的氟碳铈矿、独居石,富重稀土、钇的磷钇矿,风化壳淋积型黏土矿等,而工业提取Nb元素的矿石矿物主要为烧绿石和铌铁矿等。与碱性岩-碳酸岩杂岩有关的Nb、REE矿床等是铌与稀土(尤其是轻稀土)资源最重要的来源。自然界中的Nb矿床分布较广,但绝大部分Nb资源集中在全球约十多个大型矿床中,且主要与碱性岩-碳酸岩及其相关的风化产物有关。碱性岩-碳酸岩杂岩主要来自地幔,且产出于一些特殊的构造背景(如裂谷或陆内伸展、碰撞后伸展、地幔柱、火山弧等),是研究深部地幔富集与熔融过程、物质(如碳)循环和深部动力学机制的重要“岩石探针”,是当前固体地球科学研究的前沿和热点领域之一。因此,研究碱性岩-碳酸岩杂岩的形成机制及相关的Nb-REE成矿作用,具有极其重要的地球动力学和关键金属成矿意义。在东昆仑新发现了与碱性岩-碳酸岩杂岩共生的大格勒Nb-REE矿,成矿岩石主要为碳酸岩、金云母岩和橄榄岩,包含多种含Nb、富REE和含P矿物,初步确定为碳酸岩型Nb-REE-P矿床。Nb矿体中最重要的含Nb矿石矿物是铌钙矿和铌铁矿,其Nb_(2)O_(5)含量最高分别达81.17%、76.06%~79.67%,粒径最大分别可达1.2 mm、~1 mm,粒径和赋存形式明显优于白云鄂博矿床(粒径<0.04mm)。初步的勘探工作圈定出5条铌矿体,Nb_(2)O_(5)平均品位0.092%~0.156%(最高1.28%),估算Nb_(2)O_(5)推断资源量超过10万吨,表明大格勒矿区Nb资源已经达到大型矿床规模。矿区杂岩体中镁铁质-超镁铁质岩和碳酸岩主要形成于早泥盆世早期(~418Ma),明显富集Nb、Ta、P和Sr等,具有相对稳定的ε_(Nd)(t)(-0.5~2.7)和变化的(^(87)Sr/^(86)Sr)i(0.7037~0.7063)。这些岩石主要起源于软流圈地幔,可能形成于碰撞后伸展背景中。但是大格勒矿区成岩与成矿的精确时代、岩浆来源与岩浆储库演化过程、岩石与矿床形成的深部动力学机制、金属超常富集与成矿作用、成矿元素的赋存状态与可利用性等还需要进一步深入研究。

内蒙古白云鄂博铁-铌-稀土矿床矿化蚀变矿物组合及流体组成

针对内蒙古白云鄂博铁-铌-稀土矿床是否多期成矿及底板白云岩的成因争论,本文通过光薄片岩矿鉴定和扫描电子显微镜研究,获得如下信息:(1)碳酸岩脉、磁铁矿石、蚀变岩及矿化白云岩中矿化蚀变的矿物组成类似,均以磁铁矿(碳酸岩脉中除外)、独居石、氟碳酸稀土矿物(氟碳铈矿等)、方解石、萤石、磷灰石、富钡矿物(重晶石或毒重石)、黑云母、富钠矿物(钠闪石、霓石)等为主,常见硫化物,显示为同一种富含Fe、REE、Ca、Ba、K、Na、Si及挥发分CO_(2)、P_(2)O_(5)、F、S的流体,岩(矿)石的结构构造也显示出明显的一期成矿特点,支持白云鄂博矿床主体是一期成矿事件的产物。(2)稀土矿化与底板白云岩不是同一流体的产物,稀土矿化与方解石为主的碳酸岩脉有关,有可能为火成碳酸岩或浆液过渡态流体;底板白云岩是稀土矿化的围岩,有更多的沉积成因信息,可能为热水沉积岩,或者为热液改造的沉积碳酸盐岩。(3)磁铁矿化与稀土矿化是同一成矿事件的产物,但碳酸岩中缺乏磁铁矿表明,铁质来源与稀土来源是否相同仍需要进一步研究。

玢岩型铁矿床尾矿中磷、稀土战略性矿产资源调查与综合利用研究:以安徽凹山矿田为例

玢岩型铁矿床是铁矿石的重要来源,其除了赋存巨量铁矿资源外,还以产出大量磷灰石为特征,伴生大量的磷、稀土、钒等资源。20世纪,矿业开发大多只回收主要矿种铁,对伴生资源的评价和综合利用较少。文章以凹山玢岩型铁矿田尾矿库为研究对象,开展伴生资源调查评价和综合利用示范研究。通过系统钻探采样、矿物组合分析、元素赋存状态和综合利用实验等研究,文章揭示出尾矿库中经济矿物为磷灰石,可综合利用资源为磷和稀土,并估算尾矿库中磷储量超过115万t、稀土5万t,社会和经济效益巨大,可作为范例进一步研究并推广应用。

某复杂萤石型稀土矿绿色同步回收稀土萤石技术研究

萤石型稀土矿浮选通常是采用抑制剂抑制萤石及其他脉石矿物、羟肟酸类捕收剂优先浮选稀土矿物,浮选得到的稀土精矿经磁选提纯得到最终稀土精矿,然后从稀土浮选尾矿中回收萤石的选矿工艺流程,该工艺和药剂虽然高效回收了萤石型稀土矿中的稀土矿物,但肟类捕收剂有一定毒性,且在优先浮选稀土矿物时萤石受到强烈抑制,不利于再次浮选回收。因此,针对某复杂难选萤石型稀土矿,其中主要有用矿物为稀土和萤石,REO品位为1.526%、CaF_(2)品位16.128%,矿样中REO总含量的80.24%、13.28%和5.82%分别分布于氟碳铈矿、氟碳钙铈矿和褐帘石中,通过采用无毒药剂,研发稀土萤石同步浮选—稀土萤石混合精矿分离工艺技术,采用具体的选矿方案:矿样磨矿—浮硫除杂—浮硫尾矿稀土萤石同步浮选—稀土萤石混合精矿浮磁分离,最终闭路试验获得REO品位为53.81%、REO回收率为52.56%的稀土精矿和CaF2品位为92.03%、CaF_(2)回收率为67.77%的萤石精矿,实现了萤石型稀土矿中稀土和萤石的绿色同步回收,也为稀土萤石混合精矿的分离提纯提供了一种可借鉴的方法。

海洋磷酸盐对稀土元素的超常富集作用

通过对西太平洋富稀土深海沉积物研究进一步证实,深海沉积物中稀土元素(REY)的富集与P和Ca密切相关,并与生物磷灰石的发育成正比。西太平洋研究区稀土赋存载体之间的定量关系可表达为:∑REY=0.002×[Al_(2)O_(3)]+0.004×[MnO]+0.057×[P_(2)O_(5)]-235.7(单位为μg/g)。

中国稀土政策演进分析及评价研究

稀土是国家发展与产业升级的重要资源,建立完善的稀土政策体系至关重要。通过构建稀土政策分析框架,利用文本挖掘、社会网络、PMC指数模型方法,从稀土政策演进历程、政策关系网络和政策量化评价三个方面,对我国1985年至今发布的48项稀土政策进行分析。结果表明,我国稀土政策演进分为4个阶段,其中规范稀土资源开采程序、整顿稀土市场秩序一直是我国稀土政策的核心;政策网络体系已初步构建,但政策间关联性较差,存在较多孤立政策,政策协同关系需要加强;政策总体设计较为合理,但在激励措施以及效力级别等方面略有不足。最后,针对我国稀土政策的特点及存在的不足提出了优化与完善建议。

含钐稀土有机配合物的合成及其荧光性能

利用配位反应,以稀土Sm^(3+)为中心发光离子,丙烯酰胺,月桂醇,8-羟基喹啉合成的CAHD单体为主要配体,phen为协同配体,与甲基丙烯酸甲酯共聚,合成了一种键合型含钐稀土有机大分子配合物转光剂(Sm(CAHD)_2phen-co-MMA).采用元素分析、IR、XPS、UV、荧光光谱、XRD、TGA等测试手段对Sm(CAHD)_2phen-co-MMA的结构、光学性能及热稳定性进行研究.结果表明,在315 nm的紫外光激发下,Sm(CAHD)_2Phen-co-MMA在560 nm、620 nm和650 nm均出现了Sm^(3+)的特征发射峰,在650 nm处强度最大,与植物进行光合作用光谱的吻合性较高.转光剂降解温度在182℃,具有良好的热稳定性.所合成转光剂具有优良的光学性能,在高温下不易被降解,有望作为农膜转光剂使用.

电感耦合等离子体质谱法测定平阴玫瑰中13种稀土元素

目的建立微波消解电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定玫瑰及其制品中13种稀土元素含量的分析方法。方法样品经微波消解后,以铑(^(103)Rh)、铟(^(115)In)、铼(^(185)Re)为内标元素通过在线方式加入,用ICP-MS进行定量测定。以两种国家认证的标准物质进行方法准确度验证。结果各稀土元素质量浓度在0.1~20µg/L范围内线性关系良好(r≥0.9996),检出限在0.072~0.258μg/kg之间,平均回收率在87%~116%之间,相对标准偏差(RSD)为0.8%~4.3%。对实际样品检测发现,玫瑰及其制品中13种稀土元素均有检出,其中铈(^(140)Ce)平均含量最高,镥(^(175)Lu)平均含量最低。结论该检测方法快速、准确、操作简便、灵敏度和回收率高,能够满足玫瑰及玫瑰制品中稀土元素的测定要求。

稀土镁合金表面激光熔覆AlSi12/TiN复合涂层的组织及性能研究

采用高速激光熔覆技术在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备了AlSi12/TiN复合涂层。通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、摩擦磨损实验以及电化学分析测试等方法,研究不同含量陶瓷强化相Ti N涂层的显微结构、熔覆层结合强度、摩擦磨损性能以及耐腐蚀能力。结果表明,复合涂层主要由α-Mg、Mg_(2)Si枝晶、Al_(12)Mg_(17)、Al_(3)Mg_(2)金属间化合物以及Ti N强化相组成。由于存在强化的第二相和细化的晶粒,AlSi12/TiN复合涂层的摩擦系数、维氏硬度及结合强度分别达到0.45、210 HV0.1和40 MPa。此外,与镁合金基体相比,腐蚀电位提高683 m V,自腐蚀电流密度降低了2个数量级。利用激光熔覆技术可在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备结合强度高的Al Si12/TiN复合涂层,有合适含量强化相存在的涂层显著提高了基体表面的耐磨损与耐腐蚀性能。

惰气熔融-红外吸收光谱法测定镧铈稀土钢中氧含量

高品质稀土钢要求进行精确低氧含量控制,而依据现有GB/T 11261—2006标准进行氧含量测定,检测结果具有较大的不准确性。以具有不同镧、铈稀土元素含量的稀土钢为对象,以其氧含量精确测定为目标,基于惰气熔融-红外吸收光谱法,开展了分析功率、助熔剂和称样量对镧铈稀土钢中氧含量分析结果的影响研究。结果表明:对于不同镧、铈元素含量的稀土钢,需要采用不同的分析方法,当稀土钢中的镧、铈含量较低时,通过降低分析功率即可较为精确地测定稀土钢中的氧含量;对于镧、铈含量较高的稀土钢,在调控分析功率(4000~4500 W)的基础上,需同时采用锡作为助熔剂,并将助熔剂与样品比例设定为1∶1(称样量为0.3~0.6 g),即可实现氧含量的精确测定。精密度验证实验结果显示:采用所建立的方法测定氧含量的相对标准偏差(RSD)小于8.0%;采用钢标准样品进行加标回收实验,回收率在97.0%~108%,而加标回收率略有升高的原因在于助熔剂Sn降低了合金熔点,使少量难熔氧化物中的氧得到更充分释放。方法可用来准确测定不同镧、铈元素含量稀土钢中的氧含量。

基于多任务学习多目标优化的稀土元素组分含量与浓度多维度软测量

稀土混合萃取溶液中各元素组分含量的在线软测量是优化连续萃取生产过程、确保产品高纯化的前提.现有软测量方法可独立求解单个稀土元素组分含量,但忽略了多元素组分含量间或组分含量与其它相关因素(如浓度)间的共性.本文为探索多稀土元素组分含量间及组分含量与浓度间的共性,将多任务学习方法用于稀土元素组分含量软测量中.首先,构建多任务深度神经网络,提高模型的泛化能力和鲁棒性.其次,提出基于多目标优化算法的稀土多元素组分含量预测方法,通过搜索Pareto最优以提升各任务的预测精度.经多组对比实验表明,该方法在多元素组分含量或多元素组分含量与浓度同时训练时性能最佳,能满足稀土元素组分含量在线检测的精确性和实时性.

La-Ce稀土对Q345D钢夹杂物和冲击性能的影响

通过现场试验,分析了La-Ce稀土处理对Q345D结构钢夹杂物、连铸可浇性和钢种性能的影响。结果表明,RE在Q345D结构钢中的合金收得率为21.5%;与未添加RE的炉次相比,脱硫率提高了37.5%,单位夹杂物密度从80.16个/mm^(2),降低至60.78个/mm^(2);La-Ce稀土处理前钢液中夹杂物主要是MgO-Al_(2)O_(3)-CaO复合夹杂,La-Ce稀土处理对小尺寸(D≤5μm)夹杂物的改性作用较为明显,小尺寸夹杂物改性为(La-Ce-S)和(La-Ce-Al-S-O)稀土类夹杂物;La-Ce稀土处理可以明显降低钢中MnS类夹杂物的纵横比,使MnS类夹杂物在轧制后的形貌更接近椭圆形,而没有长线形,这是Q345D结构钢横向冲击功提高20%的主要原因。

高熵稀土氧化物热障涂层材料研究进展

热障涂层(Thermal barrier coating,TBC)材料在航空发动机和燃气轮机的热防护中具有保护高温合金基底免受氧化及腐蚀,并降低高温合金的工作温度的重要作用。新型热障涂层材料中存在许多高熵稀土氧化物,能够实现比单一主成分稀土氧化物更优异的热学、力学、高温相稳定性以及抗烧结、耐腐蚀等性能。但是目前对高熵稀土氧化物的研究仍然停留在初步阶段,其中稀土元素对材料性能的作用尚未完全明确,且没有形成统一标准。简要概述了热障涂层的基本结构,并重点总结了高熵锆酸盐、铈酸盐、铪酸盐、钽酸盐和铌酸盐等5种高熵稀土酸盐的晶体结构、热物理性能与力学性能。对比分析了其与相应的单一组分稀土酸盐的差异,并探讨了影响其性能优劣的多种因素。相比于单一组分稀土氧化物,高熵稀土氧化物的热导率、热膨胀系数和相稳定性均有明显改善。最后,展望了未来高熵稀土热障涂层的发展方向。

无机化学中思政元素的挖掘--以“稀土元素”为例

以天津大学无机化学教研室编写的《无机化学》(第五版)第十四章“稀土元素”为例,从创新精神、社会责任、家国情怀三个角度挖掘其中蕴含的思政元素,并在此基础上对稀土元素相关内容的教学提出建议,以期为“稀土元素”教学提供思路与素材,实现思政教学与专业知识教学的深度融合。

通电方式对稀土熔盐电解影响的数值模拟及分析

在稀土熔盐的电解过程中,不同的通电方式对槽内各物理场影响也不同,进而会对电解槽的电解效率产生一定的影响。本文以某企业8 kA稀土电解槽为原型,通过Comsol的热电耦合模块研究通电铜板单侧与多侧分布的通电方式及通电铜板的不同位置分布下的电解槽电解时内部各物理场的变化情况,通过对比电流密度、电势差、电解温度的大小寻找最合适的通电方式。结果表明:只考虑电解效率时,导电板四侧中位通电最优分布方式,此时电解槽内电流密度最大,电能损耗最低,电解效果最好。若考虑制造成本以及可操作性,导电板单侧中位分布是最优解,这种设计的电解槽电解效率较高,同时也留出较大操作空间。其余几种分布均存在弊端,需要进一步完善。该研究旨在为稀土电解槽的结构优化提供参考意见。