湖南独居石矿研究总结资料独居石成分为(Ce,La,Nd,Th)〔PO4〕的磷酸盐矿物单斜晶系,晶体为板状或柱状因经常呈单晶体而得名棕红色、黄色,有时褐黄色,油脂光泽,解理完全,莫氏硬度 5~5.5,比重 4.9~5.5常具放射性主要作为副矿物产在花岗岩、正长岩、片麻岩和花岗伟晶岩中,与花岗岩有关的热液矿床中也有产出英文名monazite;phosphocerite 别名磷铈镧矿,磷镧铈石 组成Ce[PO4]或(Ce、La)[PO4],理论含量 Ce2O334%~99%,La2O3 34.74% 性质独居石是稀土金属矿的主要矿物之一,常含钍、锆等单斜晶系,晶体呈细小板状棕红、黄或黄绿色,油脂光泽或玻璃光泽,贝壳状至参差状断口性脆,硬度 5~5.5,密度4.9~5.5g/cm3在紫外光照射下发鲜绿色荧光因常含铀、钍、镭,故具有放射性主要产于伟晶岩、花岗岩及其与之有关的期后矿床中,共生矿物可有氟碳铈矿、磷钇矿、锂辉石、锆石、绿柱石、磷灰石、金红石、钛铁矿、萤石、重晶石或铌铁矿等由于独居石的化学性质比较稳定、密度较大,故常形成滨海砂矿和冲积砂矿独居石溶于硫酸,与 KOH 溶合后加钼酸铵便出现磷钼酸铵黄色沉淀。
质量标准砂矿经选别富集获得的干燥独居石精矿质量应符合稀土行业标准 XB/T104-2000(以干矿品位计算) 简介独居石这个名字是源于它经常以单晶体存在而来的它是一种含有铈和镧的磷酸盐矿物,是一种稀土矿物,中文学名“磷铈镧矿” ,(Ce,Y,La,Th)PO4 是提炼铈、镧的主要矿物,商业钚的主要来源早先发现这种矿物会放射钍-232,之后会吸收慢中子而变成铀-233 ,而铀-233 可作核燃料之用1940 合成又发现该矿石,可合成钚-239而钚-239 常被用在核子反应炉及核武器中铈可用来作合金、打火石、抛光等的材料此外,很多时候独居石中还含有钍,因此也可用来提炼钍 具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海此外,斯里兰卡、马达加斯加、南非、马来西亚、中国东北为主、泰国、韩国、朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床我国白云鄂博也是独居石的重要产地,但优良大晶体稀少独居石的生产近几年呈下降趋势,主要原因是由于矿石中钍元素具有放射性,对环境有害其中,巴西,印度等国已禁采 独居石矿物名亦称“磷铈镧矿”(注:辞海 1999 年缩印本)化学组成为(Ce、La 、Nd、Th)[PO4]、晶体属单斜晶系的磷酸盐矿物。
因经常呈单晶体而得名晶体为板状或柱状棕红色、黄色,有时褐黄色,油脂光泽,解理完全,摩斯硬度 5~5.5,比重 4.9~5.5 独居石主要作为副矿物产在花岗岩、正长岩、片麻岩和花岗伟晶岩中;在与花岗岩有关的热液矿床中也有产出,但主要矿床是滨海砂矿和冲积砂矿此外,常可富集形成砂矿独居石含Ce2O325%~30% ,La2O320%~30%,是提取铈族稀土元素 的重要矿物原料,由于成分中经常有钍代替铈,ThO2 含量最多可达 30% 天然宝石金属矿产之一化学成分(Ce,La,Y ,Th)PO4属单斜晶系,单晶体呈板状或似楔形,或各向等长状浅黄色至浅红褐色强玻璃光泽或松脂光泽至蜡状光泽,微透明至透明硬度 5-5.5 ,密度 4.9-5.5 克/ 厘米 3世界上出产宝石级独居石的国家有美国、玻利维亚等透明宝石个体不大,已知大者约 5 克拉不透明的大晶体用于琢磨弧面型宝石独居石的英文名称 Monazite 来自希蜡文 monazem,意为无伴独居之意,寓意矿物产出稀少(注:中国收藏大辞词) 晶体结构及形态独居石产于花岗岩、正长岩、片麻岩中,也常形成砂矿 独居石它的颜色呈棕红、黄、褐黄,有油脂光泽其晶体形状或是板状或是柱状,单斜晶系,斜方柱晶类。
晶面常有条纹,有时为柱、锥、粒状因成分中含铀、钍元素,具一定放射性(通常量很低,无须特别保护)独居石的颜色较艳丽,这种矿物的晶体大都小,粗大者且透明,在国外可用作宝石(无商业价值,多为收藏品)图中独居石晶体是一颗贯穿双晶 [1],极其完美漂亮,若晶体够大,是珍贵收藏品 产地具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海此外,斯里兰卡、马达加斯加、南非、马来西亚、中国东北为主、泰国、韩国、朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床我国白云鄂博也是独居石的重要产地,但优良大晶体稀少 独居石的生产近几年呈下降趋势,主要原因是由于矿石中钍元素具有放射性,对环境有害其中,巴西,印度等国已禁采 矿业简史铈和另一稀土元素钇是稀土元素中在地壳中含量较大的两种元素,因而它们在稀土元素中首先被发现欧洲北部斯堪的纳维亚半岛上的挪威和瑞典是稀土元素矿物比较丰富的产地,因而这两种元素在这个地区最先被发现 独居石铈是从另一块出产在瑞典小城瓦斯特拉斯(Bastn?s)的红色重石中发现的1803 年德国化学家克拉普罗特分析了这种红色重石,确定了有一种新元素的氧化物存在,称为ochra(赭色)土,因为它在灼烧时出现赭色。
元素就被命名为 ochroium,矿石被称为ochroite同时瑞典化学家 贝齐里乌斯 和希辛格在该矿石中也发现了同一元素的氧化物,称为 ceria(铈土),元素称为 cerium(铈),元素符号定为 Ce,矿石称为 cerite,以纪念当时发现的一颗小行星谷神星 CeresOchroium 和 cerium 是同一元素,后者被采用了,前者被丢弃了 钇和铈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样很难还原直到1875 年希尔布郎德利用电解熔融的铈的氧化物,获得金属铈这是今天取得稀土元素金属的一种普遍的方法它们的发现不仅仅是发现了它们的本身,而且带来了其他稀土元素的发现其他稀土元素的发现是从这两个元素的发现开始的钇和铈的发现仅仅是打开了发现稀土元素的第一道大门,是发现稀土元素的第一阶段 铈的应用添加剂铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电从 1997 年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996 年用于汽车玻璃的氧化铈至少有 2000 吨,美国约 1000 多吨 净化剂 目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。
化合剂硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中,可对塑料着色,也可用于涂料、油墨和纸张等行业目前领先的是法国罗纳普朗克公司 探测剂Ce:LiSAF 激光系统是美国研制出来的固体激光器,通过监测色氨酸浓度可用于探查生物武器,还可用于医学铈应用领域非常广泛,几乎所有的稀土应用领域中都含有铈如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等 结构性质独居石结构形态:独居石产于花岗岩、正长岩、片麻岩中,也常形成砂矿它的颜色呈棕红、黄、褐黄,有油脂光泽其晶体形状或是板状或是柱状,单斜晶系,斜方柱晶类晶面常有条纹,有时为柱、锥、粒状因成分中含铀、钍元素,具一定放射性(通常量很低,无须特别保护)独居石的颜色较艳丽,这种矿物的晶体大都小,粗大者且透明,在国外可用作宝石(无商业价值,多为收藏品)图中独居石晶体是一颗贯穿双晶,极其完美漂亮,若晶体够大,是珍贵收藏品晶体为板状或柱状棕红色、黄色,有时褐黄色,油脂光泽,解理完全,摩斯硬度 5~5.5 ,比重 4.9~5.5 独居石主要作为副矿物产在花岗岩、正长岩、片麻岩和花岗伟晶岩中。
成分性质:(Ce,La,Y,Th)[PO4]成分变化很大矿物成分中稀土氧化物含量可达50~68%类质同象混入物有 Y、Th 、Ca、[SiO4]和[SO4] 独居石溶于H3PO4、HClO4 、H2SO4 中采用电子探针(EPMA)分析研究花岗岩、伟晶岩和热液交代等三种不同成因的独居石微粒微区成分分布的特征分析数据表明,花岗岩和花岗伟晶岩成因的独居石微粒中 La 和 Ce 的含量低,而 Sm、Gd、Y、Th 的含量明显较高热液交代成因的独居石微粒中,La、Ce 的含量高,而 Gd、Th、Y 的含量明显较低根据微区剖面(0.18mm)元素分布曲线,指出了 La、Ce、Nd 、P 、Th、Si、Ca 和 U 等元素表现出8~10 个微环带成分不均匀分布的特点,并认为成矿溶液的地质环境、温压和 微量元素含量变化是不均匀分布的主要原因 物理性质:呈黄褐色、棕色、红色,间或有绿色半透明至透明条痕白色或浅红黄色具有强玻璃光泽硬度 5.0~5.5 密度 4.9~5.5电磁性中弱在 X 射线下发绿光在阴极射线下不发光 原料特点独居石灰色金属,有延展性熔点 799℃,沸点 3426℃密度:立方晶体 6.76 克/ 厘米 3,六方晶体 6.66 克/ 独居石厘米 3。
外围电子层排布 4f15d16s2第一电离能 5.47 电子伏特化学性质活泼,用刀刮即可在空气中燃烧(纯的铈不易自燃,但稍氧化或与铁生成合金时,极易自燃);加热时,在空气中燃烧生成二氧化铈能与沸水作用,溶于酸,不溶于碱受低温和高压时,出现一种反磁性体,比普通形式的铈致密 18%铈是稀土元素中最丰富的金属元素有四种同位素:136Ce、138Ce、140Ce、142Ce 142Ce 是放射性的 α 放射体,半衰期为5×1015 年 元素来源:铈主要存在独居石和氟碳铈矿中,也存在于铀、钍、钚的裂变产物中常由氧化铈用镁粉还原,或由电解熔融的氯化铈而制得 元素用途:铈可作催化剂、电弧电极、特种玻璃等铈的合金耐高热,可以用来制造喷气推进器零件硝酸铈可用来制造煤气灯上用的白热纱罩 元素辅助资料:铈是稀土元素稀土元素是指钪、钇和全部镧系元素由于它们在地壳中的含量稀少,它们的氧化物与氧化钙等土族元素性质相似 独居石元素符号:Ce 英文名: Cerium;中文名:铈 相对原子质量:140.12;常见化合价:+3,+4 电负性:1.12 外围电子排布:4f15d16s2;核外电子排布:2,8,18,20,8,2 同位素及放射线:Ce-134[3016d]Ce-136Ce-138Ce-139[137.6d]*Ce-140Ce-141[32.5d]Ce-142Ce-143[1.4d]Ce-144[284.6d] 电子亲合和能:0KJ·mol-1 第一电离能:528KJ·mol-1;第二电离能:1047KJ·mol-1;第三电离能:1880KJ·mol-1 单质密度:6.773g/cm3;单质熔点:795.0℃单质沸点:3257.0℃ 原子半径:2.7;埃离子半径:1.14(+3);埃共价半径:1.65 埃 常见化合物:CeO2CeCl3 应用价值 独居石独居石独居石化学组成为(Ce、La、Nd、Th)[PO4]、晶体属单斜晶系的磷酸盐矿物。
独居石是主要的稀土矿物,轻稀土(铈组)氧化物占 39—74%,重稀土(钇组)氧化物占0~5% ,颜色以黄色为主,次为浅黄、黄白等色稀土元素在黑色和有色冶金、玻璃和陶瓷生产、电子、电气照明、电视和激光技术、化工工业、医疗和农业生产领域中得到广泛的应用在与花岗岩有关的热液矿床中也有产出此外,常可富集形成砂矿独居石是提取铈族稀土元素的重要矿物原料由于成分中经常有钍代替铈,ThO2 含量最多可达30%,在提取铈时,可综合提取钍 独居石产在花岗岩及花岗伟晶岩中; 稀有金属碳酸岩中;云英岩与石英岩中;云霞正长岩、长霓岩与碱性正长伟晶岩中;阿尔卑斯型脉中;混合岩中;及风化壳与砂矿中属稀土金属矿,已发现天台县龙皇堂、普光山、水竹岙、下周及临海市黄坦、横坑等 6 个矿化点。