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氟钙铈矿
氟钙铈矿是一种碳酸盐矿物，它有多种形成一个氟钙铈矿族。氟钙铈矿是提取铈族稀土元素的主要矿物原料，用铈族元素制造的合金是航天航空方面的重要材料。氟钙铈矿的晶体呈柱状，晶体集合体为细粒、块状。颜色为黄到褐色，也有浅绿色的，透明到半透明，具有玻璃光泽或油脂光泽。
目录
特性
矿物特点
矿物分解
处理工艺
市场用途
相关词条
参考资料
特性
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氟钙铈矿
来源
以其产地瑞典Vastermanland省Riddarhyttan地区Bastnas矿命名；
成份
Ce2O3含37.27%，La2O3含37.62%，CO2含17.31%，F7.1%，其中氟可被羟基类质同像置换。此外，机械混入物有Al2O3，Fe2O3，SiO2；晶系:六方晶系，P-62c；
形态
单晶体呈六方柱状，集合体呈细粒状，块状或肾状；
颜色
黄至褐色，或浅绿色；
透明度
透明-半透明；
光泽
玻璃光泽或油脂光泽；
特征
以其黄褐色，油脂光泽和(0001)裂理为鉴定特征；
其他
产于某些热液矿床中，也见于花岗岩和花岗伟晶岩中；表生成因的氟钙铈矿成隐晶质分散集合体见于碱性岩风化壳的粘土中。
矿物特点
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氟钙铈矿
稀土元素在地壳中平均含量为165.35×10-6(黎彤，1976)。在自然界中稀土元素主要以单矿物形式存在，目前世界上已发现的稀土矿物和含稀土元素的矿物有250多种，其中稀土含量ΣREE＞5.8%的有50～65种，可视为稀土独立的矿物。重要的稀土矿物主要为氟碳酸盐和磷酸盐。稀土矿物总的特点：一是缺少硫化物和硫酸盐(只有极个别的)，这说明稀土元素具有亲氧性；二是稀土的硅酸盐主要是岛状，没有层状、架状和链状构造；三是部分稀土矿物(特别是复杂的氧化物及硅酸盐)呈现非晶质状态；四是稀土矿物的分布，在岩浆岩及伟晶岩中以硅酸盐及氧化物为主，在热液矿床及风化壳矿床中以氟碳酸盐、磷酸盐为主。富钇的矿物大部分都赋存在花岗岩类岩石和与其有关的伟晶岩、气成热液矿床及热液矿床中；五是稀土元素由于其原子结构、化学和晶体化学性质相近而经常共生在同一个矿物中，即铈族稀土和钇族稀土元素常共存在一个矿物中，但这类元素并非等量共存，有些矿物以含铈族稀土为主，有些矿物则以钇族为主。在目前已发现的250多种稀土矿物和含稀土元素的矿物，适合现今选冶条件的工业矿物仅有10余种：
1)含铈族稀土(镧、铈、钕)的矿物：氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钙矿、氟碳钡铈矿和独居石。
2)富钐及钆的矿物：硅铍钇矿、铌钇矿、黑稀金矿。
3)含钇族稀土(钇、镝、铒、铥等)的矿物：磷钇矿、氟碳钙钇矿、钇易解石、褐钇铌矿、黑稀金矿。稀散元素在自然界里主要以分散状态赋存在有关的金属矿物中，如闪锌矿一般都富含镉、锗、镓、铟等，个别还含有铊、硒与碲；黄铜矿、黝铜矿和硫砷铜矿经常富含铊、硒及碲，个别的还富含铟与锗；方铅矿也常富含铟、铊、硒及碲；辉钼矿和斑铜矿富含铼，个别的还富含硒；黄铁矿常富含铊、镓、硒、碲等。目前，虽然已发现有近200种稀散元素矿物，但由于稀少而未富集成具有工业开采的独立矿床，迄今只发现有很少见的独立锗矿、硒矿、碲矿，但矿床规模都不大。
矿物分解
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氟钙铈矿
为了直接从氟钙铈矿获得当时市场上畅销的氧化钕，罗纳-普朗克公司设计了一种从氟钙铈矿中获得Nd2O3和Pr/Nd混合物的工艺。该方法的原料是经过浮选-重选所得到40~75%的氟钙铈矿。在700℃焙烧3小时，用6.5mol·L-1HNO3于60℃条件下浸出、过滤得到370g·L-1（4.8g·L-1F-，0.35g·L-1Fe2O3）溶液，铈和钍基本留在浸出渣中，进入浸出液的铈77%呈四价形式。将料液蒸发浓缩至490g·L-1，接入萃取分离线。可以采用两种方法处理上述所得到的原料液，萃取分离稀土，分别得到Nd2O3或镨钕混合物。
方法一：萃取段和洗涤段理论级数各20级，反萃段10级。第20级进料。出口水相中含有85.9%La2O3，2.4%CeO2，11.7%Pr6O11。出口有机相反萃，蒸发浓缩再经进一步萃取分离。萃取段洗涤段各20级，10级反萃。出口有机相含有56.2%Sm2O3，43.7%其它稀土，0.12%Nd2O3；出口水相得到99.4%Nd2O3，0.6%Pr6O11。
方法二：萃取段和洗涤段理论级数为48级，反萃10级，第20级进料，出口水相得到97.2%La2O3，2.7%CeO2，50%的氟钙铈矿，稀土收率>95%。由于市场要求稀土硅铁合金含稀土高，杂质（如磷等）少，该工艺表现出良好的应用前景，值得推广。
综上所述，对于氟钙铈矿的处理工艺虽然已经做了大量的工作，但目前还不能彻底解决氟钙铈矿的大规模低成本开发应用问题。氟钙铈矿要在稀土工业中发挥更加重要的作用，必须充分利用氟钙铈矿各方面的优势（如：含磷低，放射性元素钍、铀少，易分解等），避开其劣势方面（如：含钕少，只有10~11%，而包头矿和独居石矿则>16.5%），开发出符合其自身特点的新工艺和新方法，生产出优势产品。如生产稀土硅铁合金（或称稀土硅化物）产品，利用氧化焙烧-稀硫酸浸出-萃取法等短工艺流程提取二氧化铈和氧化钕作为主要产品。只有这样才能发挥氟钙铈矿的优势，与混合型稀土精矿抗衡。选择一个好的流程必须从成本、操作性、环境保护等方面着重考虑。
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参考资料
1http://www.cre-ol.com/news/keji/ftsl.htm
2http://digitalmuseum.nju.edu.cn/nju/root/mineral/class/class_list.jsp?whichpage=7