深海富稀土沉积物中REE赋存物相分步化学淋滤定量研究
会议名称：《第十四届中国包头·稀土产业论坛、中国稀土学会2022学术年会》
会议日期：1000年
学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程]
摘 要：日本学者提出深海沉积物富集大量REE,有望成为陆地稀土的战略接替,但目前人类对深海稀土赋存状态一直争议甚大。作者等尝试分步化学淋滤进行定量研究。针对沉积物中可能存在的稀土赋存物相,使用不同强度的化学试剂分多个步骤将各个物相(碳酸钙和磷酸钙、易还原的锰相和铁相矿物、中等可还原的铁相矿物、可还原的铁相矿物、磁铁矿、残渣)单独溶解并提取出来,从而实现其稀土贡献比例的分析和计算。结果显示:(1)深海富稀土沉积物几乎不存在离子吸附态的稀土元素;(2)磷酸盐相控制了全岩沉积物稀土总量的69.3–89.4%,而铁锰相矿物则以8.2–22.0%居次;(3)Ce有大约70.0–80.5%赋存于铁锰相矿物之中,表明其在氧化条件下优先被铁锰氧化物吸附;(4)水成型微结核从周围流体中捕获较高浓度的稀土元素和钴、镍等关键金属,而快速沉淀的热液型结核则稀土富集程度较低;(5)深海富稀土沉积物的形成受到多重因素控制:水深低于碳酸钙补偿深度,以减少碳酸钙质生物壳体的稀释;极其缓慢的沉降速率;能保证磷酸盐供应的上覆水体生物体沉降;有利于铁锰氧化物的沉淀的氧化条件;(6)分步淋滤更为精准有效地溶解目标物相。除REE外,在溶解锰相矿物的步骤中还能提取可观数量的钴、镍等高价值关键金属。