土礦。 美國很早就開采獨居石，現在開采的砂礦量是佛羅里達州的格林科夫斯普林斯礦。礦床長約19km，寬1.2km，厚為6m，獨居石較為豐富。此外，北卡羅來納州、南卡羅來納州、佐治亞州、愛達荷州和蒙大拿州也有砂礦分布，儲量也相當可觀。不過美國早已關閉了許多的稀土礦，包括全球最大的芒廷帕斯礦山

印度

印度主要礦床是砂礦。印度的獨居石生產從1911年開始，最大礦床分布在喀拉拉邦、馬德拉斯邦和奧里薩拉邦。有名礦區是位于印度南部西海岸的恰瓦拉和馬納范拉庫里奇稱為特拉范科的大礦床，它在1911～1945年間的供礦量占世界的一半，現在仍然是重要的產地。1958年在鈾、釷資源勘探中，在比哈爾邦內陸的蘭契高原上發現了一個新的獨居石和鈦鐵礦礦床，規模巨大。印度獨居石釷含量高達8%ThO2。在馬納范拉庫里奇采的重砂獨居石占5～6%。鈦鐵礦占65%，金紅石3%，鋯英石5～6%，石榴石7～8%。

前蘇聯

前蘇聯的稀土儲量很大，主要是伴生礦床位于科拉半島，存在于堿性巖中的含稀土的磷灰石。 前蘇聯的主要稀土來源就是從磷灰石礦石中回收稀土，此外，在磷灰石礦石中，還可回收的稀土礦物有鈰鈮鈣鈦礦，含稀土為29～34%。另外，在赫列比特和森內爾還有氟碳鈰礦。

澳大利亞

澳大利亞是獨居石的生產大國，獨居石是作為生產鋯英石和金紅石及鈦鐵礦的副產品加以回收。澳大利亞的砂礦主要集中在西部地區。澳大利亞也產磷釔礦。 澳大利亞可開發利用的稀土資源，還有位于昆士蘭州中部艾薩山的采鈾的尾礦，南澳大利亞州羅克斯伯唐斯銅、鈾金礦床。

加拿大

加拿大主要從鈾礦中副產稀土。位于安大略省布來恩德里弗-埃利特湖地區的鈾礦，主要由瀝青鈾礦、鈦鈾礦和獨居石、磷釔礦組成，在濕法提鈾時，可把稀土也提出來。 此外，在魁北克省的奧卡地區擁有的燒綠石礦，也是稀土的一個很大潛在資源。還有紐芬蘭島和拉布拉多省境內的斯特倫奇湖礦，也含有釔和重稀土正準備開發。

南非

南非是非洲地區最重要的獨居石生產國。位于開普省的斯廷坎普斯克拉爾的磷灰石礦，伴生有獨居石，是世界上唯一單一脈狀型獨居石稀土礦。此外，在東南海岸的查茲貝的海濱砂中也有稀土，在布法羅螢石礦中也伴生獨居石和氟碳鈰礦，正計劃和研究回收。

馬來西亞

主要從錫礦的尾礦中回收獨居石、磷釔礦和鈮釔礦等稀土礦物，曾一度是世界重稀土和釔的主要來源。

埃及

埃及從鈦鐵礦中回收獨居石。礦床位于尼羅河三角洲地區，屬于河濱沙礦，礦源由上游風化的沖積砂沉積而成，獨居石儲量約20萬噸。

巴西

巴西是世界稀土生產的最古老國家，1884年開始向德國輸出獨居石，曾一度名揚世界。巴西的獨居石資源主要集中于東部沿海，從里約熱內盧到北部福塔萊薩，長達約643km地區，礦床規模大。

編輯本段稀土生產與分離

概述

稀土市場是一個多元化的市場，它不只是一個產品，而是15個稀土元素和釔、鈧及其各種化合物從純度46%的氯化物到99.9999%的單一稀土氧化物及稀土金屬，均具有多種多樣的用途。加上相關的化合物和混合物，產品不計其數。首先從最初的礦石開采起，我們逐一介紹稀土的分離方法和冶煉過程。

稀土選礦

選礦是利用組成礦石的各種礦物之間的物理化學性質的差異，采用不同的選礦方法，借助不同的選礦工藝，不同的選礦設備，把礦石中的有用礦物富集起來，除去有害雜質，并使之與脈石礦物分離的機械加工過程。 當前我國和世界上其它國家開采出來的稀土礦石中，稀土氧化物含量只有百分之幾，甚至有的更低，為了滿足冶煉的生產要求，在冶煉前經選礦，將稀土礦物與脈石礦物和其它有用礦物分開，以提高稀土氧化物的含量，得到能滿足稀土冶金要求的稀土精礦。 稀土礦的選礦一般采用浮選法，并常輔以重選、磁選組成多種組合的選礦工藝流程。 內蒙古白云鄂博礦山的稀土礦床，是鐵白云石的碳酸巖型礦床，在主要成分鐵礦中伴生稀土礦物(除氟碳鈰礦、獨居石外，還有數種含鈮、稀土礦物)。 采出的礦石中含鐵30%左右，稀土氧化物約5%。在礦山先將大礦石破碎后，用火車運至包頭鋼鐵集團公司的選礦廠。選礦廠的任務是將Fe2O3從33%提高到55%以上，先在錐形球磨機上磨礦分級，再用圓筒磁選機選得62～65%Fe2O3（氧化鐵）的一次鐵精礦。其尾礦繼續進行浮選與磁選，得到含45%Fe2O3（氧化鐵）以上的二次鐵精礦。稀土富集在浮選泡沫中，品位達到10～15%。該富集物可用搖床選出REO含量為30%的粗精礦，經選礦設備再處理后，可得到REO60%以上的稀土精礦。

稀土冶煉方法

稀土冶煉方法有兩種，即濕法冶金和火法冶金。 濕法冶金屬化工冶金方式，全流程大多處于溶液、溶劑之中，如稀土精礦的分解、稀土氧化物、稀土化合物、單一稀土金屬的分離和提取過程就是采用沉淀、結晶、氧化還原、溶劑萃取、離子交換等化學分離工藝過程。現應用較普遍的是有機溶劑萃取法，它是工業分離高純單一稀土元素的通用工藝。濕法冶金流程復雜，產品純度高，該法生產成品應用面廣闊。 火法冶金工藝過程簡單，生產率較高。稀土火法冶煉主要包括硅熱還原法制取稀土合金，熔鹽電解法制取稀土金屬或合金，金屬熱還原法制取稀土合金等。火法冶金的共同特點是在高溫條件下生產。

稀土精礦的分解

稀土精礦中的稀土，一般呈難溶于水的碳酸鹽、氟化物、磷酸鹽、氧化物或硅酸鹽等形態。必須通過各種化學變化將稀土轉化為溶于水或無機酸的化合物，經過溶解、分離、凈化、濃縮或灼燒等工序，制成各種混合稀土化合物如混合稀土氯化物，作為產品或分離單一稀土的原料，這樣的過程稱為稀土精礦分解也稱為前處理。 分解稀土精礦有很多方法，總的來說可分為三類，即酸法、堿法和氯化分解。酸法分解又分為鹽酸分解、硫酸分解和氫氟酸分解法等。堿法分解又分為氫氧化鈉分解或氫氧化鈉熔融或蘇打焙燒法等。一般根據精礦的類型、品位特點、產品方案、便于非稀土元素的回收與綜合利用、利于勞動衛生與環境保護、經濟合理等原則選擇適宜的工藝流程。 目前，雖然已發現有近200種稀散元素礦物，但由于稀少而未富集成具有工業開采的獨立礦床，迄今只發現有很少見的獨立鍺礦、硒礦、碲礦，但礦床規模都不大。

碳酸稀土和氯化稀土的生產

這是稀土工業中最主要的兩種初級產品，一般地說，目前有兩個主要工藝生產這兩種產品。 一個工藝是濃硫酸焙燒工藝，即把稀土精礦與硫酸混合在回轉窯中焙燒。經過焙燒的礦用水浸出，則可溶性的稀土硫酸鹽就進入水溶液，稱之為浸出液。然后往浸出液中加入碳酸氫銨，則稀土呈碳酸鹽沉淀下來，過濾后即得碳酸稀土。 另一種工藝叫燒堿法工藝，簡稱堿法工藝。一般是將60%的稀土精礦與濃堿液攪勻，在高溫下熔融反應，稀土精礦即被分解，稀土變為氫氧化稀土，把堿餅經水洗除去鈉鹽和多余的堿，然后把水洗過的氫氧化稀土再用鹽酸溶解，稀土被溶解為氯化稀土溶液，調酸度除去雜質，過濾后的氯化稀土溶液經濃縮結晶即制得固體的氯化稀土。

編輯本段磷礦中伴生稀土的回收

自然界的稀土元素除了賦存在各種稀土礦中外， 還有相當大的一部分與磷灰石和磷塊巖礦共生。由于稀土的離子半徑（0. 848～0. 106 nm）與 Ca2+（0. 106 nm）很接近,稀土以類質同象方式賦存于磷礦巖中。世界磷礦總儲量約為 1000億噸，稀土平均含量為 0. 5‰ , 估計世界磷礦中伴生的稀土總量為5000萬噸。針對礦中稀土含量低及其賦存狀態特殊等特點，國內外已經開展了多種回收工藝研究， 可分為濕法和熱法; 濕法中，根據分解酸不同又可分為硝酸法、鹽酸法、硫酸法。從磷化工過程回收稀土有多種, 均和磷礦加工方式密切相關。熱法磷酸生產過程中， 稀土主要進入硅酸鹽熔渣中, 可采用大量鹽酸或硝酸分解浸出， 過濾除去硅石后, 再采用TBP等萃取回收稀土， 稀土回收率可以達到 60%。隨著磷礦資源不斷利用, 正轉向低品質磷礦的開發， 硫酸濕法磷酸工藝成為磷化工主流方法，對硫酸濕法磷酸中的稀土進行回收已成為研究熱點。在硫酸濕法磷酸生產過程中, 通過控制稀土在磷酸中的富集， 再采用有機溶劑萃取提取稀土的工藝比早期開發的方法更具有優勢。

編輯本段稀土元素的分離

目前，除Pm以外的16個稀土元素都可提純到6N(99.9999%)的純度。由稀土精礦分解后所得到的混合稀土化合物中，分離提取出單一純稀土元素，在化學工藝上是比較復雜和困難的。其主要原因有二個，一是鑭系元素之間的物理性質和化學性質十分相似，多數稀土離子半徑居于相鄰兩元素之間，非常相近，在水溶液中都是穩定的三價態。稀土離子與水的親和力大，因受水合物的保護，其化學性質非常相似，分離提純極為困難。二是稀土精礦分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的雜質元素較多(如鈾、釷、鈮、鉭、鈦、鋯、鐵、鈣、硅、氟、磷等)。因此，在分離稀土元素的工藝流程中，不但要考慮這十幾個化學性質極其相近的稀土元素之間的分離，而且還必須考慮稀土元素同伴生的雜質元素之間的分離。

編輯本段分離方法

分步法

從1794年發現的釔(Y)到1905年發現的镥(Lu)為止，所有天然存在的稀土元素間的單一分離，還有居里夫婦發現的鐳，都是用這種方法分離的。分步法是利用化合物在溶劑中溶解的難易程度(溶解度)上的差別來進行分離和提純的。方法的操作程序是：將含有兩種稀土元素的化合物先以適宜的溶劑溶解后，加熱濃縮，溶液中一部分元素化合物析出來(結晶或沉淀)。析出物中，溶解度較小的稀土元素得到富集，溶解度較大點的稀土元素在溶液中也得到富集。因為稀土元素之間的溶解度差別很小，必須重復操作多次才能將這兩種稀土元素分離開來，因而這是一件非常困難的工作。全部稀土元素的單一分離耗費了100多年，一次分離重復操作竟達2萬次，對于化學工作者而言，其艱辛的程度，可想而知。因此用這樣的方法不能大量生產單一稀土。

離子交換法

由于分步法不能大量生產單一稀土，因而稀土元素的研究工作也受到了阻礙，第二次世界大戰后，美國原子彈研制計劃即所謂曼哈頓計劃推動了稀土分離技術的發展，因稀土元素和鈾、釷等放射性元素性質相似，為盡快推進原子能的研究，就將稀土作為其代用品加以利用。而且，為了分析原子核裂變產物中含有的稀土元素，并除去鈾、釷中的稀土元素，研究成功了離子交換色層分析法(離子交換法)，進而用于稀土元素的分離。 離子交換色層法的原理是：首先將陽離子交換樹脂填充于柱子內，再將待分離的混合稀土吸附在柱子入口處的那一端，然后讓淋洗液從上到下流經柱子。形成了絡合物的稀土就脫離離子交換樹脂而隨淋洗液一起向下流動。流動的過程中稀土絡合物分解，再吸附于樹脂上。就這樣，稀土離子一邊吸附、脫離樹脂，一邊隨著淋洗液向柱子的出口端流動。由于稀土離子與絡合劑形成的絡合物的穩定性不同，因此各種稀土離子向下移動的速度不一樣，親和力大的稀土向下流動快，結果先到達出口端。 離子交換法的優點是一次操作可以將多個元素加以分離。而且還能得到高純度的產品。這種方法的缺點是不能連續處理，一次操作周期花費時間長，還有樹脂的再生、交換等所耗成本高，因此，這種曾經是分離大量稀土的主要方法已從主流分離方法上退下來，而被溶劑萃取法取代。但由于離子交換色層法具有獲得高純度單一稀土產品的突出特點，目前，為制取超高純單品以及一些重稀土元素的分離，還需用離子交換色層法分離制取一稀土產。

溶劑萃取法

利用有機溶劑從與其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取分離出來的方法稱之為有機溶劑液-液液萃取法，簡稱溶劑萃取法，它是一種把物質從一個液相轉移到另一個液相的傳質過