稀土元素(REEs)是鑭系元素和鈧、釔共17種金屬元素的總稱,被稱為現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的“維生素”,是具有獨(dú)特物理和化學(xué)性質(zhì)的戰(zhàn)略金屬。其中,釔元素(Y)是世界上第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的灰黑色稀土元素,在自然界中一般呈離子態(tài)Y3+,通常以Y2O3、YCl3等形式存在,具有重要的價(jià)值。
釔礦類型
目前,我國的稀土釔礦床類型包括離子吸附型、堿性碳酸鹽巖型、砂礦型、沉積變質(zhì)型等。離子型稀土礦中釔的賦存狀態(tài)以離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)為主,其中,離子交換態(tài)的釔占主導(dǎo)地位。Y3+可能通過Si-O-Y鍵吸附在離子型稀土礦殘留態(tài)表面,該過程是自發(fā)的、吸熱的、隨機(jī)的。在高嶺石和埃洛石中,稀土元素的吸附形式在低離子強(qiáng)度下主要為離子交換和表面絡(luò)合作用,而在高離子強(qiáng)度下僅在黏土表面形成內(nèi)球配合物。
釔礦分布
在不同類型的礦石中,釔的分布和富集狀況不同。例如,中國贛南寨背離子型稀土礦存在釔富集現(xiàn)象。馬達(dá)加斯加地區(qū)的離子型稀土礦風(fēng)化層黏土中的釔大部分存在于鋯石中,且表現(xiàn)出Y/Ce的分布不均勻現(xiàn)象。磷釔礦(Y[PO4])是提取釔元素的主要礦物之一,大多數(shù)以Y2O3的形式存在,可承受河流沖刷并富集在沖擊沉積物中。REEs含量越高的礦石釔的富集程度越小,對(duì)稀土含量較低的磷礦(<535×10-6),REEs、釔和P2O5之間存在良好的相關(guān)性;對(duì)稀土含量高的磷礦(≥535×10-6),釔和P2O5之間沒有相關(guān)性。
用途
釔是良好的地球化學(xué)示蹤劑,可用來破解溪流、土壤和礦山中的水-巖相互作用以及解釋現(xiàn)在與過去的海水化學(xué)過程。釔可制備成釔磷光體使電視屏幕產(chǎn)生紅色,還能與有色金屬通過合金化的手段改善合金的力學(xué)性能、磁性、耐蝕性等。Y2O3由于具有介電常數(shù)高、耐熱性好、抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)異的物理化學(xué)性能,常作為功能添加材料,廣泛應(yīng)用于冶金、醫(yī)療等領(lǐng)域。
浸出工藝
(1)微生物浸出劑的制備:將微生物接種到含有1~5g/L離子型稀土礦粉的復(fù)合培養(yǎng)基中培養(yǎng)5~30d;培養(yǎng)后菌種在普通培養(yǎng)基中培 養(yǎng);得到菌懸液;(2)混合浸出劑:向微生物浸出劑中加入化學(xué)陽離子鹽浸出劑;(3)浸出:均勻取200g礦樣加入浸出柱,以1∶1~10 ∶1液固比加入混合浸出劑,采用可循環(huán)噴淋浸出6~12h,得到含稀土元素釔的浸出液。
參考文獻(xiàn)
[1]顏琳琳,汪海蘭,肖春橋,等. 稀土釔生物浸出研究進(jìn)展[J]. 生物學(xué)雜志,2024,41(3):61-68. DOI:10.3969/j.issn.2095-1736.2024.03.061.