خانه صنعت، معدن و تجارت استان تهران
نوشته های مرتبط
کانه‌ها و فراوانی عناصر نادر خاکی، در کانی‌های گوناگون به شکل کربونات‌ها، اکسیدها، فسفات‌ها و سیلیسیدها وجود دارند.
هر چند کانی‌های نادر خاکی در سراسر دنیا پراکنده‌اند، اما تعدادی از کشورها دربرگیرنده معادن متمرکزی از این عناصر هستند. در اغلب موارد، کانی‌های نادر خاکی فقط به‌عنوان محصولات جانبی بهره‌برداری می‌شوند. البته معادنی نیز وجود دارند که در آنها بهره‌برداری عناصر نادر خاکی به‌عنوان محصول اصلی امکان‌پذیر است. به گزارش ایمیدرو، با وجود اینکه هر یک از کانی‌های نادر خاکی به طور معمول حاوی تمامی عناصر است، اما درصد این عناصر در کانی یکسان نیست. برخی از عناصر با درصد بیشتری در کانی وجود دارند و برخی دیگر با درصد ناچیزی یافت می‌شوند. کانی‌های موجود در نقاط مختلف دنیا نیز انواع بسیار متنوعی دارند. اصلی‌ترین معدن نادر خاکی دنیا حاوی غلظت زیادی از عناصر با عدد اتمی کم بوده و درصد بسیار کمی از عناصر با عدد اتمی بالا دارد. دومین معدن بزرگ عناصر نادر خاکی نیز به‌طور تقریبی از همین رویه پیروی می‌کند و همین امر باعث شده فراوانی عناصر با عدد اتمی کم بیشتر از عناصر با عدد اتمی بالا باشد. چین با در اختیار داشتن ۵۵میلیون تن ذخایر نادر خاکی و استخراج ۹۵۰۰۰ تن در سال ۲۰۱۴م در صدر جدول تولیدکنندگان عناصر نادر خاکی جهان قرار دارد. منابع معدنی عناصر نادر خاکی در ایالات متحده، ۱/۸۰۰/۰۰۰ تن برآورد شده است. یکی از مهم‌ترین منابع عناصر نادر خاکی در معدن کوهستان مونتن پاس ایالت کالیفورنیا قرار دارد که ظرفیت استخراج کانی فلوروکربونیتی باستنازیت در آن به ۷۰۰۰ تن در سال ۲۰۱۴م رسیده است. مونازیت به عنوان دومین کانی اصلی در معادن سنگین کنار دریا یافت می‌شود و استحصال آن با استحصال روتیل، ایلمنیت و زیرکن در استرالیا، برزیل، هند و ایالات متحده و با استحصال کانی کاسیتریت در اندونزی، مالزی، تایلند و نیجریه ارتباط نزدیک دارد. این امر نشانگر این است که میزان استحصال مونازیت به درصد تقاضا برای کانی اصلی در این معادن بستگی دارد. منابع اصلی کانی مونازیت با درصد بالای توریوم در معادن برزیل و افریقای جنوبی موجود است. کانی‌های گروه سوم نیز با هدف استخراج عناصر Nb، Ta و U مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند.
استحصال عناصر نادر خاکی
انواع بسیار گوناگونی از کانی‌های نادر خاکی در طبیعت وجود دارند و کانی‌هایی که به‌عنوان منابع استحصال مدنظر قرار دارند بیش از ۱۲ گونه‌اند. اما در عمل، بیشتر عملیات استحصال روی دو نوع کانی مونازیت و باستنازیت انجام می‌شود. همانطور که پیش‌تر گفته شد، تمام فلزات نادر خاکی، به دلیل شباهت در خواص شیمیایی، با هم در کانی‌ها یافت می‌شوند و به همین علت نیز جدایش آنها از هم دشوار است. به علاوه، نحوه وجود و پراکندگی کانی‌های نادر خاکی به گونه‌ای است که به‌عنوان محصول دوم و غیراصلی استخراج می‌شوند. بنابراین، به جز معدن باستنازیت در کوهستان مونتن پاس، استخراج این کانی‌ها از معادن دیگر به استخراج محصول اصلی وابسته است. فرآوری شیمیایی بعد از بهره‌برداری فیزیکی به‌طور معمول شامل عملیات هیدرومتالورژیکی و گاهی نیز پیرومتالورژیکی است. چنانچه جدایش هیدرومتالورژیکی برای جداسازی عناصر از هم لازم باشد، روش‌های هیدرومتالورژیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. قابلیت رسوب‌دهی و تفاوت‌های سیستماتیک در میزان بازی بودن این عناصر به منظور جداسازی شیمیایی آنها به‌کار گرفته شده است. توسعه روش‌های تبادل یونی و استحصال مایع- مایع این امکان را فراهم آورده تا از تفاوت‌های شیمیایی میان عناصر نادر خاکی برای جداسازی موثر آنها از هم نهایت استفاده به عمل آید. در ادامه، مراحل تولید فلزات نادر خاکی شامل استخراج کانی، فرآوری فیزیکی و روش‌های شیمیایی در تولید مخلوط‌های اکسیدی نادر خاکی معرفی خواهند شد و در پایان، به دشوارترین و کلیدی‌ترین مرحله در متالورژی استخراج فلزات نادر خاکی یا همان جدایش و تفکیک عناصر از یکدیگر پرداخته می‌شود.