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稀土資源儲量及現狀

第二章 文獻回顧

2.1 稀土元素

2.1.1 稀土資源儲量及現狀

稀土在地殼中相對豐富,只是它們大多以分散的形式賦存於某些礦物中,而 且經常與其他金屬如釷、鈾、鉭、鈦、鋯、氟、磷、鋇等共生,其可開採的礦床 比例卻普遍低於其他礦物(Oddo,1914)。由圖 2-2 可以看出,除钷(Pm)外,其 餘十六種稀土元素在地殼中的相對豐度均高於貴重金屬。其中,最高的鈰(Ce)

在地殼中化學元素相對豐度排序中可排至第25,甚至超過鉛元素;最低的镥

(Lu)在地殼中的含量也遠比貴重金屬金(Au)高很多倍。稀土資源主要貯存於 四種地質環境:碳酸鹽岩、堿性火成岩、離子吸附型粘土礦和獨居石砂礦。碳酸

鹽岩和獨居石砂礦是輕稀土的主要來源。離子吸附型粘土礦是重稀土的主要來 源。

圖 2-2. 地殼中稀土元素的豐度

Source: E.Generalic, https://www.periodni.com/rare_earth_elements.html 截至2019 年底,全球稀土礦儲量約為 1.2 億噸,主要分佈在中國、俄羅斯、

巴西、印度、澳大利亞、越南、美國、加拿大等國家。中國是名副其實的世界第 一大稀土資源國,已探明的稀土資源量約4400 萬噸,約佔全球總儲量的

36.7%(季根源 et al.2018)。中國稀土資源不但儲量豐富,而且還具有礦種種類 多、稀土元素齊全、稀土品質高及礦點分佈合理等優勢。1927 年,中國地質學家 丁道衡在綏遠省發現了白雲鄂博大鐵礦,1957 年開始生產。經過幾十年的勘測,

據統計,目前國內有22 個省(區)發現有上千處稀土礦床/礦(化)點,其中內 蒙古包頭、贛南、粵北、四川涼山為稀土資源集中產出區(李健初,2002)。巴西 是世界最早開採稀土礦的國家,現在仍為世界稀土原料市場的主要供應商之一。

巴西的獨居石資源主要集中於東部沿海,礦床規模較大,其中Araxá 項目資源量 超過4000 萬噸(Sial et al.2015)。越南是世界上稀土儲備量排名第三的國家,但 產量極小,以輕稀土為主,2019 年僅產 900 噸。俄羅斯稀土儲量很大,主要稀土 來源位於Kola alkaline 的稀土礦,以開採磷灰石中輕稀土元素為主(Goryachev et al.2008)。印度主要礦床是砂礦,擁有的稀土資源約佔全球儲量的 5.7%,但是產 量極低,生產的商用稀土也很少,缺乏的是下游處理供應鏈。澳大利亞是獨居石 的生產大國,獨居石的化學式為CePO4,但獨居石中除鈰外,還含有其他輕稀土 元素。澳大利亞稀土資源豐富,可是開發商有限,主要有萊納斯(Lynas Corp)

和北方礦業(Northern Minerals Ltd)等。位於澳大利亞西部的 Mount Weld 的稀 土礦床於1988 年發現,但由於中國以低價銷售稀土元素,所以一直沒有進行開 採,直到2009 年萊納斯公司才決定開發此處礦藏。美國稀土資源主要由氟碳鈰 礦、獨居石及在選別其它礦物時,作為副產品可回收黑稀金礦、硅鈹礦和磷釔 礦。位於加利福尼亞的聖貝迪諾縣的芒廷帕斯礦於2018 年復產,主要產品為氟 鐵鈰礦,其餘大部分依賴從中國等地進口。格陵蘭南部的Ilímaussaq 含有大量 鈾、稀土元素和鋅。經探查發現,此處有兩種非常優質的稀土元素礦床

Kvanefjeld 和 Kringlerne。與其他地區的礦床不同的是,該處稀土元素複合物的 生成與堿性火成岩有關(Van,2020)。

表 2-1. 世界稀土礦產量及儲量

(NA:not available)

Source:U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2020

圖 2-3. 全球稀土儲量結構(%)

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